本發明涉及切割芯片接合薄膜、半導體裝置的制造方法及半導體裝置。
背景技術:
已知一種切割芯片接合薄膜,其具有基材層、配置在基材層上的粘合劑層和配置在粘合劑層上的粘接薄膜(例如參見專利文獻1)。基材層可以以與粘合劑層接觸的接觸面和與接觸面相向的背面來定義兩面。
近年來,伴隨半導體芯片的高性能化,靜電破壞正成為問題。為了防止靜電破壞,有通過向粘合劑層中添加導電性材料來提高抗靜電性能的技術。
此外,為了對粘接薄膜賦予導電性,也有向粘接薄膜中添加導電性材料的技術。
現有技術文獻
專利文獻
專利文獻1:日本特開2015-5636號公報
技術實現要素:
發明要解決的問題
向粘合劑層中添加導電性材料的技術存在如下的問題:在切割時導電性材料會在裝置內飛散并附著于半導體晶圓、半導體芯片。在擴展時導電性材料有時也會飛散。
向粘接薄膜中添加導電性材料的技術存在將粘接薄膜用于引線掩埋用途時導電性材料會促進引線的腐蝕的問題。還存在切割時導電性材料飛散的問題。
此外,在切割芯片接合薄膜中,有時會無法順利剝離覆蓋膜。本發明人對剝離不良的原因進行了深入研究,結果發現,基材層的背面和覆蓋膜的帶電會引起覆蓋膜的剝離不良。
本發明的目的在于提供可防止覆蓋膜的剝離不良、能夠防止半導體芯片的靜電破壞的切割芯片接合薄膜。
本發明的目的還在于提供使用切割芯片接合薄膜的半導體裝置的制造方法。本發明的目的還在于提供使用切割芯片接合薄膜而得到的半導體裝置。
用于解決問題的方案
本發明涉及切割芯片接合薄膜,其形成為卷狀。本發明的切割芯片接合薄膜包含覆蓋膜和配置在覆蓋膜上的切割片一體型粘接薄膜。切割片一體型粘接薄膜包含切割片,所述切割片包含以第1面和與第1面相向的第2面來定義兩面的基材層和與第1面接觸的粘合劑層。切割片一體型粘接薄膜還包含粘接薄膜,所述粘接薄膜以與粘合劑層接觸的第1主面和與第1主面相向的第2主面來定義兩面。第2面的表面電阻值為1.0×1011Ω/sq.以下。由于為1.0×1011Ω/sq.以下,因此能夠防止覆蓋膜的剝離不良。第2主面的表面電阻值為1.0×1012Ω/sq.以上。由于為1.0×1012Ω/sq.以上,因此可防止封裝時等的泄漏電流,能夠防止半導體芯片的靜電破壞。
優選的是,基材層包含具有第1面的第1基材層和具有第2面的第2基材層。優選的是,第2基材層含有導電性成分。優選的是,第2基材層的厚度為1μm~30μm。優選的是,導電性成分為有機系導電性成分。優選的是,第2基材層還包含選自由聚乙烯、聚丙烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物組成的組中的1種以上的樹脂。
優選的是,切割片的斷裂伸長率為500%以上。
優選的是,粘接薄膜包含環氧樹脂或酚醛樹脂。優選的是,粘接薄膜包含丙烯酸類樹脂。優選的是,粘接薄膜在25℃的粘著強度為0.2N以上且3.0N以下。
優選的是,覆蓋膜為聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜。優選的是,覆蓋膜的厚度為20μm~75μm。
本發明還涉及半導體裝置的制造方法,其包括如下工序:準備切割芯片接合薄膜的工序;將半導體晶圓壓接于切割片一體型粘接薄膜的粘接薄膜的工序;在將半導體晶圓壓接于粘接薄膜的工序之后,通過進行芯片分割而形成芯片接合用芯片的工序;和將芯片接合用芯片壓接于被粘物的工序。將半導體晶圓壓接于粘接薄膜的工序包括從覆蓋膜剝離切割片一體型粘接薄膜的步驟。芯片接合用芯片包含半導體芯片和配置在半導體芯片上的薄膜狀粘接劑。
本發明還涉及半導體裝置。
附圖說明
圖1是切割芯片接合薄膜的俯視示意圖。
圖2是切割芯片接合薄膜的局部的截面示意圖。
圖3是半導體裝置的制造工序的截面示意圖。
圖4是半導體裝置的制造工序的截面示意圖。
圖5是半導體裝置的制造工序的截面示意圖。
圖6是半導體裝置的制造工序的截面示意圖。
圖7是變形例4中的切割芯片接合薄膜的局部的截面示意圖。
圖8是變形例7中的半導體裝置的制造工序的截面示意圖。
圖9是變形例8中的半導體裝置的制造工序的截面示意圖。
圖10是實施例中的切割片一體型粘接薄膜的截面示意圖。
附圖標記說明
1 切割芯片接合薄膜
11 粘接薄膜
11a 第1主面
11b 第2主面
12 切割片
13 覆蓋膜
71 切割片一體型粘接薄膜
121 基材層
121a 第1面
121b 第2面
1211 第1基材層
1212 第2基材層
122 粘合劑層
122A 接觸部
122B 周邊部
4 半導體晶圓
5 芯片接合用芯片
41 半導體芯片
111 薄膜狀粘接劑
6 被粘物
7 接合引線
8 封裝樹脂
61 被粘物
606 基板
607 接合引線
611 粘接層
641 半導體芯片
具體實施方式
以下給出實施方式對本發明進行詳細說明,但本發明并不僅限于這些實施方式。
[實施方式1]
(切割芯片接合薄膜1)
如圖1所示,切割芯片接合薄膜1形成為卷狀。
切割芯片接合薄膜1包含覆蓋膜13和配置在覆蓋膜13上的切割片一體型粘接薄膜71a、71b、71c、……、71m(以下總稱為“切割片一體型粘接薄膜71”)。切割片一體型粘接薄膜71a與切割片一體型粘接薄膜71b之間的距離、切割片一體型粘接薄膜71b與切割片一體型粘接薄膜71c之間的距離、……切割片一體型粘接薄膜71l與切割片一體型粘接薄膜71m之間的距離是一定的。
如圖2所示,切割片一體型粘接薄膜71包含切割片12和配置在切割片12上的粘接薄膜11。切割片12包含基材層121和配置在基材層121上的粘合劑層122。基材層121以與粘合劑層122接觸的第1面121a和與第1面121a相向的第2面121b來定義兩面。粘接薄膜11以與粘合劑層122接觸的第1主面11a和與第1主面11a相向的第2主面11b來定義兩面。第2主面11b與覆蓋膜13接觸。
第2面121b的表面電阻值為1.0×1011Ω/sq.以下,優選為8.0×1010Ω/sq.以下。由于為1.0×1011Ω/sq.以下,因此能夠防止覆蓋膜13的剝離不良。第2面121b的表面電阻值的下限例如為1.0×105Ω/sq.、1.0×107Ω/sq.、1.0×108Ω/sq.等。
第2面121b的光澤度優選為1~20。
第2主面11b的表面電阻值為1.0×1012Ω/sq.以上,優選為1.0×1014Ω/sq.以上。由于為1.0×1012Ω/sq.以上,因此可防止封裝時等的泄漏電流,能夠防止半導體芯片的靜電破壞。第2主面11b的表面電阻值的上限例如為1.0×1017Ω/sq.、1.0×1018Ω/sq.等。
切割片12的斷裂伸長率優選為500%以上。如果為500%以上,則擴展性良好。切割片12的霧度優選為45%~95%。
基材層121的厚度優選為50μm~150μm。
基材層121包含具有第1面121a的第1基材層1211。第1基材層1211可以以第1面121a和與第1面121a相向的隱藏面來定義兩面。基材層121還包含具有第2面121b的第2基材層1212。第2基材層1212與第1基材層1211的隱藏面接觸。
第1基材層1211包含樹脂。作為樹脂,可列舉出:聚乙烯、聚丙烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)等。由于表現出良好的擴展性而優選聚乙烯、聚丙烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物。從擴展性差的角度來看,聚對苯二甲酸乙二醇酯是不優選的。
第1基材層1211包含導電性成分的情況下,有時導電性成分會在切割時在裝置內飛散。因此,優選第1基材層1211不含導電性成分。
第1基材層1211的厚度優選為30μm~150μm。
優選第2基材層1212包含導電性成分。這是由于,導電性成分會降低第2面121b的表面電阻值。
作為導電性成分,可列舉出有機系導電性成分、無機系導電性成分等。有機系導電性成分由于不容易脫落、容易與樹脂混合而優選。作為有機系導電性成分,可列舉出導電性高分子。
優選第2基材層1212包含樹脂。作為樹脂,可列舉出:聚乙烯、聚丙烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物等。聚乙烯、聚丙烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物由于容易與有機系導電性成分混合并表現出良好的擴展性而優選。從擴展性差的角度來看,聚對苯二甲酸乙二醇酯是不優選的。
第2基材層1212的厚度優選為1μm~30μm。
第1基材層1211的厚度與第2基材層1212的厚度之比(第1基材層1211的厚度/第2基材層1212的厚度)優選為1~30。
粘合劑層122包含與粘接薄膜11接觸的接觸部122A。粘合劑層122還包含配置在接觸部122A的周邊的周邊部122B。接觸部122A通過輻射線而被固化。另一方面,周邊部122B具有通過輻射線而固化的性質。作為輻射線,優選紫外線。
粘合劑層122由粘合劑所形成,具有粘合性。作為這種粘合劑,沒有特別限制,可以從公知的粘合劑中適當選擇。具體而言,作為粘合劑,例如可以從下述當中適當選擇使用具有所述特性的粘合劑:丙烯酸類粘合劑、橡膠類粘合劑、乙烯基烷基醚類粘合劑、有機硅類粘合劑、聚酯類粘合劑、聚酰胺類粘合劑、聚氨酯類粘合劑、氟類粘合劑、苯乙烯-二烯嵌段共聚物類粘合劑、在這些粘合劑中配混了熔點約200℃以下的熱熔融性樹脂的蠕變特性改良型粘合劑等公知的粘合劑(例如參見日本特開昭56-61468號公報、日本特開昭61-174857號公報、日本特開昭63-17981號公報、日本特開昭56-13040號公報等)。此外,作為粘合劑,也可以使用輻射線固化型粘合劑(或能量射線固化型粘合劑)、熱膨脹性粘合劑。粘合劑可以單獨使用或將2種以上組合使用。
作為粘合劑,可以適宜地使用丙烯酸類粘合劑、橡膠類粘合劑,丙烯酸類粘合劑尤為適宜。作為丙烯酸類粘合劑,可列舉出以使用1種或2種以上(甲基)丙烯酸烷基酯作為單體成分的丙烯酸類聚合物(均聚物或共聚物)作為基礎聚合物的丙烯酸類粘合劑。
作為丙烯酸類粘合劑中的(甲基)丙烯酸烷基酯,例如可列舉出:(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸異丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸異丁酯、(甲基)丙烯酸仲丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸庚酯、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸異辛酯、(甲基)丙烯酸壬酯、(甲基)丙烯酸異壬酯、(甲基)丙烯酸癸酯、(甲基)丙烯酸異癸酯、(甲基)丙烯酸十一烷基酯、(甲基)丙烯酸十二烷基酯、(甲基)丙烯酸十三烷基酯、(甲基)丙烯酸十四烷基酯、(甲基)丙烯酸十五烷基酯、(甲基)丙烯酸十六烷基酯、(甲基)丙烯酸十七烷基酯、(甲基)丙烯酸十八烷基酯、(甲基)丙烯酸十九烷基酯、(甲基)丙烯酸二十烷基酯等(甲基)丙烯酸烷基酯等。作為(甲基)丙烯酸烷基酯,適宜為烷基的碳數為4~18的(甲基)丙烯酸烷基酯。另外,(甲基)丙烯酸烷基酯的烷基可以是直鏈或支鏈中的任一種。
另外,為了改善內聚力、耐熱性、交聯性等,丙烯酸類聚合物可以根據需要而含有對應于可與(甲基)丙烯酸烷基酯共聚的其他單體成分(共聚性單體成分)的單元。作為這種共聚性單體成分,例如可列舉出:(甲基)丙烯酸(丙烯酸、甲基丙烯酸)、丙烯酸羧基乙酯、丙烯酸羧基戊酯、衣康酸、馬來酸、富馬酸、巴豆酸等含羧基單體;馬來酸酐、衣康酸酐等含酸酐基單體;(甲基)丙烯酸羥乙酯、(甲基)丙烯酸羥丙酯、(甲基)丙烯酸羥丁酯、(甲基)丙烯酸羥己酯、(甲基)丙烯酸羥辛酯、(甲基)丙烯酸羥癸酯、(甲基)丙烯酸羥基月桂酯、甲基丙烯酸(4-羥基甲基環己基)甲酯等含羥基單體;苯乙烯磺酸、烯丙基磺酸、2-(甲基)丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、(甲基)丙烯酰胺丙磺酸、(甲基)丙烯酸磺基丙酯、(甲基)丙烯酰氧基萘磺酸等含磺酸基單體;2-羥乙基丙烯酰基磷酸酯等含磷酸基單體;(甲基)丙烯酰胺、N,N-二甲基(甲基)丙烯酰胺、N-丁基(甲基)丙烯酰胺、N-羥甲基(甲基)丙烯酰胺、N-羥甲基丙烷(甲基)丙烯酰胺等(N-取代)酰胺類單體;(甲基)丙烯酸氨基乙酯、(甲基)丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯、(甲基)丙烯酸叔丁基氨基乙酯等(甲基)丙烯酸氨基烷基酯類單體;(甲基)丙烯酸甲氧基乙酯、(甲基)丙烯酸乙氧基乙酯等(甲基)丙烯酸烷氧基烷基酯類單體;丙烯腈、甲基丙烯腈等氰基丙烯酸酯單體;(甲基)丙烯酸縮水甘油酯等含環氧基丙烯酸類單體;苯乙烯、α-甲基苯乙烯等苯乙烯類單體;乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯等乙烯酯類單體;異戊二烯、丁二烯、異丁烯等烯烴類單體;乙烯醚等乙烯醚類單體;N-乙烯基吡咯烷酮、甲基乙烯基吡咯烷酮、乙烯基吡啶、乙烯基哌啶酮、乙烯基嘧啶、乙烯基哌嗪、乙烯基吡嗪、乙烯基吡咯、乙烯基咪唑、乙烯基噁唑、乙烯基嗎啉、N-乙烯基羧酸酰胺類、N-乙烯基己內酰胺等含氮單體;N-環己基馬來酰亞胺、N-異丙基馬來酰亞胺、N-月桂基馬來酰亞胺、N-苯基馬來酰亞胺等馬來酰亞胺類單體;N-甲基衣康酰亞胺、N-乙基衣康酰亞胺、N-丁基衣康酰亞胺、N-辛基衣康酰亞胺、N-2-乙基己基衣康酰亞胺、N-環己基衣康酰亞胺、N-月桂基衣康酰亞胺等衣康酰亞胺類單體;N-(甲基)丙烯酰氧基亞甲基琥珀酰亞胺、N-(甲基)丙烯酰基-6-氧六亞甲基琥珀酰亞胺、N-(甲基)丙烯酰基-8-氧八亞甲基琥珀酰亞胺等琥珀酰亞胺類單體;(甲基)丙烯酸聚乙二醇、(甲基)丙烯酸聚丙二醇、(甲基)丙烯酸甲氧基乙二醇、(甲基)丙烯酸甲氧基聚丙二醇等二醇類丙烯酸酯單體;(甲基)丙烯酸四氫糠酯、氟(甲基)丙烯酸酯、有機硅(甲基)丙烯酸酯等具有雜環、鹵素原子、硅原子等的丙烯酸酯類單體;己二醇二(甲基)丙烯酸酯、(聚)乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、(聚)丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇二(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、環氧丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、氨基甲酸酯丙烯酸酯、二乙烯基苯、丁基二(甲基)丙烯酸酯、己基二(甲基)丙烯酸酯等多官能單體等。這些共聚性單體成分可以使用1種或2種以上。
使用輻射線固化型粘合劑(或能量射線固化型粘合劑)作為粘合劑時,作為輻射線固化型粘合劑(組合物),例如可列舉出:使用了在聚合物側鏈或主鏈中或主鏈末端具有自由基反應性碳-碳雙鍵的聚合物作為基礎聚合物的內在型的輻射線固化型粘合劑,在粘合劑中配混有紫外線固化性的單體成分、低聚物成分的輻射線固化型粘合劑等。此外,使用熱膨脹性粘合劑作為粘合劑時,作為熱膨脹性粘合劑,例如可列舉出包含粘合劑和發泡劑(特別是熱膨脹性微球)的熱膨脹性粘合劑等。
優選的單體成分是丙烯酸2-乙基己酯。優選丙烯酸類粘合劑包含具有氨基甲酸酯鍵的丙烯酸類聚合物。
粘合劑層122可以包含各種添加劑(例如賦粘樹脂、著色劑、增粘劑、增量劑、填充材料、增塑劑、防老劑、抗氧化劑、表面活性劑、交聯劑等)。
粘合劑層122例如可以利用如下的慣用方法形成:將粘合劑(壓敏粘接劑)與視需要而定的溶劑、其他添加劑等混合,形成片狀的層。具體而言,例如可以通過下述方法等形成粘合劑層122:將含有粘合劑和視需要而定的溶劑、其他添加劑的混合物涂布在基材層121上的方法,在合適的隔膜(剝離紙等)上涂布混合物形成粘合劑層122并將其轉印(轉移)至基材層121上的方法。
粘合劑層122的厚度優選為3μm以上,更優選為5μm以上。粘合劑層122的厚度優選為50μm以下,更優選為30μm以下。另外,粘合劑層122可以形成為多層形狀。
(粘接薄膜11)
粘接薄膜11具備熱固化性。
粘接薄膜11在25℃的粘著強度優選為0.2N~3.0N。如果為0.2N~3.0N,則拾取性良好。
粘接薄膜11在120℃的的損耗模量G”優選為2KPa~20KPa。如果為2KPa以上,則可以防止芯片接合時的粘接薄膜11的突出。如果為20KPa以下,則芯片接合時粘接薄膜11對被粘物的潤濕性良好。
粘接薄膜11包含樹脂成分。作為樹脂成分,可列舉出熱塑性樹脂、熱固性樹脂等。
優選熱塑性樹脂為丙烯酸類樹脂。
作為丙烯酸類樹脂,并沒有特別限定,可列舉出:以具有碳數30以下、特別是碳數4~18的直鏈或支鏈的烷基的丙烯酸或甲基丙烯酸的酯中的1種或2種以上作為成分的聚合物(丙烯酸類共聚物)等。作為前述烷基,例如可列舉出:甲基、乙基、丙基、異丙基、正丁基、叔丁基、異丁基、戊基、異戊基、己基、庚基、環己基、2-乙基己基、辛基、異辛基、壬基、異壬基、癸基、異癸基、十一烷基、月桂基、十三烷基、十四烷基、硬脂基、十八烷基、或十二烷基等。
此外,作為形成聚合物(丙烯酸類共聚物)的其他單體,并沒有特別限定,例如可列舉出:丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸羧基乙酯、丙烯酸羧基戊酯、衣康酸、馬來酸、富馬酸或巴豆酸等之類的含羧基單體,馬來酸酐或衣康酸酐等各種酸酐單體,(甲基)丙烯酸-2-羥基乙酯、(甲基)丙烯酸-2-羥基丙酯、(甲基)丙烯酸-4-羥基丁酯、(甲基)丙烯酸-6-羥基己酯、(甲基)丙烯酸-8-羥基辛酯、(甲基)丙烯酸-10-羥基癸酯、(甲基)丙烯酸-12-羥基月桂酯或丙烯酸(4-羥基甲基環己酯)-甲酯等各種含羥基單體,苯乙烯磺酸、烯丙基磺酸、2-(甲基)丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、(甲基)丙烯酰胺丙磺酸、(甲基)丙烯酸磺丙酯或(甲基)丙烯酰氧基萘磺酸等各種含磺酸基單體,或2-羥乙基丙烯酰基磷酸酯等各種含磷酸基單體。
丙烯酸類樹脂當中,優選重均分子量為10萬以上,更優選為30萬~300萬,進一步優選為50萬~200萬。這是由于,如果在該數值范圍內,則粘接性和耐熱性優異。需要說明的是,重均分子量是通過GPC(滲透凝膠色譜)測定并通過聚苯乙烯換算算出的值。
丙烯酸類樹脂優選包含官能團。作為官能團,例如可列舉出:羥基、羧基、腈基等。其中,優選腈基。
樹脂成分100重量%中的熱塑性樹脂的含量優選為10重量%以上,更優選為20重量%以上。如果為10重量%以上,則撓性良好。樹脂成分100重量%中的熱塑性樹脂的含量優選為80重量%以下,更優選為70重量%以下。
作為熱固性樹脂,可列舉出:環氧樹脂、酚醛樹脂等。
作為環氧樹脂,沒有特別限定,例如可使用:雙酚A型、雙酚F型、雙酚S型、溴化雙酚A型、氫化雙酚A型、雙酚AF型、聯苯型、萘型、芴型、苯酚酚醛清漆型、鄰甲酚酚醛清漆型、三羥基苯基甲烷型、四酚基乙烷型等二官能環氧樹脂、多官能環氧樹脂,或乙內酰脲型、三縮水甘油基異氰脲酸酯型或縮水甘油胺型等的環氧樹脂。這些環氧樹脂當中,特別優選酚醛清漆型環氧樹脂、聯苯型環氧樹脂、三羥基苯基甲烷型樹脂或四酚基乙烷型環氧樹脂。這是由于,這些環氧樹脂富有與作為固化劑的酚醛樹脂的反應性,耐熱性等優異。
環氧樹脂的環氧當量優選為100g/eq.以上,更優選為120g/eq.以上。環氧樹脂的環氧當量優選為1000g/eq.以下,更優選為500g/eq.以下。
需要說明的是,環氧樹脂的環氧當量可以用JIS K 7236-2009中規定的方法進行測定。
酚醛樹脂發揮環氧樹脂的固化劑的作用,例如可列舉出:苯酚酚醛清漆樹脂、苯酚芳烷基樹脂、甲酚酚醛清漆樹脂、叔丁基苯酚酚醛清漆樹脂、壬基苯酚酚醛清漆樹脂等酚醛清漆型酚醛樹脂、甲階酚醛型酚醛樹脂、聚對氧苯乙烯等聚氧苯乙烯等。這些酚醛樹脂當中,特別優選苯酚酚醛清漆樹脂、苯酚芳烷基樹脂。這是由于,能夠提高半導體裝置的連接可靠性。
酚醛樹脂的羥基當量優選為150g/eq.以上,更優選為200g/eq.以上。酚醛樹脂的羥基當量優選為500g/eq.以下,更優選為300g/eq.以下。
對于環氧樹脂與酚醛樹脂的配混比例,例如適宜以酚醛樹脂中的羥基相對于環氧樹脂成分中的環氧基1當量為0.5~2.0當量的方式配混。更適宜的是0.8~1.2當量。即,這是由于,如果兩者的配混比例不在該范圍,則不進行充分的固化反應,固化物的特性變得容易劣化。
樹脂成分100重量%中的環氧樹脂和酚醛樹脂的合計含量優選為20重量%以上,更優選為30重量%以上。環氧樹脂和酚醛樹脂的合計含量優選為90重量%以下,更優選為80重量%以下。
優選粘接薄膜11包含無機填充劑。
作為無機填充劑,例如可列舉出:二氧化硅、粘土、石膏、碳酸鈣、硫酸鋇、氧化鋁、氧化鈹、碳化硅、氮化硅、鋁、銅、銀、金、鎳、鉻、鉛、錫、鋅、鈀、焊錫、碳等。其中,優選二氧化硅、氧化鋁、銀等,更優選二氧化硅。
無機填充劑的平均粒徑優選為0.001μm~1μm。填料的平均粒徑可以用以下的方法進行測定。
無機填充劑的平均粒徑的測定
將粘接薄膜11放入坩堝,在大氣氣氛下以700℃灼燒2小時使其灰化。使所得灰分分散在純水中進行10分鐘超聲波處理,使用激光衍射散射式粒度分布測定裝置(Beckman Coulter,Inc.制造、“LS 13 320”;濕式法)求出平均粒徑。
粘接薄膜11中的無機填充劑的含量優選為0重量%以上,更優選為1重量%以上,進一步優選為3重量%以上,更進一步優選為20重量%以上。粘接薄膜11中的無機填充劑的含量優選為85重量%以下,更優選為20重量%以下,進一步優選為15重量%以下。
粘接薄膜11除了前述成分以外還可以適當含有在薄膜制造中常用的配混劑,例如硅烷偶聯劑、固化促進劑、交聯劑等。
粘接薄膜11含有導電性成分的情況下,有時導電性成分會在切割時在裝置內飛散。有時導電性成分還會促進引線的腐蝕。因此,優選粘接薄膜11不含導電性成分。
粘接薄膜11可以用通常的方法制造。例如可以制作含有前述各成分的粘接劑組合物溶液,以成為規定厚度的方式將粘接劑組合物溶液涂布在基材隔膜上形成涂布膜后,干燥涂布膜,由此來制造粘接薄膜11。
作為粘接劑組合物溶液中使用的溶劑,沒有特別限定,優選能夠將前述各成分均勻地溶解、混煉或分散的有機溶劑。例如可列舉出:二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、丙酮、甲乙酮、環己酮等酮類溶劑、甲苯、二甲苯等。對涂布方法沒有特別限定。作為溶劑涂覆的方法,例如可列舉出:模涂機、凹版涂布機、輥涂機、逆轉涂布機、逗點涂布機、管狀刮刀涂布機(pipe doctor coater)、絲網印刷等。其中,從涂布厚度的均勻性高的角度來看,優選模涂機。
作為基材隔膜,可以使用聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚乙烯、聚丙烯、通過氟系剝離劑、長鏈丙烯酸烷基酯類剝離劑等剝離劑進行了表面涂布的塑料薄膜、紙等。作為粘接劑組合物溶液的涂布方法,例如可列舉出:輥涂覆、絲網涂覆、凹版涂覆等。此外,對涂布膜的干燥條件沒有特別限定,例如可以以干燥溫度70~160℃、干燥時間1~5分鐘進行。
作為粘接薄膜11的制造方法,例如用攪拌機將前述各成分混合并對所得混合物進行壓制成型來制造粘接薄膜11的方法等也是適宜的。作為攪拌機,可列舉出行星攪拌機等。
粘接薄膜11的厚度優選為2μm以上,更優選為5μm以上,進一步優選為10μm以上。粘接薄膜11的厚度優選為200μm以下,更優選為150μm以下,進一步優選為100μm以下。
粘接薄膜11用于制造半導體裝置。具體而言,粘接薄膜11用于芯片接合用途。
(覆蓋膜13)
作為覆蓋膜13,可列舉出聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜等。覆蓋膜13優選為實施了脫模處理的聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜。
覆蓋膜13的厚度優選為20μm~75μm,更優選為25μm~50μm。
(半導體裝置的制造方法)
如圖3所示,將半導體晶圓4壓接于切割片一體型粘接薄膜71。作為半導體晶圓4,可列舉出:硅晶圓、硅碳化物晶圓、化合物半導體晶圓等。作為化合物半導體晶圓,可列舉出氮化鎵晶圓等。
作為壓接方法,例如可列舉出通過壓接輥等按壓手段進行按壓的方法等。
壓接溫度(粘貼溫度)優選為35℃以上,更優選為37℃以上。壓接溫度的上限優選較低,優選為50℃以下,更優選為45℃以下。通過以低溫進行壓接,能夠防止對半導體晶圓4的熱影響,能夠抑制半導體晶圓4的翹曲。此外,壓力優選為1×105Pa~1×107Pa,更優選為2×105Pa~8×106Pa。
如圖4所示,通過對半導體晶圓4進行切割而形成芯片接合用芯片5。芯片接合用芯片5包括半導體芯片41和配置在半導體芯片41上的薄膜狀粘接劑111。半導體芯片41包括電極極板。作為電極極板的材料,可列舉出鋁等。本工序中可以采用進行切入直至切割片一體型粘接薄膜71的、被稱為全切的切斷方式等。作為切割裝置,沒有特別限定,可以使用現有公知的裝置。此外,由于半導體晶圓4被切割片一體型粘接薄膜71粘接固定,因此能夠抑制芯片缺損、芯片飛濺,并且還能夠抑制半導體晶圓4的破損。
拾取芯片接合用芯片5。作為拾取的方法,沒有特別限定,可以采用現有公知的各種方法。例如可列舉出:從切割片一體型粘接薄膜71側用針將各個半導體芯片41頂起,接著通過拾取裝置拾取芯片接合用芯片5的方法等。
如圖5所示,通過將芯片接合用芯片5壓接于被粘物6而得到帶半導體芯片的被粘物2。帶半導體芯片的被粘物2包括被粘物6、配置在被粘物6上的薄膜狀粘接劑111以及配置在薄膜狀粘接劑111上的半導體芯片41。被粘物6具備端子部。作為被粘物6,可列舉出:引線框、中介層(interposer)、TAB薄膜、半導體芯片等。被粘物為引線框的情況下,端子部可以為內部引線。
將芯片接合用芯片5壓接于被粘物6的溫度(以下稱為“芯片貼裝溫度”)優選為80℃以上,更優選為90℃以上。此外,芯片貼裝溫度優選為150℃以下,更優選為130℃以下。
通過在加壓下對帶半導體芯片的被粘物2進行加熱,使薄膜狀粘接劑111固化。由此,使半導體芯片41固著在被粘物6上。通過在加壓下使薄膜狀粘接劑111固化,能夠消滅在薄膜狀粘接劑111與被粘物6之間存在的空隙,能夠確保薄膜狀粘接劑111與被粘物6接觸的面積。
作為在加壓下進行加熱的方法,例如可列舉出:對配置在填充有非活性氣體的腔室內的帶半導體芯片的被粘物2進行加熱的方法等。加壓氣氛的壓力優選為0.5kg/cm2(4.9×10-2MPa)以上,更優選為1kg/cm2(9.8×10-2MPa)以上,進一步優選為5kg/cm2(4.9×10-1MPa)以上。如果為0.5kg/cm2以上,則能夠容易地消滅在薄膜狀粘接劑111與被粘物6之間存在的空隙。加壓氣氛的壓力優選為20kg/cm2(1.96MPa)以下,更優選為18kg/cm2(1.77MPa)以下,進一步優選為15kg/cm2(1.47MPa)以下。如果為20kg/cm2以下,則能夠抑制由過度的加壓導致的薄膜狀粘接劑111的突出。
加熱溫度優選為80℃以上,更優選為120℃以上,進一步優選為150℃以上,特別優選為170℃以上。如果為80℃以上,則能夠使薄膜狀粘接劑111為適度的硬度,能夠通過加壓固化而有效地使空隙消失。加熱溫度優選為260℃以下,更優選為200℃以下,更優選為180℃以下。如果為260℃以下,則能夠防止薄膜狀粘接劑111的分解。
加熱時間優選為0.1小時以上,更優選為0.2小時以上。加熱時間優選為24小時以下,更優選為3小時以下,進一步優選為1小時以下,特別優選為30分以下。
如圖6所示,進行用接合引線7將半導體芯片41的電極極板與被粘物6的端子部電連接的引線接合工序。作為接合引線7的材料,可列舉出銅等。
引線接合工序包括將接合引線7的一端與半導體芯片41的電極極板接合的步驟、將接合引線7的另一端與被粘物6的端子部接合的步驟等。
進行了引線接合工序后,進行通過封裝樹脂8對半導體芯片41進行封裝的封裝工序。本工序是為了保護搭載于被粘物6的半導體芯片41、接合引線7而進行的。本工序通過用模具將封裝用的樹脂成型來進行。作為封裝樹脂8,例如使用環氧類的樹脂。樹脂封裝時的加熱溫度優選為165℃以上,更優選為170℃以上,加熱溫度優選為185℃以下,更優選為180℃以下。
可以根據需要而在封裝后進一步進行加熱(后固化工序)。由此,可以使在封裝工序中固化不足的封裝樹脂8完全固化。加熱溫度可以適當設定。
通過以上方法而得到的半導體裝置包括被粘物6、配置在被粘物6上的粘接層以及配置在粘接層上的半導體芯片41。粘接層通過薄膜狀粘接劑111固化而形成。半導體裝置還包括覆蓋半導體芯片41的封裝樹脂8。
如上所述,半導體裝置的制造方法包括如下工序:準備切割芯片接合薄膜1的工序;將半導體晶圓4壓接于切割片一體型粘接薄膜71的粘接薄膜11的工序;在將半導體晶圓4壓接于粘接薄膜11的工序之后,通過進行芯片分割而形成芯片接合用芯片5的工序;和將芯片接合用芯片5壓接于被粘物6的工序。半導體裝置的制造方法還包括包含如下步驟的工序:在將芯片接合用芯片5壓接于被粘物6的工序之后,將接合引線7的一端與半導體芯片41的電極極板接合的步驟,將接合引線7的另一端與被粘物6的端子部接合的步驟。半導體裝置的制造方法還包括用封裝樹脂8對半導體芯片41進行封裝的工序。
將半導體晶圓4壓接于粘接薄膜11的工序包括從覆蓋膜13剝離切割片一體型粘接薄膜71的步驟。
(變形例1)
粘合劑層122的接觸部122A具有通過輻射線而固化的性質。粘合劑層122的周邊部122B也具有通過輻射線而固化的性質。在半導體裝置的制造方法中,形成芯片接合用芯片5,對粘合劑層122照射紫外線,拾取芯片接合用芯片5。由此,由于粘合劑層122對芯片接合用芯片5的粘合力降低,因此能夠容易地拾取芯片接合用芯片5。
(變形例2)
粘合劑層122的接觸部122A通過輻射線而被固化。粘合劑層122的周邊部122B也通過輻射線而被固化。
(變形例3)
粘接薄膜11為包括第1層和配置在第1層上的第2層的多層形狀。
(變形例4)
如圖7所示,切割片12的粘合面整體與粘接薄膜11接觸。粘合劑層122優選具有通過輻射線而固化的性質。在半導體裝置的制造方法中,形成芯片接合用芯片5,對粘合劑層122照射紫外線,拾取芯片接合用芯片5。由此,由于粘合劑層122對芯片接合用芯片5的粘合力降低,因此能夠容易地拾取芯片接合用芯片5。
(變形例5)
基材層121為單層形狀。
(變形例6)
形成芯片接合用芯片5的工序包括通過擴展對配置在切割片一體型粘接薄膜71上的半導體晶圓4進行分割的階段。例如,形成芯片接合用芯片5的工序包括通過對配置在切割片一體型粘接薄膜71上的半導體晶圓4照射激光而在半導體晶圓4的內部形成脆弱層的步驟。此時,形成芯片接合用芯片5的工序還包括在形成脆弱層的步驟之后進行擴展的步驟。通過擴展而同時對粘接薄膜11和半導體晶圓4進行分割。
(變形例7)
如圖8所示,半導體裝置的制造方法包括如下工序:將半導體晶圓4壓接于粘接薄膜11的工序;在將半導體晶圓4壓接于粘接薄膜11的工序之后,通過進行芯片分割而形成芯片接合用芯片5的工序;和將芯片接合用芯片5壓接于被粘物61的工序。具體而言,將芯片接合用芯片5壓接于被粘物61的工序是將芯片接合用芯片5壓接于被粘物61的半導體芯片641的工序。被粘物61包括基板606、半導體芯片641以及連接半導體芯片641與基板606的接合引線607。更具體而言,被粘物61包括基板606、配置在基板606上的粘接層611、配置在粘接層611上的半導體芯片641以及連接半導體芯片641與基板606的接合引線607。接合引線607具有埋在薄膜狀粘接劑111中的部分。
(變形例8)
如圖9所示,將芯片接合用芯片5壓接于被粘物61的工序是將芯片接合用芯片5壓接于被粘物61的基板606的工序。接合引線607包括埋在薄膜狀粘接劑111中的兩端。
(其他變形例)
變形例1~變形例8等可以任意組合。
實施例
以下對本發明使用實施例進行詳細說明,但本發明在不超出其要旨的情況下,并不限于以下實施例。
[1.切割片一體型粘接薄膜的制作]
制得切割片一體型粘接薄膜A~E。如圖10所示,切割片一體型粘接薄膜A~E具有切割片9和配置在切割片9上的粘接薄膜3。切割片9具有基材91和配置在基材91上的粘合劑層92。基材91具有第1基材911和配置在第1基材911上的第2基材912。第2基材912具有第2面912b。粘接薄膜A具有第2主面3b。
(1)粘接薄膜的制作
對為了制作粘接薄膜而使用的成分進行說明。
丙烯酸類樹脂:Nagase ChemteX Corporation制造的Teisan Resin WS023-EK30(具有羥基和羧基的丙烯酸酯共聚物、Mw:50萬、玻璃化轉變溫度:-10℃)
環氧樹脂1:三菱化學株式會社制造的jER1001(固態環氧樹脂、環氧當量450g/eq.~500g/eq.)
環氧樹脂2:三菱化學株式會社制造的jER828(液態環氧樹脂、環氧當量180g/eq.)
酚醛樹脂1:明和化成株式會社制造的MEH-7851(酚醛樹脂、羥基當量201~220g/eq.)
球狀二氧化硅:Admatechs Co.,Ltd.制造的SO-25R(平均粒徑0.5μm的球狀二氧化硅)
導電性高分子:綜研化學株式會社制造的WED-S
按照表1記載的配混比將各成分溶解于甲乙酮,制得固體成分濃度20重量%的粘接劑組合物溶液。在厚度50μm的隔膜(進行了有機硅脫模處理的PET薄膜)上涂布粘接劑組合物溶液,用130℃的烘箱干燥2分鐘,制得厚度20μm的粘接薄膜A~C。
[表1]
(粘接薄膜)
(2)粘合劑層的制作
接著,向具備冷凝管、氮氣導入管、溫度計和攪拌裝置的反應容器中投入丙烯酸-2-乙基己酯(以下稱為“2EHA”)100份、丙烯酸-2-羥基乙酯(以下稱為“HEA”)10份、過氧化苯甲酰0.3份和甲苯80份,在氮氣氣流中以60℃進行8小時聚合處理,得到丙烯酸類聚合物A。向該丙烯酸類聚合物A中加入2-甲基丙烯酰氧基乙基異氰酸酯(以下稱為“MOI”)5份,在空氣氣流中以50℃進行50小時的加成反應處理,得到丙烯酸類聚合物A’。
接著,相對于丙烯酸類聚合物A’100份,加入多異氰酸酯化合物(商品名“CORONATE L”、日本聚氨酯株式會社制造)5份和光聚合引發劑(商品名“IRGACURE 184”、Ciba Specialty Chemicals Inc.制造)5份,制得粘合劑溶液。將粘合劑溶液涂布于PET剝離襯墊的實施了有機硅處理的面上,在120℃下加熱干燥2分鐘,形成厚度30μm的粘合劑層。
(3)實施例1中的切割片一體型粘接薄膜A的制作
第1基材911為厚度50μm的聚丙烯制的基材。第2基材912為相對于聚乙烯100重量份含有20重量份綜研化學株式會社制造的WED-S的基材。第2基材912的厚度為30μm。
將粘合劑層與第1基材911貼合,在23℃下保存72小時。使用紫外線照射裝置(日東精機株式會社制造的UM-810),隔著基材91對“粘合劑層中的搭載半導體晶圓的區域”照射500mJ/cm2的紫外線,由此形成切割片9。
通過使用手壓輥將粘接薄膜A與切割片9貼合,制得切割片一體型粘接薄膜A。
(4)實施例2中的切割片一體型粘接薄膜B的制作
第1基材911為厚度80μm的聚丙烯制的基材。第2基材912為相對于乙烯-乙酸乙烯酯共聚物100重量份含有20重量份株式會社T&K TOKA制造的PA-200(導電性高分子)的基材。第2基材912的厚度為10μm。
將粘合劑層與第1基材911貼合,在23℃下保存72小時。使用紫外線照射裝置(日東精機株式會社制造的UM-810),隔著基材91對“粘合劑層中的搭載半導體晶圓的區域”照射500mJ/cm2的紫外線,由此形成切割片9。
通過使用手壓輥將粘接薄膜B與切割片9貼合,制得切割片一體型粘接薄膜B。
(5)實施例3中的切割片一體型粘接薄膜C的制作
第1基材911為厚度50μm的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物制的基材。第2基材912為相對于聚乙烯100重量份含有30重量份株式會社T&K TOKA制造的PA-200的基材。第2基材912的厚度為30μm。
將粘合劑層與第1基材911貼合,在23℃下保存72小時。使用紫外線照射裝置(日東精機株式會社制造的UM-810),隔著基材91對“粘合劑層中的搭載半導體晶圓的區域”照射500mJ/cm2的紫外線,由此形成切割片9。
通過使用手壓輥將粘接薄膜A與切割片9貼合,制得切割片一體型粘接薄膜C。
(6)比較例1中的切割片一體型粘接薄膜D的制作
第1基材911為厚度50μm的聚丙烯制的基材。第2基材912為厚度30μm的聚乙烯制的基材。
將粘合劑層與第1基材911貼合,在23℃下保存72小時。使用紫外線照射裝置(日東精機株式會社制造的UM-810),隔著基材91對“粘合劑層中的搭載半導體晶圓的區域”照射500mJ/cm2的紫外線,由此形成切割片9。
通過使用手壓輥將粘接薄膜C與切割片9貼合,制得切割片一體型粘接薄膜D。
(7)比較例2中的切割片一體型粘接薄膜E的制作
第1基材911為相對于聚乙烯100重量份含有20重量份綜研化學株式會社制造的WED-S的基材。第1基材911的厚度為50μm。第2基材912為厚度30μm的聚丙烯制的基材。
將粘合劑層與第1基材911貼合,在23℃下保存72小時。使用紫外線照射裝置(日東精機株式會社制造的UM-810),隔著基材91對“粘合劑層中的搭載半導體晶圓的區域”照射500mJ/cm2的紫外線,由此形成切割片9。
通過使用手壓輥將粘接薄膜A與切割片9貼合,制得切割片一體型粘接薄膜E。
[2.評價]
對切割片一體型粘接薄膜A~E進行以下評價。結果示于表2。
(1)第2面912b的表面電阻值
使用Advantest Corporation制造的超高阻表TR-8601的超高電阻測定用試樣箱TR-42。在23±2℃、50±5%氣氛下將切割片一體型粘接薄膜靜置2小時后,在該環境下對第2面912b給予施加電壓500V,讀取自施加開始1分鐘后的數值。根據用施加電壓除以表面電流而得到的數值求出表面電阻值。
(2)斷裂伸長率
從切割片9切出初始長度120mm、寬度10mm的長條狀的樣品,以卡盤間距50mm、拉伸速度300mm/min進行拉伸試驗,由此測定樣品的伸長率的變化量(mm)。作為拉伸試驗器,使用株式會社島津制作所制造的Autograph AG-IS,作為負荷傳感器,使用株式會社島津制作所制造的PFG-50NA。
(3)覆蓋膜剝離試驗
在覆蓋膜上粘貼200張切割片一體型粘接薄膜,卷成卷狀,使用晶圓安裝裝置MA-3000III(日東精機株式會社制造)進行晶圓貼合試驗。從10張切割片一體型粘接薄膜剝離覆蓋膜,將在10張切割片一體型粘接薄膜中全部成功剝離覆蓋膜的情況判定為○,將有1張以上未能剝離的情況判定為×。
(4)切割后的飛散狀況
在切割片一體型粘接薄膜上,用晶圓安裝裝置(MA-3000III、日東精機株式會社制造)在60℃下以10mm/sec的速度貼合12英寸、500μm厚的鏡面晶圓。然后,用切割裝置(DFD6361、DISCO Corporation制造)切割成10mm×10mm的芯片尺寸(單切、刀片高度90μm、速度50mm/sec)。用SEM分析在芯片上是否附著有導電性成分。將導電性成分未附著在芯片上的情況判定為○,將導電性成分附著在芯片上的情況判定為×。
(5)第2主面3b的表面電阻值
使用Advantest Corporation制造的超高阻表TR-8601的超高電阻測定用試樣箱TR-42。在23±2℃、50±5%氣氛下將切割片一體型粘接薄膜靜置2小時后,在該環境下對第2主面3b給予施加電壓500V,讀取自施加開始1分鐘后的數值。根據用施加電壓除以表面電流得到的數值求出表面電阻值。
(6)粘著強度
將直徑5.0mm的探頭以25℃、加壓條件100gf、加壓時間1秒按壓于粘接薄膜,測定探頭以測試速度120mm/min從粘接薄膜離開時的載荷。
[表2]