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KR101884024B1 - 다이 본드 필름 및 그 용도 - Google Patents

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KR101884024B1
KR101884024B1 KR1020120024353A KR20120024353A KR101884024B1 KR 101884024 B1 KR101884024 B1 KR 101884024B1 KR 1020120024353 A KR1020120024353 A KR 1020120024353A KR 20120024353 A KR20120024353 A KR 20120024353A KR 101884024 B1 KR101884024 B1 KR 101884024B1
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KR
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die
bonding
bonding film
film
dicing
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KR1020120024353A
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겐지 오니시
미끼 모리따
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닛토덴코 가부시키가이샤
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Publication date
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    • H01L2224/451—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
    • H01L2224/45138—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
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Abstract

본 발명은, 경화 전후에서의 충분한 접착력 및 고온에서의 탄성률이 얻어져, 작업성이 양호함과 함께, 다이 본드 필름과 피착체의 경계에 기포(보이드)가 고이지 않고, 내습 땜납 리플로우 시험에도 견딜 수 있는 고신뢰성의 다이 본드 필름 및 당해 다이 본드 필름을 구비한 다이싱·다이 본드 필름, 및 반도체 장치의 제조 방법의 제공을 목적으로 한다.
본 발명의 다이 본드 필름은, 중량 평균 분자량이 50만 이상인 글리시딜기 함유 아크릴 공중합체 (a)와, 페놀 수지 (b)를 함유하고, 상기 글리시딜기 함유 공중합체 (a)의 함유량 x의 페놀 수지 (b)의 함유량 y에 대한 중량비(x/y)가 5 이상 30 이하이며, 또한 중량 평균 분자량이 5000 이하인 에폭시 수지를 실질적으로 포함하지 않는다.

Description

다이 본드 필름 및 그 용도{DIE-BONDING FILM AND USE THEREOF}
본 발명은, 예를 들어 반도체 칩 등의 반도체 소자를 기판이나 리드 프레임 등의 피착체 상에 고착할 때에 사용되는 다이 본드 필름에 관한 것이다. 또한 본 발명은, 당해 다이 본드 필름이 다이싱 필름 상에 적층된 다이싱·다이 본드 필름 및 이것을 사용한 반도체 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
종래, 반도체 장치의 제조 시에 있어서의 리드 프레임이나 전극 부재에 대한 반도체 칩의 고착에는, 은 페이스트가 사용되고 있다. 이러한 고착 처리는, 리드 프레임의 다이 패드 등 위에 페이스트 상태 접착제를 도포 시공하고, 거기에 반도체 칩을 탑재하여 페이스트 상태 접착제층을 경화시키고 있다.
그러나, 페이스트 상태 접착제에서는 그 점도 거동이나 열화 등에 의해 도포 시공량이나 도포 시공 형상 등에 큰 편차를 발생시킨다. 그 결과, 형성되는 페이스트 상태 접착제 두께는 불균일해지기 때문에, 반도체 칩에 관한 고착 강도의 신뢰성이 부족하다. 즉, 페이스트 상태 접착제의 도포 시공량이 부족하면, 반도체 칩과 전극 부재 사이의 고착 강도가 낮아져, 그 후의 와이어 본딩 공정에서 반도체 칩이 박리된다. 한편, 페이스트 상태 접착제의 도포 시공량이 지나치게 많으면 반도체 칩 위까지 페이스트 상태 접착제가 흘러나와 특성 불량을 발생시켜, 수율이나 신뢰성이 저하한다. 이러한 고착 처리에 있어서의 문제는, 반도체 칩의 대형화가 진행됨에 따라 특히 현저하다. 그 때문에, 페이스트 상태 접착제의 도포 시공량의 제어를 빈번히 행할 필요가 있어, 작업성이나 생산성에 지장을 초래하고 있다.
이 페이스트 상태 접착제의 도포 시공 공정에 있어서, 페이스트 상태 접착제를 리드 프레임이나 형성 칩에 별도로 도포하는 방법이 있다. 그러나, 이 방법에서는, 페이스트 상태 접착제층의 균일화가 곤란하고, 또한 페이스트 상태 접착제의 도포에 특수 장치나 장시간을 필요로 한다. 이 때문에, 다이싱 공정에서 반도체 웨이퍼를 접착 유지함과 함께, 마운트 공정에 필요한 칩 고착용의 접착제층까지 부여하는 다이싱·다이 본드 필름이 개시되어 있다(예를 들어, 하기 특허문헌 1 참조).
이러한 종류의 다이싱·다이 본드 필름은, 다이싱 필름 상에 접착제층(다이 본드 필름)이 적층된 구조를 갖고 있다. 또한, 다이싱 필름은 지지 기재 상에 점착제층이 적층된 구조이다. 이 다이싱·다이 본드 필름은 다음과 같이 하여 사용된다. 즉, 다이 본드 필름에 의한 유지 하에서 반도체 웨이퍼를 다이싱한 후, 지지 기재를 연신하여 반도체 칩을 다이 본드 필름과 함께 박리하여 이것을 개별적으로 회수한다. 또한, 반도체 칩을, 다이 본드 필름을 개재하여, BT 기판이나 리드 프레임 등의 피착체에 접착 고정시킨다.
일본 특허 공개 소60-57642호 공보
최근, 반도체 칩 실장의 다단화가 진행되어, 와이어 본딩 공정이나 다이 본드 필름의 경화 공정에 장시간을 필요로 하는 경향이 있다. 이들 공정에서 다이싱·다이 본드 필름의 다이 본드 필름을 고온에서 장시간 처리하고, 이후의 공정으로서 밀봉 수지에 의한 밀봉 공정을 행한 경우, 다이 본드 필름과 피착체의 경계에 기포(보이드)가 고인 상태로 되는 경우가 있다. 이러한 보이드가 발생한 반도체 장치를 사용하여 반도체 관련 부품의 신뢰성 평가로서 행해지는 내습 땜납 리플로우 시험을 행하면, 상기 경계에 있어서 박리가 발생해 버려, 반도체 장치의 신뢰성으로서는 충분하다고 할 수 없는 상황이 되어 버린다. 또한, 상기 다이 본드 필름을 장시간 고온에서 처리하면, 와이어 본딩 불량이 발생하거나, 밀봉 시에 밀봉 수지가 상기 경계에 진입하거나 한다.
본 발명은 상기한 문제점을 감안하여 이루어진 것이며, 예를 들어 1시간 정도의 단시간에 경화된 경우에도 충분한 접착력 및 고온에서의 탄성률이 얻어져, 와이어 본딩 공정이나 밀봉 공정에서의 작업성이 양호함과 함께, 이들 공정을 거친 후에도 다이 본드 필름과 피착체의 경계에 기포(보이드)가 고이지 않고, 또한 경화 후에는 고온에서 충분한 전단 접착력이 얻어져, 내습 땜납 리플로우 시험에도 견딜 수 있는 고신뢰성의 다이 본드 필름 및 당해 다이 본드 필름을 구비한 다이싱·다이 본드 필름, 및 반도체 장치의 제조 방법의 제공을 목적으로 한다.
본원 발명자들은, 상기 종래의 과제를 해결하기 위하여, 다이 본드 필름에 대하여 검토했다. 그 결과, 다이 본드 필름과 피착체의 경계에 보이드가 발생하는 것은, 다이 본드 필름의 고온에서의 처리에 의해 다이 본드 필름에 포함되는 저분자량의 수지 성분이 급격하게 반응하는 것이 주된 원인이며, 또한 와이어 본딩 불량이나 밀봉 시의 밀봉 수지 진입이 발생하는 것은, 저분자량 수지 성분의 반응이 진행하면 응집력이 생기지 않아 고온에서의 접착력이 부족한 것이 주된 원인임을 발견하고, 본 발명을 완성시키기에 이르렀다.
즉, 본 발명의 다이 본드 필름은, 중량 평균 분자량이 50만 이상의 글리시딜기 함유 아크릴 공중합체 (a)(이하, 「공중합체 (a)」라고 칭하는 경우가 있다)와, 페놀 수지 (b)를 함유하고, 상기 공중합체 (a)의 함유량 x의 페놀 수지 (b)의 함유량 y에 대한 중량비(x/y)가 5 이상 30 이하이며, 또한 중량 평균 분자량이 5000 이하인 에폭시 수지(이하, 「저분자량 에폭시 수지」라고 칭하는 경우가 있다)를 실질적으로 포함하지 않는다.
이와 같은 구성에 의해, 당해 다이 본드 필름에 의하면, 반도체 칩의 다단화에 의한 다이 본드 후의 와이어 본딩 공정이나 다이 본드 필름의 경화 공정에서의 장시간의 고온 처리와 같은 종래에는 상정하지 않고 있던 고온에서 장시간의 열처리를 행한 경우에도, 저분자량의 수지 성분의 반응을 억제하여, 그 이후의 공정인 밀봉 수지에 의한 밀봉 공정 후에 다이 본드 필름과 피착체의 경계의 기포(보이드)의 발생을 억제 내지 소실시킬 수 있다. 또한, 경화 후에는 충분한 전단 접착력을 고온에서 얻어져, 내습 땜납 리플로우 시험에 있어서도 고신뢰성을 확보할 수 있다. 공중합체 (a)의 중량 평균 분자량이 50만 미만이면 고온에서의 응집력이 약해져, 충분한 전단 접착력을 얻지 못하는 경우가 있다. 또한, 상기 중량비가 5 미만이면 미반응의 페놀 수지 (b)에 의해 내습 땜납 리플로우 시험에서의 신뢰성에 영향을 미치게 된다. 또한, 상기 중량비가 30을 초과하면, 다이 본드 필름의 경화 후에 있어서의 고온에서의 응집력이 저하하여, 충분한 전단 접착력을 얻지 못하게 된다. 또한, 저분자량 에폭시 수지를 포함하면 고온 처리 시에 급격한 반응이 발생해 버려, 상기 경계에서의 보이드의 발생이나 접착력의 저하에 의한 밀봉 수지의 진입이 일어나 버린다.
또한, 본 발명에 있어서, 「중량 평균 분자량이 5000 이하인 에폭시 수지」는, 글리시딜기 함유 아크릴 공중합체 (a) 이외의 에폭시 수지를 의미한다. 또한, 저분자량 에폭시 수지를 「실질적으로 포함하지 않는다」란, 본 발명에 의한 효과를 향수하기에 충분할 정도로 상기 저분자량 에폭시 수지의 함유량이 낮은 것을 의미하고, 바람직하게는 함유량이 0％이다. 단, 상기 공중합체 (a)의 제조 시에 불가피적으로 잔존 또는 생성하고 있는 중량 평균 분자량 5000 이하의 획분(畵分)은 본 발명의 범위에 포함된다.
상기 글리시딜기 함유 아크릴 공중합체 (a)에 관한 에폭시값이 0.15e.q./㎏ 이상 0.65e.q./㎏ 이하이고, 유리 전이점이 -15℃ 이상 40℃ 이하이고, 또한 150℃에서의 저장 탄성률이 0.1㎫ 이상인 것이 바람직하다. 상기 공중합체 (a)의 에폭시값의 하한을 0.15e.q./㎏으로 함으로써, 경화 후에 고온에서 충분한 탄성률을 얻을 수 있고, 또한 공중합체 (a)의 0.65e.q./㎏으로 함으로써, 실온에서의 보존성을 유지할 수 있다. 또한, 유리 전이점의 하한을 -15℃로 함으로써, 상온에서의 점착성의 발생을 억제하여 양호한 핸들링성을 유지할 수 있다. 한편, 유리 전이점의 상한을 40℃로 함으로써, 다이 본드 필름의 실리콘 웨이퍼 등의 반도체 웨이퍼에 대한 접착력의 저하를 방지할 수 있다. 또한, 상기 공중합체 (a)의 150℃에서의 저장 탄성률이 0.1㎫ 이상이면 반도체 칩에 대한 와이어 본딩 시에도 충분한 접착력을 유지시킬 수 있다. 그 결과, 다이 본드 필름 상에 접착 고정한 반도체 칩에 대하여 와이어 본딩을 행할 때에도, 초음파 진동이나 가열에 의한 다이 본드 필름과 피착체의 접착면에서의 전단 변형을 방지하여, 와이어 본딩의 성공률을 향상시킬 수 있다.
당해 다이 본드 필름에서는, 경화 전의 50℃에서의 저장 탄성률이 10㎫ 이하이고, 175℃에서의 저장 탄성률이 0.1㎫ 이상이고, 또한 150℃에서 1시간 경화시킨 후의 175℃에서의 저장 탄성률이 0.5㎫ 이상인 것이 바람직하다. 경화 전의 50℃에서의 저장 탄성률을 10㎫ 이하로 함으로써, 피착체에 대한 습윤성을 확보하여, 접착력의 유지를 도모할 수 있음과 함께, 175℃에서의 저장 탄성률을 0.1㎫ 이상으로 함으로써, 반도체 칩에 대한 와이어 본딩 시에도 충분한 접착력을 유지시킬 수 있다. 또한, 150℃에서 1시간 경화시킨 후의 175℃에서의 저장 탄성률을 0.5㎫ 이상으로 함으로써, 내습 땜납 리플로우 시험에 있어서도 다이 본드 필름의 박리의 발생을 방지할 수 있어, 신뢰성의 향상이 도모된다. 마찬가지로, 당해 다이 본드 필름의 175℃에서 1시간 경화시킨 후의 260℃에서의 저장 탄성률이 0.5㎫ 이상인 것이 바람직하다.
당해 다이 본드 필름에서는, 피착체와 접합하여 150℃에서 1시간 경화시킨 후의 175℃에서의 피착체와의 사이의 전단 접착력이 0.3㎫ 이상인 것이 바람직하다. 이에 의해, 반도체 칩에 대한 와이어 본딩 시에도 충분한 접착력을 유지시킬 수 있다. 그 결과, 다이 본드 필름 상에 접착 고정한 반도체 칩에 대하여 와이어 본딩을 행할 때에도, 초음파 진동이나 가열에 의한 다이 본드 필름과 피착체의 접착면에서의 전단 변형을 방지하여, 와이어 본딩의 성공률을 향상시킬 수 있다.
당해 다이 본드 필름은, 염료를 0.05중량％ 이상 함유하는 것이 바람직하다. 그 결과, 다이 본드 필름과 다이싱 테이프의 식별이 가능하게 된다.
본 발명의 다이싱·다이 본드 필름은, 다이싱 테이프와, 이 다이싱 테이프 상에 적층된 당해 다이 본드 필름을 구비한다. 본 발명의 다이싱·다이 본드 필름은 당해 다이 본드 필름을 구비하고 있으므로, 반도체 장치의 제조 공정에 있어서, 다이 본드 필름과 기판 등의 피착체의 경계에서의 기포(보이드)의 생성을 억제 내지 소실할 수 있고, 또한, 경화 후에는 고온에서도 충분한 전단 접착력을 발휘할 수 있으므로, 고신뢰성의 반도체 장치의 제조를 가능하게 한다.
본 발명의 반도체 장치의 제조 방법은, 당해 다이싱·다이 본드 필름의 다이 본드 필름과, 반도체 웨이퍼의 이면을 접합하는 접합 공정과,
상기 반도체 웨이퍼를 상기 다이싱·다이 본드 필름과 함께 다이싱하여, 칩 형상의 반도체 소자를 형성하는 다이싱 공정과,
상기 반도체 소자를, 상기 다이싱·다이 본드 필름으로부터 상기 다이 본드 필름과 함께 픽업하는 픽업 공정과,
상기 다이 본드 필름을 개재하여, 상기 반도체 소자를 피착체 상에 다이 본드하는 다이 본드 공정과,
상기 반도체 소자에 와이어 본딩을 하는 와이어 본딩 공정을 갖는다.
당해 제조 방법에 의해, 다이 본드 필름과 피착체의 경계에서의 보이드의 고임을 방지할 수 있고, 또한, 내습 땜납 리플로우 시험에서의 박리가 발생하지 않는 고신뢰성의 반도체 장치를 효율적으로 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시의 일 형태에 관한 다이싱·다이 본드 필름을 도시하는 단면 모식도.
도 2는 상기 실시형태에 관한 다른 다이싱·다이 본드 필름을 도시하는 단면 모식도.
도 3은 상기 다이싱·다이 본드 필름에 있어서의 다이 본드 필름을 개재하여 반도체 칩을 실장한 예를 도시하는 단면 모식도.
도 4는 상기 다이싱·다이 본드 필름에 있어서의 다이 본드 필름을 개재하여 반도체 칩을 3차원 실장한 예를 도시하는 단면 모식도.
도 5는 상기 다이싱·다이 본드 필름을 사용하여, 2개의 반도체 칩을 스페이서를 사이에 두고 다이 본드 필름에 의해 3차원 실장한 예를 도시하는 단면 모식도.
본 발명의 다이 본드 필름에 대해서, 다이싱·다이 본드 필름의 형태를 예로 하여 이하에 설명한다. 본 실시형태에 관한 다이싱·다이 본드 필름(10)은, 다이싱 필름 상에 다이 본드 필름(3)이 적층된 구조이다(도 1 참조). 상기 다이싱 필름은, 기재(1) 상에 점착제층(2)이 적층된 구조이다. 다이 본드 필름(3)은 다이싱 필름의 점착제층(2) 상에 적층되어 있다.
<다이 본드 필름>
본 발명의 다이 본드 필름(3)은, 중량 평균 분자량이 50만 이상인 글리시딜기 함유 아크릴 공중합체 (a)와, 페놀 수지 (b)를 함유하고, 상기 공중합체 (a)의 함유량 x의 페놀 수지 (b)의 함유량 y에 대한 중량비(x/y)가 5 이상 30 이하이며, 또한 중량 평균 분자량이 5000 이하인 에폭시 수지를 실질적으로 포함하지 않는다.
(글리시딜기 함유 아크릴 공중합체 (a))
공중합체 (a)는, 중량 평균 분자량이 50만 이상이며, 글리시딜기를 갖는 아크릴 공중합체이면 특별히 한정되지 않는다. 공중합체 (a)에의 글리시딜기의 도입 방법은 특별히 한정되지 않고 글리시딜기 함유 단량체와 다른 단량체 성분의 공중합에 의해 도입해도 좋고, 아크릴계 단량체의 공중합체를 제조한 후에 이 공중합체와 글리시딜기를 갖는 화합물을 반응시켜 도입해도 좋다. 공중합체 (a)의 제조의 용이성 등을 고려하면, 글리시딜기 함유 단량체와 다른 단량체의 공중합에 의한 도입이 바람직하다. 글리시딜기 함유 단량체로서는, 글리시딜기를 갖고, 또한 공중합 가능한 에틸렌성 불포화 결합을 갖는 단량체를 적절하게 사용할 수 있는데, 예를 들어 글리시딜아크릴레이트나 글리시딜메타크릴레이트 등을 들 수 있다. 공중합체 (a)에 있어서의 글리시딜기 함유 단량체의 함유량으로서는, 목적으로 하는 공중합체 (a)의 유리 전이점이나 에폭시값을 고려하여 정하면 되며, 통상 1 내지 20㏖％이며, 1 내지 15㏖％가 바람직하고, 1 내지 10㏖％가 보다 바람직하다.
공중합체 (a)를 구성하는 다른 단량체로서는, 예를 들어 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 프로필아크릴레이트, 부틸아크릴레이트, 펜틸아크릴레이트, 헥실아크릴레이트 등의 탄소수 1 내지 8의 알킬기를 갖는 알킬아크릴레이트, 메틸메타크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, 프로필메타크릴레이트, 부틸메타크릴레이트, 펜틸아크릴레이트, 헥실아크릴레이트 등의 탄소수 1 내지 8의 알킬기를 갖는 알킬메타크릴레이트, 아크릴로니트릴, 스티렌, 아크릴산, 메타크릴산, 카르복시에틸아크릴레이트, 카르복시펜틸아크릴레이트, 이타콘산, 말레산, 푸마르산 혹은 크로톤산 등과 같은 카르복실기 함유 단량체, 무수 말레산 혹은 무수 이타콘산 등과 같은 산 무수물 단량체, (메트)아크릴산 2-히드록시에틸, (메트)아크릴산 2-히드록시프로필, (메트)아크릴산 4-히드록시부틸, (메트)아크릴산 6-히드록시헥실, (메트)아크릴산 8-히드록시옥틸, (메트)아크릴산 10-히드록시데실, (메트)아크릴산 12-히드록시라우릴 혹은 (4-히드록시메틸시클로헥실)-메틸아크릴레이트 등과 같은 히드록실기 함유 단량체, 스티렌술폰산, 알릴술폰산, 2-(메트)아크릴아미드-2-메틸프로판술폰산, (메트)아크릴아미도프로판술폰산, 술포프로필(메트)아크릴레이트 혹은 (메트) 아크릴로일옥시나프탈렌술폰산 등과 같은 술폰산기 함유 단량체, 또는 2-히드록시에틸아크릴로일포스페이트 등과 같은 인산기 함유 단량체 등을 들 수 있다. 이들의 다른 단량체는 1종 또는 2종 이상 조합하여 사용해도 좋다. 상기 다른 단량체 중에서는, 탄소수 1 내지 4의 알킬기를 갖는 알킬아크릴레이트 및 탄소수 1 내지 4의 알킬기를 갖는 알킬메타크릴레이트 중 적어도 1종, 및 아크릴로니트릴이 바람직하고, 에틸아크릴레이트 및 부틸아크릴레이트 중 적어도 1종, 및 아크릴로니트릴이 보다 바람직하고, 이들을 모두 포함하는 것이 특히 바람직하다.
공중합체 (a)를 구성하는 단량체의 혼합 비율은, 공중합체 (a)의 유리 전이점 및 에폭시값을 고려하여 조정하는 것이 바람직하다. 공중합체 (a)의 중합 방법은 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 용액 중합법, 괴상 중합법, 현탁 중합법, 유화 중합법 등의 종래 공지의 방법을 채용할 수 있다.
공중합체 (a)가 아크릴로니트릴을 포함하는 경우, 공중합체 (a)의 중량 전체에 대하여 15중량％ 이상 함유하고 있는 것이 바람직하고, 20중량％ 이상 함유하고 있는 것이 보다 바람직하다. 공중합체 (a)에 있어서의 아크릴로니트릴의 함유량이 15중량％ 미만이면 고온(예를 들어, 150℃ 내지 260℃)에서의 응집력이 약해져, 충분한 전단 접착력을 발휘할 수 없는 경우가 있다.
공중합체 (a)의 유리 전이점(Tg)은, 다이 본드 필름과 실리콘 웨이퍼 사이의 적당한 접착성이 얻어지는 한 특별히 한정되지 않지만, -15℃ 이상 40℃ 이하가 바람직하고, -5℃ 이상 35℃ 이하가 보다 바람직하다. 유리 전이점이 -15℃ 미만이면 공중합체 (a)에 상온에서 점착성이 발생해 버려, 핸들링하기 어려워지는 경우가 있다. 한편, 유리 전이점이 40℃를 초과하면, 실리콘 웨이퍼에 대한 접착력이 저하할 우려가 있다.
공중합체 (a)의 중량 평균 분자량은 50만 이상이면 되고, 70만 이상이 바람직하다. 공중합체 (a)의 중량 평균 분자량이 50만 미만이면 고온에서의 응집력이 약해져, 충분한 전단 접착력을 얻을 수 없는 경우가 있다. 한편, 공중합체 (a)의 중량 평균 분자량의 상한은 특별히 한정되지 않지만, 다이 본드 필름의 제조 시의 용해성이나 실리콘 웨이퍼와의 접착력을 고려하면, 200만이면 되고, 바람직하게는 180만이다. 또한, 본 명세서에 있어서, 중량 평균 분자량은, 겔 투과 크로마토그래피(GPC)로 표준 폴리스티렌에 의한 검량선을 사용한 폴리스티렌 환산값을 의미한다.
공중합체 (a)의 에폭시값은, 0.15e.q./㎏ 이상 0.65e.q./㎏ 이하인 것이 바람직하고, 0.2e.q./㎏ 이상 0.5e.q./㎏ 이하가 보다 바람직하다. 상기 공중합체 (a)의 에폭시값을 0.15e.q./㎏ 이상으로 함으로써, 경화 후에 고온에서 충분한 탄성률을 얻을 수 있고, 또한 0.65e.q./㎏ 이하로 함으로써, 실온에서의 보존성을 유지할 수 있다. 또한, 에폭시값의 산출은, 실시예에 있어서 상세하게 설명한다.
(페놀 수지)
상기 페놀 수지는, 상기 공중합체 (a)의 경화제로서 작용하는 것이며, 예를 들어 페놀노볼락 수지, 페놀비페닐 수지, 페놀아르알킬 수지, 크레졸노볼락 수지, tert-부틸페놀노볼락 수지, 노닐페놀노볼락 수지 등의 노볼락형 페놀 수지, 레졸형페놀 수지, 폴리파라옥시스티렌 등의 폴리옥시스티렌 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 또는 2종 이상을 병용하여 사용할 수 있다. 이들 페놀 수지 중, 하기 화학 식으로 표현되는 비페닐형 페놀노볼락 수지나, 페놀아르알킬 수지가 바람직하다. 반도체 장치의 접속 신뢰성을 향상시킬 수 있기 때문이다.
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또한, 상기 식 중, n은 0 내지 10의 자연수이며, 바람직하게는 0 내지 5의 자연수이다. 상기 n을 소정 수치 범위 내로 함으로써, 다이 본드 필름(3)의 유동성의 확보가 도모된다.
상기 페놀 수지 (b)로서는, 내열성이나 반응성의 컨트롤의 관점에서, 수산기당량이 100g/eq 이상 500g/eq 이하인 수지가 바람직하고, 100g/eq 이상 400g/eq 이하인 수지가 보다 바람직하다.
상기 페놀 수지의 중량 평균 분자량은 공중합체 (a)의 열경화성이 얻어지는 한 특별히 한정되지 않지만, 300 내지 3000의 범위 내인 것이 바람직하고, 350 내지 2000의 범위 내인 것이 보다 바람직하다. 중량 평균 분자량이 300 미만이면 상기 공중합체 (a)의 열경화가 불충분해져 충분한 강인성을 얻지 못하는 경우가 있다. 한편, 중량 평균 분자량이 3000보다 크면, 고점도가 되어, 다이 본드 필름의 제작 시의 작업성이 저하하는 경우가 있다.
상기 공중합체 (a)의 함유량 x의 페놀 수지 (b)의 함유량 y에 대한 중량비(x/y)는 5 이상 30 이하이면 되고, 5.5 이상 25 이하가 바람직하다. 상기 중량비가 5 미만이면 미반응의 페놀 수지 (b)에 의해 내습 땜납 리플로우 시험에서의 신뢰성에 영향을 미치게 된다. 또한, 상기 중량비가 30을 초과하면, 다이 본드 필름의 경화 후에 있어서의 고온에서의 응집력이 저하하여, 충분한 전단 접착력을 얻지 못하게 된다.
본 발명의 다이 본드 필름(3)을 미리 어느 정도 가교를 시켜 둔 경우에는, 제작 시에, 중합체의 분자쇄 말단의 관능기 등과 반응하는 다관능성 화합물을 가교제로서 첨가시켜 두는 것이 좋다. 이에 의해, 고온 하에서의 접착 특성을 향상시켜, 내열성의 개선을 도모할 수 있다.
상기 가교제로서는, 종래 공지의 것을 채용할 수 있다. 특히, 톨릴렌디이소시아네이트, 디페닐메탄디이소시아네이트, p-페닐렌디이소시아네이트, 1,5-나프탈렌디이소시아네이트, 다가 알코올과 디이소시아네이트의 부가물 등의 폴리이소시아네이트 화합물이 보다 바람직하다. 가교제의 첨가량으로서는, 상기한 중합체 100중량부에 대하여, 통상 0.05 내지 7중량부로 하는 것이 바람직하다. 가교제의 양이 7중량부보다 많으면, 접착력이 저하하므로 바람직하지 않다. 한편, 0.05중량부 보다 적으면 응집력이 부족하므로 바람직하지 않다.
본 발명의 다이 본드 필름에는, 상기 수지 이외에 필러를 적절히 배합할 수 있다. 상기 필러로서는, 무기 필러 또는 유기 필러를 들 수 있다. 취급성 및 열전도성의 향상, 용융 점도의 조정, 및 틱소트로피성의 부여 등의 관점에서는, 무기 필러가 바람직하다.
상기 무기 필러로서는 특별히 한정되지 않고 예를 들어, 실리카, 수산화알루미늄, 수산화칼슘, 수산화마그네슘, 삼산화안티몬, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 규산칼슘, 규산마그네슘, 산화칼슘, 산화마그네슘, 산화알루미늄, 질화알루미늄, 붕산알루미늄, 질화붕소, 결정질 실리카, 비정질 실리카 등을 들 수 있는, 이들은 단독으로 또는 2종 이상을 병용하여 사용할 수 있다. 열전도성의 향상의 관점에서는, 산화알루미늄, 질화알루미늄, 질화붕소, 결정성 실리카, 비정질 실리카 등이 바람직하다. 또한, 다이 본드 필름(3)의 접착성과의 밸런스의 관점에서는, 실리카가 바람직하다. 또한, 상기 유기 필러로서는, 폴리이미드, 폴리아미드이미드, 폴리에테르에테르케톤, 폴리에테르이미드, 폴리에스테르이미드, 나일론, 실리콘 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 또는 2종 이상을 병용하여 사용할 수 있다.
상기 필러의 평균 입경은, 0.005 내지 10㎛가 바람직하고, 0.05 내지 1㎛가 보다 바람직하다. 필러의 평균 입경이 0.005㎛ 이상이면 피착체에 대한 습윤성을 양호한 것으로 되어, 접착성의 저하를 억제할 수 있다. 한편, 상기 평균 입경을 10㎛ 이하로 함으로써, 필러의 첨가에 의한 다이 본드 필름(3)에 대한 보강 효과를 높여, 내열성의 향상력이 도모된다. 또한, 평균 입경이 서로 다른 필러끼리 조합하여 사용해도 좋다. 또한, 필러의 평균 입경은, 광도식의 입도 분포계(호리바(HORIBA)제, 장치명; LA-910)에 의해 구한 값이다.
상기 필러의 형상은 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 구 형상, 타원체 형상의 것을 사용할 수 있다.
또한, 글리시딜기 함유 아크릴 공중합체 (a) 및 페놀 수지 (b)의 합계 중량을 A 중량부로 하고, 필러의 중량을 B 중량부로 한 경우에, 비율 B/(A+B)는 0을 초과하고 0.8 이하인 것이 바람직하며, 0을 초과하고 0.7 이하인 것이 보다 바람직하다. 상기 비율이 0이면 필러 첨가에 의한 보강 효과가 없어, 다이 본드 필름(3)의 내열성의 향상을 도모할 수 없는 경우가 있다. 한편, 상기 비율이 0.8을 초과하면, 피착체에 대한 습윤성 및 접착성이 저하하는 경우가 있다.
또한, 다이 본드 필름(3)에는, 필요에 따라 다른 첨가제를 적절하게 배합할 수 있다. 다른 첨가제로서는, 예를 들어 난연제, 실란 커플링제 또는 이온 트랩제 등을 들 수 있다.
상기 난연제로서는, 예를 들어 삼산화안티몬, 오산화안티몬, 브롬화에폭시 수지 등을 들 수 있다. 이들은, 단독으로, 또는 2종 이상을 병용하여 사용할 수 있다.
상기 실란 커플링제로서는, 예를 들어 β-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란, γ-글리시독시프로필트리메톡시실란, γ-글리시독시프로필메틸디에톡시실란 등을 들 수 있다. 이들 화합물은, 단독으로 또는 2종 이상을 병용하여 사용할 수 있다.
상기 이온 트랩제로서는, 예를 들어 히드로탈사이트류, 수산화비스무트 등을 들 수 있다. 이들은, 단독으로 또는 2종 이상을 병용하여 사용할 수 있다.
상기 공중합체 (a)와 페놀 수지의 열경화 촉진 촉매로서는 특별히 한정되지 않고 예를 들어, 트리페닐포스핀 골격, 아민 골격, 트리페닐보란 골격, 트리할로겐보란 골격 등의 어느 하나로 이루어지는 염이 바람직하다.
당해 다이 본드 필름에서는, 경화 전의 50℃에서의 저장 탄성률이 10㎫ 이하인 것이 바람직하고, 8㎫ 이하인 것이 보다 바람직하다. 경화 전의 50℃에서의 저장 탄성률을 10㎫ 이하로 함으로써, 피착체에 대한 습윤성을 확보하여, 접착력의 유지를 도모할 수 있다.
당해 다이 본드 필름의 175℃에서의 저장 탄성률은 0.1㎫ 이상인 것이 바람직하고, 0.2㎫ 이상인 것이 보다 바람직하다. 175℃에서의 저장 탄성률을 0.1㎫ 이상으로 함으로써, 반도체 칩에 대한 와이어 본딩 시에도 충분한 접착력을 유지시킬 수 있다.
또한, 당해 다이 본드 필름에서는, 150℃에서 1시간 경화시킨 후의 175℃에서의 저장 탄성률이 0.5㎫ 이상인 것이 바람직하고, 0.6㎫ 이상인 것이 보다 바람직하다. 150℃에서 1시간 경화시킨 후의 175℃에서의 저장 탄성률을 0.5㎫ 이상으로 함으로써, 내습 땜납 리플로우 시험에 있어서도 다이 본드 필름의 박리의 발생을 방지할 수 있어, 신뢰성의 향상이 도모된다. 마찬가지의 이유에 의해, 당해 다이 본드 필름의 175℃에서 1시간 경화시킨 후의 260℃에서의 저장 탄성률이 0.5㎫ 이상인 것이 바람직하다.
당해 다이 본드 필름에서는, 피착체와 접합하여 150℃에서 1시간 경화시킨 후의 175℃에서의 피착체와의 사이의 전단 접착력이 0.3㎫ 이상인 것이 바람직하고, 0.35㎫ 이상인 것이 보다 바람직하다. 이에 의해, 반도체 칩에 대한 와이어 본딩 시에도 충분한 접착력을 유지시킬 수 있다. 그 결과, 다이 본드 필름 상에 접착 고정한 반도체 칩에 대하여 와이어 본딩을 행할 때에도, 초음파 진동이나 가열에 의한 다이 본드 필름과 피착체의 접착면에서의 전단 변형을 방지하여, 와이어 본딩의 성공률을 향상시킬 수 있다. 또한, 다이 본드 필름과 피착체 사이의 전단 접착력의 측정 방법은 실시예에 있어서 설명한다.
당해 다이 본드 필름은, 전술한 각종 저장 탄성률 및 전단 접착력 중 1개의 특성을 갖는 것이 바람직하고, 2개 이상의 특성을 조합하여 갖는 것이 보다 바람직하다.
다이 본드 필름(3)의 두께(적층체의 경우에는, 총 두께)는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 5 내지 100㎛ 정도, 바람직하게는 5 내지 50㎛ 정도이다.
또한, 다이 본드 필름은, 예를 들어 접착제층의 단층으로만 이루어지는 구성으로 할 수 있다. 또한, 유리 전이 온도가 상이한 열가소성 수지, 열경화 온도가 상이한 열경화성 수지를 적절하게 조합하여, 2층 이상의 다층 구조로 해도 좋다. 또한, 반도체 웨이퍼의 다이싱 공정에서는 절삭수를 사용하는 점에서, 다이 본드 필름이 흡습하여, 상태(常態) 이상의 함수율이 되는 경우가 있다. 이러한 높은 함수율인 상태에서, 기판 등에 접착시키면, 후경화의 단계에서 접착 계면에 수증기가 고여, 들뜸이 발생하는 경우가 있다. 따라서, 다이 본드 필름으로서는, 투습성이 높은 코어 재료를 접착제층 사이에 둔 구성으로 함으로써, 후경화의 단계에서는, 수증기가 필름을 통하여 확산하여, 이러한 문제를 피하는 것이 가능해진다. 이러한 관점에서, 다이 본드 필름은 코어 재료의 편면 또는 양면에 접착제층을 형성한 다층 구조로 해도 좋다.
상기 코어 재료로서는, 필름(예를 들어 폴리이미드 필름, 폴리에스테르 필름, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름, 폴리에틸렌나프탈레이트 필름, 폴리카르보네이트 필름 등), 유리 섬유나 플라스틱제 부직 섬유로 강화된 수지 기판, 미러 실리콘 웨이퍼, 실리콘 기판 또는 유리 기판 등을 들 수 있다.
또한, 다이 본드 필름(3)은, 세퍼레이터에 의해 보호되어 있는 것이 바람직하다(도시하지 않음). 세퍼레이터는, 실용에 사용할 때까지 다이 본드 필름을 보호하는 보호재로서의 기능을 갖고 있다. 또한, 세퍼레이터는, 또한, 다이싱 필름에 다이 본드 필름(3, 3')을 전사할 때의 지지 기재로서 사용할 수 있다. 세퍼레이터는 다이 본드 필름 상에 워크를 부착할 때에 박리된다. 세퍼레이터로서는, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌, 폴리프로필렌이나, 불소계 박리제, 장쇄 알킬아크릴레이트계 박리제 등의 박리제에 의해 표면 코트된 플라스틱 필름이나 종이 등도 사용 가능하다.
또한, 열경화 후의 다이 본드 필름(3)의 흡습률은 1중량％ 이하인 것이 바람직하고, 0.8중량％ 이하인 것이 보다 바람직하다. 흡습률을 1중량％ 이하로 함으로써, 예를 들어 리플로우 공정에 있어서 보이드의 발생을 방지할 수 있다. 흡습률의 조정은, 예를 들어 무기 필러의 첨가량을 변화시키는 것 등에 의해 가능하다. 또한, 흡습률은 85℃, 60％RH의 분위기 하에서 168시간 방치했을 때의 중량 변화에 따라 산출한 것이다.
또한, 본 발명에 관한 다이싱·다이 본드 필름으로서는, 도 1에 도시하는 다이 본드 필름(3) 이외에, 도 2에 도시된 바와 같이 반도체 웨이퍼 부착 부분에만 다이 본드 필름(3')을 적층한 다이싱·다이 본드 필름(11)의 구성이어도 좋다.
<다이싱 필름>
다이싱·다이 본드 필름(10, 11)을 구성하는 다이싱 필름은, 기재(1) 상에 점착제층(2)이 적층된 구조이다. 이하, 기재 및 점착제층의 순으로 설명한다.
(기재)
상기 기재(1)는 다이싱·다이 본드 필름(10, 11)의 강도 모체로 되는 것이다. 기재(1)의 구성 재료로서는, 예를 들어 저밀도 폴리에틸렌, 직쇄상 폴리에틸렌, 중밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌, 초저밀도 폴리에틸렌, 랜덤 공중합 폴리프로필렌, 블록 공중합 폴리프로필렌, 호모폴리프롤렌, 폴리부텐, 폴리메틸펜텐 등의 폴리올레핀, 에틸렌-아세트산비닐 공중합체, 아이오노머 수지, 에틸렌-(메트)아크릴산 공중합체, 에틸렌-(메트)아크릴산에스테르(랜덤, 교대) 공중합체, 에틸렌-부텐 공중합체, 에틸렌-헥센 공중합체, 폴리우레탄, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트 등의 폴리에스테르, 폴리카르보네이트, 폴리이미드, 폴리에테르에테르케톤, 폴리이미드, 폴리에테르이미드, 폴리아미드, 전체 방향족 폴리아미드, 폴리페닐술피드, 아라미드(종이), 유리, 유리 섬유, 불소 수지, 폴리염화비닐, 폴리염화비닐리덴, 셀룰로오스계 수지, 실리콘 수지, 금속(박), 종이 등을 들 수 있다. 점착제층(2)가 자외선 경화형인 경우, 기재(1)는 자외선에 대하여 투과성을 갖는 것이 바람직하다.
또한 기재(1)의 재료로서는, 상기 수지의 가교체 등의 중합체를 들 수 있다. 상기 플라스틱 필름은, 비연신으로 사용해도 좋고, 필요에 따라 1축 또는 2축의 연신 처리를 실시한 것을 사용해도 좋다. 연신 처리 등에 의해 열수축성을 부여한 수지 시트에 의하면, 다이싱 후에 그 기재(1)를 열수축시킴으로써 점착제층(2)과 다이 본드 필름(3, 3')의 접착 면적을 저하시켜, 반도체 칩의 회수의 용이화를 도모할 수 있다.
기재(1)의 표면은, 인접하는 층과의 밀착성, 유지성 등을 높이기 위해, 관용의 표면 처리, 예를 들어 크롬산 처리, 오존 폭로, 화염 폭로, 고압 전격 폭로, 이온화 방사선 처리 등의 화학적 또는 물리적 처리, 하도제(예를 들어, 후술하는 점착 물질)에 의한 코팅 처리를 실시할 수 있다.
상기 기재(1)는, 동종 또는 이종의 것을 적절하게 선택하여 사용할 수 있고, 필요에 따라 수종을 블렌드한 것을 사용할 수 있다. 또한, 기재(1)에는, 대전 방지능을 부여하기 위해, 상기한 기재(1) 상에 금속, 합금, 이들의 산화물 등으로 이루어지는 두께가 30 내지 500Å 정도인 도전성 물질의 증착층을 형성할 수 있다. 기재(1)는 단층 또는 2종 이상의 복층이어도 좋다.
기재(1)의 두께는, 특별히 제한되지 않고 적절하게 결정할 수 있지만, 일반적으로는 5 내지 200㎛ 정도이다.
(점착제층)
상기 점착제층(2)은 자외선 경화형 점착제를 포함하여 구성되어 있다. 자외선 경화형 점착제는, 자외선의 조사에 의해 가교도를 증대시켜 그 점착력을 용이하게 저하시킬 수 있고, 도 1에 도시하는 점착제층(2)의 반도체 웨이퍼 부착 부분에 대응하는 부분(2a)만을 자외선 조사함으로써 다른 부분(2b)과의 점착력의 차를 설정할 수 있다.
또한, 도 2에 도시하는 다이 본드 필름(3')에 맞추어 자외선 경화형의 점착제층(2)을 경화시킴으로써, 점착력이 현저하게 저하한 상기 부분(2a)을 용이하게 형성할 수 있다. 경화되어, 점착력이 저하한 상기 부분(2a)에 다이 본드 필름(3')이 부착되기 때문에, 점착제층(2)의 상기 부분(2a)과 다이 본드 필름(3')의 계면은, 픽업 시에 용이하게 박리되는 성질을 갖는다. 한편, 자외선을 조사하지 않은 부분은 충분한 점착력을 갖고 있으며, 상기 부분(2b)을 형성한다.
전술한 바와 같이, 도 1에 도시하는 다이싱·다이 본드 필름(10)의 점착제층(2)에 있어서, 미경화의 자외선 경화형 점착제에 의해 형성되어 있는 상기 부분(2b)은 다이 본드 필름(3)과 점착하여, 다이싱할 때의 유지력을 확보할 수 있다. 이와 같이 자외선 경화형 점착제는, 반도체 칩을 피착체에 고착하기 위한 다이 본드 필름(3)을, 접착·박리의 균형에 맞게 지지할 수 있다. 도 2에 도시하는 다이싱·다이 본드 필름(11)의 점착제층(2)에 있어서는, 상기 부분(2b)(도 1 중의 부분(2b)에 대응)이 웨이퍼 링을 고정할 수 있다. 상기 피착체(6)로서는 특별히 한정되지 않고 예를 들어 BGA(Ball Grid Array) 기판 등의 각종 기판, 리드 프레임, 반도체 소자, 스페이서 등을 들 수 있다.
상기 자외선 경화형 점착제는, 탄소-탄소 이중 결합 등의 자외선 경화성의 관능기를 갖고, 또한 점착성을 나타내는 것을 특별히 제한없이 사용할 수 있다. 자외선 경화형 점착제로서는, 예를 들어 아크릴계 점착제, 고무계 점착제 등의 일반적인 감압성 점착제에, 자외선 경화성의 단량체 성분이나 올리고머 성분을 배합한 첨가형의 자외선 경화형 점착제를 예시할 수 있다.
상기 감압성 점착제로서는, 반도체 웨이퍼나 유리 등의 오염을 꺼리는 전자 부품의 초순수나 알코올 등의 유기 용제에 의한 청정 세정성 등의 관점에서, 아크릴계 중합체를 베이스 중합체로 하는 아크릴계 점착제가 바람직하다.
상기 아크릴계 중합체로서는, 예를 들어 (메트)아크릴산 알킬에스테르(예를 들어, 메틸에스테르, 에틸에스테르, 프로필에스테르, 이소프로필에스테르, 부틸에스테르, 이소부틸에스테르, s-부틸에스테르, t-부틸에스테르, 펜틸에스테르, 이소펜틸에스테르, 헥실에스테르, 헵틸에스테르, 옥틸에스테르, 2-에틸헥실에스테르, 이소옥틸에스테르, 노닐에스테르, 데실에스테르, 이소데실에스테르, 운데실에스테르, 도데실에스테르, 트리데실에스테르, 테트라데실에스테르, 헥사데실에스테르, 옥타데실에스테르, 에이코실에스테르 등의 알킬기의 탄소수 1 내지 30, 특히 탄소수 4 내지 18의 직쇄상 또는 분지쇄상의 알킬에스테르 등) 및 (메트)아크릴산시클로알킬에스테르(예를 들어, 시클로펜틸에스테르, 시클로헥실에스테르 등)의 1종 또는 2종 이상을 단량체 성분으로서 사용한 아크릴계 중합체 등을 들 수 있다. 또한, (메트)아크릴산에스테르란 아크릴산에스테르 및／또는 메타크릴산에스테르를 의미하고, 본 발명의 (메트)란 모두 마찬가지의 의미이다.
상기 아크릴계 중합체는, 응집력, 내열성 등의 개질을 목적으로 하여, 필요에 따라, 상기 (메트)아크릴산알킬에스테르 또는 시클로알킬에스테르와 공중합 가능한 다른 단량체 성분에 대응하는 단위를 포함하고 있어도 좋다. 이러한 단량체 성분으로서, 예를 들어 아크릴산, 메타크릴산, 카르복시에틸(메트)아크릴레이트, 카르복시펜틸(메트)아크릴레이트, 이타콘산, 말레산, 푸마르산, 크로톤산 등의 카르복실기 함유 단량체; 무수 말레산, 무수 이타콘산 등의 산 무수물 단량체; (메트)아크릴산 2-히드록시에틸, (메트)아크릴산 2-히드록시프로필, (메트)아크릴산 4-히드록시부틸, (메트)아크릴산 6-히드록시헥실, (메트)아크릴산 8-히드록시옥틸, (메트)아크릴산 10-히드록시데실, (메트)아크릴산 12-히드록시라우릴, (4-히드록시메틸시클로헥실)메틸(메트)아크릴레이트 등의 히드록실기 함유 단량체; 스티렌술폰산, 알릴술폰산, 2-(메트)아크릴아미드-2-메틸프로판술폰산, (메트)아크릴아미도프로판술폰산, 술포프로필(메트)아크릴레이트, (메트)아크릴로일옥시나프탈렌술폰산 등의 술폰산기 함유 단량체; 2-히드록시에틸아크릴로일포스페이트 등의 인산기 함유 단량체; 아크릴아미드, 아크릴로니트릴 등을 들 수 있다. 이들 공중합 가능한 단량체 성분은, 1종 또는 2종 이상 사용할 수 있다. 이들 공중합 가능한 단량체의 사용량은, 전체 단량체 성분의 40중량％ 이하가 바람직하다.
또한, 상기 아크릴계 중합체는, 가교시키기 위해, 다관능성 단량체 등도, 필요에 따라 공중합용 단량체 성분으로서 포함할 수 있다. 이러한 다관능성 단량체로서, 예를 들어 헥산디올디(메트)아크릴레이트, (폴리)에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, (폴리)프로필렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디(메트) 아크릴레이트, 펜타에리트리톨디(메트)아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사(메트)아크릴레이트, 에폭시(메트)아크릴레이트, 폴리에스테르(메트)아크릴레이트, 우레탄(메트)아크릴레이트 등을 들 수 있다. 이들 다관능성 단량체도 1종 또는 2종 이상 사용할 수 있다. 다관능성 단량체의 사용량은, 점착 특성 등의 관점에서, 전체 단량체 성분의 30중량％ 이하가 바람직하다
상기 아크릴계 중합체는, 단일 단량체 또는 2종 이상의 단량체 혼합물을 중합에 부여함으로써 얻어진다. 중합은, 용액 중합, 유화 중합, 괴상 중합, 현탁 중합 등의 어느 방식으로든 행할 수 있다. 청정한 피착체에 대한 오염 방지 등의 관점에서, 저분자량 물질의 함유량이 작은 것이 바람직하다. 이 점에서, 아크릴계 중합체의 수 평균 분자량은, 바람직하게는 30만 이상, 더욱 바람직하게는 40만 내지 300만 정도이다.
또한, 상기 점착제에는, 베이스 중합체인 아크릴계 중합체 등의 수 평균 분자량을 높이기 위해, 외부 가교제를 적절하게 채용할 수도 있다. 외부 가교 방법의 구체적 수단으로서는, 폴리이소시아네이트 화합물, 에폭시 화합물, 아지리딘 화합물, 멜라민계 가교제 등의 소위 가교제를 첨가하여 반응시키는 방법을 들 수 있다. 외부 가교제를 사용하는 경우, 그 사용량은, 가교해야 할 베이스 중합체와의 밸런스에 의해, 나아가, 점착제로서의 사용 용도에 의해 적절히 결정된다. 일반적으로는, 상기 베이스 중합체 100중량부에 대하여, 5중량부 정도 이하, 또한 0.1 내지 5중량부 배합하는 것이 바람직하다. 또한, 점착제에는, 필요에 따라, 상기 성분 외에, 종래 공지의 각종 점착 부여제, 노화 방지제 등의 첨가제를 사용해도 좋다.
배합하는 상기 자외선 경화성의 단량체 성분으로서는, 예를 들어 우레탄올리고머, 우레탄(메트)아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리(메트)아크릴레이트, 테트라메틸올메탄테트라(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨테트라(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨모노히드록시펜타(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사(메트)아크릴레이트, 1,4-부탄디올디(메트)아크릴레이트 등을 들 수 있다. 또한 자외선 경화성의 올리고머 성분은 우레탄계, 폴리에테르계, 폴리에스테르계, 폴리카르보네이트계, 폴리부타디엔계 등 여러 올리고머를 들 수 있고, 그 분자량이 100 내지 30000 정도의 범위인 것이 적당하다. 자외선 경화성의 단량체 성분이나 올리고머 성분의 배합량은, 상기 점착제층의 종류에 따라, 점착제층의 점착력을 저하할 수 있는 양을, 적절하게 결정할 수 있다. 일반적으로는, 점착제를 구성하는 아크릴계 중합체 등의 베이스 중합체 100중량부에 대하여, 예를 들어 5 내지 500중량부, 바람직하게는 40 내지 150중량부 정도이다.
또한, 자외선 경화형 점착제로서는, 상기 설명한 첨가형의 자외선 경화형 점착제 외에, 베이스 중합체로서, 탄소-탄소 이중 결합을 중합체 측쇄 또는 주쇄 중 혹은 주쇄 말단에 갖는 것을 사용한 내재형의 자외선 경화형 점착제를 들 수 있다. 내재형의 자외선 경화형 점착제는, 저분자량 성분인 올리고머 성분 등을 함유할 필요가 없고, 또는 대부분은 포함하지 않기 때문에, 경시적으로 올리고머 성분 등이 점착제 중을 이동하지 않고, 안정된 층 구조의 점착제층을 형성할 수 있기 때문에 바람직하다.
상기 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 베이스 중합체는, 탄소-탄소 이중 결합을 갖고, 또한 점착성을 갖는 것을 특별히 제한없이 사용할 수 있다. 이러한 베이스 중합체로서는, 아크릴계 중합체를 기본 골격으로 하는 것이 바람직하다. 아크릴계 중합체의 기본 골격으로서는, 상기 예시한 아크릴계 중합체를 들 수 있다.
상기 아크릴계 중합체에 대한 탄소-탄소 이중 결합의 도입법은 특별히 제한되지 않고, 여러 방법을 채용할 수 있지만, 탄소-탄소 이중 결합은 중합체 측쇄에 도입하는 것이 분자 설계에 있어서 용이하다. 예를 들어, 미리 아크릴계 중합체에 관능기를 갖는 단량체를 공중합한 후, 이 관능기와 반응할 수 있는 관능기 및 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 화합물을, 탄소-탄소 이중 결합의 자외선 경화성을 유지한 상태에서 축합 또는 부가 반응시키는 방법을 들 수 있다.
이들 관능기의 조합의 예로서는, 카르복실산기와 에폭시기, 카르복실산기와 아지리딜기, 히드록실기와 이소시아네이트기 등을 들 수 있다. 이들 관능기의 조합 중에서도 반응 추적의 용이함 때문에, 히드록실기와 이소시아네이트기의 조합이 바람직하다. 또한, 이들 관능기의 조합에 의해, 상기 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 아크릴계 중합체를 생성하는 조합이면, 관능기는 아크릴계 중합체와 상기 화합물의 어느 측에 있어도 좋지만, 상기의 바람직한 조합에서는, 아크릴계 중합체가 히드록실기를 갖고, 상기 화합물이 이소시아네이트기를 갖는 경우가 적합하다. 이 경우, 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 이소시아네이트 화합물로서는, 예를 들어 메타크릴로일이소시아네이트, 2-메타크릴로일옥시에틸이소시아네이트, m-이소프로페닐-α,α-디메틸벤질이소시아네이트 등을 들 수 있다. 또한, 아크릴계 중합체로서는, 상기 예시의 히드록시기 함유 단량체나 2-히드록시에틸비닐에테르, 4-히드록시부틸비닐에테르, 디에틸렌글리콜모노비닐에테르의 에테르계 화합물 등을 공중합한 것이 사용된다.
상기 내재형의 자외선 경화형 점착제는, 상기 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 베이스 중합체(특히 아크릴계 중합체)를 단독으로 사용할 수 있지만, 특성을 악화시키지 않을 정도로 상기 자외선 경화성의 단량체 성분이나 올리고머 성분을 배합할 수도 있다. 자외선 경화성의 올리고머 성분 등은, 통상 베이스 중합체 100중량부에 대하여 30중량부의 범위 내이며, 바람직하게는 0 내지 10중량부의 범위이다.
상기 자외선 경화형 점착제에는, 자외선 등에 의해 경화시킨 경우에는 광중합 개시제를 함유시킨다. 광중합 개시제로서는, 예를 들어 4-(2-히드록시에톡시)페닐(2-히드록시-2-프로필)케톤, α-히드록시-α,α'-디메틸아세토페논, 2-메틸-2-히드록시프로피오페논, 1-히드록시시클로헥실페닐케톤 등의 α-케톨계 화합물; 메톡시아세토페논, 2,2-디메톡시-2-페닐아세토페논, 2,2-디에톡시아세토페논, 2-메틸-1-[4-(메틸티오)-페닐]-2-모르폴리노프로판-1 등의 아세토페논계 화합물; 벤조인에틸에테르, 벤조인이소프로필에테르, 아니소인메틸에테르 등의 벤조인에테르계 화합물; 벤질디메틸케탈 등의 케탈계 화합물; 2-나프탈렌술포닐클로라이드 등의 방향족 술포닐클로라이드계 화합물; 1-페닐-1,2-프로판디온-2-(O-에톡시카르보닐)옥심 등의 광 활성 옥심계 화합물; 벤조페논, 벤조일벤조산, 3,3'-디메틸-4-메톡시벤조페논 등의 벤조페논계 화합물; 티오크산톤, 2-클로로티오크산톤, 2-메틸티오크산톤, 2,4-디메틸티오크산톤, 이소프로필티오크산톤, 2,4-디클로로티오크산톤, 2,4-디에틸티오크산톤, 2,4-디이소프로필티오크산톤 등의 티오크산톤계 화합물; 캄포퀴논; 할로겐화케톤; 아실포스핀옥시드; 아실포스포네이트 등을 들 수 있다. 광중합 개시제의 배합량은, 점착제를 구성하는 아크릴계 중합체 등의 베이스 중합체 100중량부에 대하여, 예를 들어 0.05 내지 20중량부 정도이다.
또한 자외선 경화형 점착제로서는, 예를 들어 일본 특허 공개 소60-196956호 공보에 개시되어 있는, 불포화 결합을 2개 이상 갖는 부가 중합성 화합물, 에폭시기를 갖는 알콕시실란 등의 광중합성 화합물과, 카르보닐 화합물, 유기 황 화합물, 과산화물, 아민, 오늄염계 화합물 등의 광중합 개시제를 함유하는 고무계 점착제나 아크릴계 점착제 등을 들 수 있다.
상기 점착제층(2)에 상기 부분(2a)을 형성하는 방법으로서는, 기재(1)에 자외선 경화형의 점착제층(2)을 형성한 후, 상기 부분(2a)에 부분적으로 자외선을 조사하여 경화시키는 방법을 들 수 있다. 부분적인 자외선 조사는, 반도체 웨이퍼 부착 부분(3a) 이외의 부분(3b) 등에 대응하는 패턴을 형성한 포토마스크를 개재하여 행할 수 있다. 또한, 스폿적으로 자외선을 조사하여 경화시키는 방법 등을 들 수 있다. 자외선 경화형의 점착제층(2)의 형성은, 세퍼레이터 상에 형성한 것을 기재(1) 상에 전사함으로써 행할 수 있다. 부분적인 자외선 경화는 세퍼레이터 상에 형성한 자외선 경화형의 점착제층(2)에 행할 수도 있다.
다이싱·다이 본드 필름(10)의 점착제층(2)에 있어서는, 상기 부분(2a)의 점착력<기타 부분(2b)의 점착력이 되도록 점착제층(2)의 일부를 자외선 조사해도 좋다. 즉, 기재(1)의 적어도 편면의, 반도체 웨이퍼 부착 부분(3a)에 대응하는 부분 이외의 부분의 전부 또는 일부가 차광된 것을 사용하고, 이것에 자외선 경화형의 점착제층(2)을 형성한 후에 자외선 조사하여, 반도체 웨이퍼 부착 부분(3a)에 대응하는 부분을 경화시켜, 점착력을 저하시킨 상기 부분(2a)을 형성할 수 있다. 차광 재료로서는, 지지 필름 상에서 포토마스크가 될 수 있는 것을 인쇄나 증착 등에 의해 제작할 수 있다. 이에 의해, 효율적으로 본 발명의 다이싱·다이 본드 필름(10)을 제조 가능하다.
또한, 자외선 조사 시에, 산소에 의한 경화 저해가 일어나는 경우에는, 자외선 경화형의 점착제층(2)의 표면으로부터 산소(공기)를 차단하는 것이 바람직하다. 그 방법으로서는, 예를 들어 점착제층(2)의 표면을 세퍼레이터에 의해 피복하는 방법이나, 질소 가스 분위기 중에서 자외선 등의 자외선의 조사를 행하는 방법 등을 들 수 있다.
점착제층(2)의 두께는, 특별히 한정되지 않지만, 칩 절단면의 절결 방지나 접착층의 고정 유지의 양립성 등의 관점에서, 1 내지 50㎛ 정도인 것이 바람직하다. 바람직하게는 2 내지 30㎛, 나아가 5 내지 25㎛가 바람직하다.
<다이싱·다이 본드 필름의 제조 방법>
본 실시형태에 관한 다이싱·다이 본드 필름(10, 11)은, 예를 들어 다이싱 필름 및 다이 본드 필름을 따로따로 제작해 두고, 마지막으로 이들을 접합함으로써 작성할 수 있다. 구체적으로는, 이하와 같은 수순에 따라 제작할 수 있다.
우선, 기재(1)는, 종래 공지의 제막 방법에 의해 제막할 수 있다. 당해 제막 방법으로서는, 예를 들어 캘린더 제막법, 유기 용매 중에서의 캐스팅법, 밀폐계에서의 인플레이션 압출법, T다이 압출법, 공압출법, 드라이 라미네이트법 등을 예시할 수 있다.
이어서, 점착제층 형성용의 점착제 조성물을 제조한다. 점착제 조성물에는, 점착제층의 항에서 설명한 바와 같은 수지나 첨가물 등이 배합되어 있다. 제조한 점착제 조성물을 기재(1) 상에 도포하여 도포막을 형성한 후, 상기 도포막을 소정 조건 하에서 건조시켜(필요에 따라 가열 가교시켜), 점착제층(2)을 형성한다. 도포 방법으로서는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어 롤 도포 시공, 스크린 도포 시공, 그라비아 도포 시공 등을 들 수 있다. 또한, 건조 조건으로서는, 예를 들어 건조 온도 80 내지 150℃, 건조 시간 0.5 내지 5분간의 범위 내에서 행해진다. 또한, 세퍼레이터 상에 점착제 조성물을 도포하여 도포막을 형성한 후, 상기 건조 조건에서 도포막을 건조시켜 점착제층(2)을 형성해도 좋다. 그 후, 기재(1) 상에 점착제층(2)을 세퍼레이터와 함께 접합한다. 이에 의해, 기재(1) 및 점착제층(2)을 구비하는 다이싱 필름이 제작된다. 또한, 다이싱 필름으로서는, 적어도 기재 및 점착제층을 구비하면 되고, 세퍼레이터 등의 다른 요소를 갖고 있는 경우도 다이싱 필름이라고 한다.
다이 본드 필름(3, 3')은, 예를 들어 이하와 같이 하여 제작된다. 우선, 다이싱·다이 본드 필름(3, 3')의 형성 재료인 접착제 조성물을 제작한다. 당해 접착제 조성물에는, 다이 본드 필름의 항에서 설명한 대로, 공중합체 (a)나 페놀 수지 (b), 각종 첨가제 등이 배합되어 있다.
이어서, 제조한 접착제 조성물을 기재 세퍼레이터 상에 소정 두께로 되도록 도포하여 도포막을 형성한 후, 상기 도포막을 소정 조건 하에서 건조시켜, 접착제층을 형성한다. 도포 방법으로서는 특별히 한정되지 않고 예를 들어, 롤 도포 시공, 스크린 도포 시공, 그라비아 도포 시공 등을 들 수 있다. 또한, 건조 조건으로서는, 예를 들어 건조 온도 70 내지 160℃, 건조 시간 1 내지 5분간의 범위 내에서 행해진다. 또한, 세퍼레이터 상에 접착제 조성물을 도포하여 도포막을 형성한 후, 상기 건조 조건에서 도포막을 건조시켜 접착제층을 형성해도 좋다. 그 후, 기재 세퍼레이터 상에 접착제층을 세퍼레이터와 함께 접합한다. 또한, 본 발명에는, 다이 본드 필름이 접착제층 단독으로 형성되어 있는 경우뿐만 아니라, 접착제층과 세퍼레이터 등의 다른 요소로 형성되어 있는 경우도 포함된다.
계속해서, 다이 본드 필름(3, 3') 및 다이싱 필름으로부터 각각 세퍼레이터를 박리하고, 접착제층과 점착제층이 접합면이 되도록 하여 양자를 접합한다. 접합하면, 예를 들어 압착에 의해 행할 수 있다. 이때, 라미네이트 온도는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 30 내지 50℃가 바람직하고, 35 내지 45℃가 보다 바람직하다. 또한, 선압은 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 0.1 내지 20kgf/㎝가 바람직하고, 1 내지 10kgf/㎝가 보다 바람직하다. 이어서, 접착제층 상의 기재 세퍼레이터를 박리하여, 본 실시형태에 관한 다이싱·다이 본드 필름이 얻어진다.
<반도체 장치의 제조 방법>
이어서, 본 실시형태에 관한 다이싱·다이 본드 필름(10)을 사용한 반도체 장치의 제조 방법에 대해, 이하에 설명한다.
우선, 도 1에 도시한 바와 같이, 다이싱·다이 본드 필름(10)에 있어서의 접착제층(3)의 반도체 웨이퍼 부착 부분(3a) 상에 반도체 웨이퍼(4)를 압착하고, 이것을 접착 유지시켜 고정한다(접합 공정). 본 공정은, 압착 롤 등의 가압 수단에 의해 압박하면서 행한다.
이어서, 반도체 웨이퍼(4)의 다이싱을 행한다. 이에 의해, 반도체 웨이퍼(4)를 소정의 크기로 절단하고 개편화하여, 반도체 칩(5)을 제조한다(다이싱 공정). 다이싱은, 예를 들어 반도체 웨이퍼(4)의 회로면측으로부터 통상법에 따라 행해진다. 또한, 본 공정에서는, 예를 들어 다이싱·다이 본드 필름(10)까지 절입을 행하는 풀컷이라고 불리는 절단 방식 등을 채용할 수 있다. 본 공정에서 사용하는 다이싱 장치로서는 특별히 한정되지 않고 종래 공지의 것을 사용할 수 있다. 또한, 반도체 웨이퍼는, 다이싱·다이 본드 필름(10)에 의해 접착 고정되어 있으므로, 칩 절결이나 칩 비산을 억제할 수 있음과 함께, 반도체 웨이퍼(4)의 파손도 억제할 수 있다.
다이싱·다이 본드 필름(10)에 접착 고정된 반도체 칩을 박리하기 위해, 반도체 칩(5)의 픽업을 행한다(픽업 공정). 픽업의 방법으로서는 특별히 한정되지 않고 종래 공지의 다양한 방법을 채용할 수 있다. 예를 들어, 개개의 반도체 칩(5)을 다이싱·다이 본드 필름(10)측으로부터 니들에 의해 밀어 올리고, 밀어 올려진 반도체 칩(5)을 픽업 장치에 의해 픽업하는 방법 등을 들 수 있다.
여기에서 픽업은, 점착제층(2)이 자외선 경화형인 경우, 상기 점착제층(2)에 자외선을 조사한 후에 행한다. 이에 의해, 점착제층(2)의 접착제층(3a)에 대한 점착력이 저하하여, 반도체 칩(5)의 박리가 용이해진다. 그 결과, 반도체 칩을 손상 시키지 않고 픽업이 가능하게 된다. 자외선 조사 시의 조사 강도, 조사 시간 등의 조건은 특별히 한정되지 않고 적절히 필요에 따라 설정하면 된다. 또한, 자외선 조사에 사용하는 광원으로서는, 전술한 것을 사용할 수 있다.
이어서, 도 3에 도시한 바와 같이, 다이싱에 의해 형성된 반도체 칩(5)을, 다이 본드 필름(3a)을 개재하여 피착체(6)에 다이 본드한다(다이 본드 공정). 피착체(6)로서는, 리드 프레임, TAB 필름, 기판 또는 별도 제작한 반도체 칩 등을 들 수 있다. 피착체(6)는, 예를 들어 용이하게 변형되는 변형형 피착체이어도 좋고, 변형하는 것이 곤란한 비변형형 피착체(반도체 웨이퍼 등)이어도 좋다.
상기 기판으로서는, 종래 공지의 것을 사용할 수 있다. 또한, 상기 리드 프레임으로서는, Cu 리드 프레임, 42Alloy 리드 프레임 등의 금속 리드 프레임이나 유리 에폭시, BT(비스말레이미드-트리아진), 폴리이미드 등으로 이루어지는 유기 기판을 사용할 수 있다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니라, 반도체 소자를 마운트하여, 반도체 소자와 전기적으로 접속하여 사용 가능한 회로 기판도 포함된다.
다이 본드는 압착에 의해 행해진다. 다이 본드의 조건으로서는 특별히 한정되지 않고 적절히 필요에 따라 설정할 수 있다. 구체적으로는, 예를 들어 다이 본드 온도 80 내지 160℃, 본딩 압력 5N 내지 15N, 본딩 시간 1 내지 10초의 범위 내에서 행할 수 있다.
계속해서, 다이 본드 필름(3a)을 가열 처리함으로써 이것을 열경화시켜, 반도체 칩(5)과 피착체(6)를 접착시킨다. 가열 처리 조건으로서는, 온도 80 내지 180℃의 범위 내이며, 또한, 가열 시간 0.1 내지 24시간, 바람직하게는 0.1 내지 4시간, 보다 바람직하게는 0.1 내지 1시간의 범위 내인 것이 바람직하다.
이어서, 피착체(6)의 단자부(이너 리드)의 선단과 반도체 칩(5) 상의 전극 패드(도시하지 않다)를 본딩 와이어(7)로 전기적으로 접속한다(와이어 본딩 공정). 상기 본딩 와이어(7)로서는, 예를 들어 금선, 알루미늄선 또는 구리선 등이 사용된다. 와이어 본딩을 행할 때의 온도는, 80 내지 250℃, 바람직하게는 80 내지 220℃의 범위 내에서 행해진다. 또한, 그 가열 시간은 수 초 내지 수 분간 행해진다. 결선은, 상기 온도 범위 내가 되도록 가열된 상태에서, 초음파에 의한 진동 에너지와 인가 가압에 의한 압착 에너지의 병용에 의해 행해진다.
또한, 와이어 본딩 공정은, 가열 처리에 의해 다이 본드 필름(3)을 열경화 시키지 않고 행해도 좋다. 이 경우, 다이 본드 필름(3a)의 25℃에 있어서의 전단 접착력은, 피착체(6)에 대하여 0.2㎫ 이상인 것이 바람직하고, 0.2 내지 10㎫인 것이 보다 바람직하다. 상기 전단 접착력을 0.2㎫ 이상으로 함으로써, 다이 본드 필름(3a)을 열경화시키지 않고 와이어 본딩 공정을 행해도, 당해 공정에 있어서의 초음파 진동이나 가열에 의해, 다이 본드 필름(3a)과 반도체 칩(5) 또는 피착체(6)의 접착면에서 전단 변형을 발생시키지 않는다. 즉, 와이어 본딩 시의 초음파 진동에 의해 반도체 소자가 움직이지 않고, 이에 의해, 와이어 본딩의 성공률이 저하하는 것을 방지한다.
또한, 미경화의 다이 본드 필름(3a)은, 와이어 본딩 공정을 행해도 완전히 열경화되지는 않는다. 또한, 다이 본드 필름(3a)의 전단 접착력은, 80 내지 250℃의 온도 범위 내에서도 0.2㎫ 이상인 것이 필요하다. 당해 온도 범위 내에서 전단 접착력이 0.2㎫ 미만이면 와이어 본딩 시의 초음파 진동에 의해 반도체 소자가 움직여, 와이어 본딩을 행할 수 없어, 수율이 저하하기 때문이다.
계속해서, 밀봉 수지(8)에 의해 반도체 칩(5)을 밀봉하는 밀봉 공정을 행한다. 본 공정은, 피착체(6)에 탑재된 반도체 칩(5)이나 본딩 와이어(7)를 보호하기 위하여 행해진다. 본 공정은, 밀봉용의 수지를 금형으로 성형함으로써 행한다. 밀봉 수지(8)로서는, 예를 들어 에폭시계의 수지를 사용한다. 수지 밀봉 시의 가열 온도는, 통상 175℃에서 60 내지 90초간 행해지지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 예를 들어 165 내지 185℃에서 수 분간 경화할 수 있다. 이에 의해, 밀봉 수지를 경화시킴과 함께, 다이 본드 필름(3a)이 열경화되어 있지 않은 경우는 당해 다이 본드 필름(3a)도 열경화시킨다. 즉, 본 발명에 있어서는, 후술하는 후경화 공정이 행해지지 않는 경우에 있어서도, 본 공정에 있어서 다이 본드 필름(3a)을 열경화시켜 접착시키는 것이 가능하여, 제조 공정수의 감소 및 반도체 장치의 제조 기간의 단축에 기여할 수 있다.
상기 후경화 공정에 있어서는, 상기 밀봉 공정에서 경화 부족의 밀봉 수지(8)를 완전히 경화시킨다. 밀봉 공정에 있어서 다이 본드 필름(3a)이 열경화되지 않은 경우에도, 본 공정에 있어서 밀봉 수지(8)의 경화와 함께 다이 본드 필름(3a)을 열경화시켜 접착 고정이 가능하게 된다. 본 공정에 있어서의 가열 온도는, 밀봉 수지의 종류에 따라 상이하지만, 예를 들어 165 내지 185℃의 범위 내이며, 가열 시간은 0.5 내지 8시간 정도이다.
또한, 본 발명의 다이싱·다이 본드 필름은, 도 4에 도시한 바와 같이, 복수의 반도체 칩을 적층하여 3차원 실장을 하는 경우에도 적절하게 사용할 수 있다. 도 4는, 다이 본드 필름을 개재하여 반도체 칩을 3차원 실장한 예를 도시하는 단면 모식도이다. 도 4에 도시하는 3차원 실장의 경우, 우선 반도체 칩과 동일 크기가 되도록 잘라낸 적어도 1개의 다이 본드 필름(3a)을 피착체(6) 상에 부착한 후, 다이 본드 필름(3a)을 개재하여 반도체 칩(5)을, 그 와이어 본드면이 상측이 되도록 하여 다이 본드한다. 이어서, 다이 본드 필름(13)을 반도체 칩(5)의 전극 패드 부분을 피하여 부착한다. 또한, 다른 반도체 칩(15)을 다이 본드 필름(13) 상에 그 와이어 본드면이 상측으로 되도록 하여 다이 본드한다. 그 후, 다이 본드 필름(3a, 13)을 가열함으로써 열경화시켜 접착 고정하고, 내열 강도를 향상시킨다. 가열 조건으로서는, 전술한 바와 마찬가지로, 온도 80 내지 200℃의 범위 내이며, 또한 가열 시간 0.1 내지 24시간의 범위 내인 것이 바람직하다.
또한 본 발명에 있어서는, 다이 본드 필름(3a, 13)을 열경화시키지 않고, 간단히 다이 본드시켜도 좋다. 그 후, 가열 공정을 거치지 않고 와이어 본딩을 행하고, 반도체 칩을 밀봉 수지로 더 밀봉하여, 당해 밀봉 수지를 후경화할 수도 있다.
이어서, 와이어 본딩 공정을 행한다. 이에 의해, 반도체 칩(5) 및 다른 반도체 칩(15)에 있어서의 각각의 전극 패드와, 피착체(6)를 본딩 와이어(7)로 전기적으로 접속한다. 또한, 본 공정은, 다이 본드 필름(3a, 13)의 가열 공정을 거치지 않고 실시된다.
계속해서, 밀봉 수지(8)에 의해 반도체 칩(5) 등을 밀봉하는 밀봉 공정을 행하여, 밀봉 수지를 경화시킨다. 그와 함께, 열경화가 행해지지 않는 경우에는, 다이 본드 필름(3a)의 열경화에 의해 피착체(6)와 반도체 칩(5) 사이를 접착 고정한다. 또한, 다이 본드 필름(13)의 열경화에 의해, 반도체 칩(5)과 다른 반도체 칩(15) 사이도 접착 고정시킨다. 또한, 밀봉 공정 후, 후경화 공정을 행해도 좋다.
반도체 칩의 3차원 실장의 경우에 있어서도, 다이 본드 필름(3a, 13)의 가열에 의한 가열 처리를 행하지 않으므로, 제조 공정의 간소화 및 수율의 향상이 도모된다. 또한, 피착체(6)에 휨이 발생하거나, 반도체 칩(5) 및 다른 반도체 칩(15)에 균열이 발생하거나 하는 일도 없기 때문에, 반도체 소자의 1층의 박형화가 가능하게 된다.
또한, 도 5에 도시한 바와 같이, 반도체 칩 사이에 다이 본드 필름을 개재하여 스페이서를 적층시킨 3차원 실장으로 해도 좋다. 도 5는, 2개의 반도체 칩을 스페이서를 사이에 두고 다이 본드 필름에 의해 3차원 실장한 예를 도시하는 단면 모식도이다.
도 5에 도시하는 3차원 실장의 경우, 우선 피착체(6) 상에 다이 본드 필름(3a), 반도체 칩(5) 및 다이 본드 필름(21)을 순차 적층하여 다이 본드한다. 또한, 다이 본드 필름(21) 상에 스페이서(9), 다이 본드 필름(21), 다이 본드 필름(3a) 및 반도체 칩(5)을 순차 적층하여 다이 본드한다. 그 후, 다이 본드 필름(3a, 21)을 가열함으로써 열경화시켜 접착 고정하여, 내열 강도를 향상시킨다. 가열 조건으로서는, 전술한 바와 마찬가지로, 온도 80 내지 200℃의 범위 내이며, 또한, 가열 시간 0.1 내지 24시간의 범위 내인 것이 바람직하다.
또한 본 발명에 있어서는, 다이 본드 필름(3a, 21)을 열경화시키지 않고, 간단히 다이 본드시켜도 좋다. 그 후, 가열 공정을 거치지 않고 와이어 본딩을 행하고, 반도체 칩을 밀봉 수지로 더 밀봉하여, 당해 밀봉 수지를 후경화할 수도 있다.
이어서, 도 5에 도시한 바와 같이, 와이어 본딩 공정을 행한다. 이에 의해, 반도체 칩(5)에 있어서의 전극 패드와 피착체(6)를 본딩 와이어(7)로 전기적으로 접속한다. 또한, 본 공정은, 다이 본드 필름(3a, 21)의 가열 공정을 거치지 않고 실시된다.
계속해서, 밀봉 수지(8)에 의해 반도체 칩(5)을 밀봉하는 밀봉 공정을 행하여, 밀봉 수지(8)를 경화시킴과 함께, 다이 본드 필름(3a, 21)이 미경화인 경우에는, 이들을 열 경화시킴으로써, 피착체(6)와 반도체 칩(5) 사이 및 반도체 칩(5)과 스페이서(9) 사이를 접착 고정시킨다. 이에 의해, 반도체 패키지가 얻어진다. 밀봉 공정은, 반도체 칩(5)측만을 편면 밀봉하는 일괄 밀봉법이 바람직하다. 밀봉은 점착 시트 상에 부착된 반도체 칩(5)을 보호하기 위하여 행해지고, 그 방법으로서는 밀봉 수지(8)를 사용하여 금형 내에서 성형되는 것이 대표적이다. 그 때, 복수의 캐비티를 갖는 상부 금형과 하부 금형으로 이루어지는 금형을 사용하여, 동시에 밀봉 공정을 행하는 것이 일반적이다. 수지 밀봉 시의 가열 온도는, 예를 들어 170 내지 180℃의 범위 내인 것이 바람직하다. 밀봉 공정 후에, 후경화 공정을 행해도 좋다.
또한, 상기 스페이서(9)로서는, 특별히 한정되는 것이 아니라, 예를 들어 종래 공지의 실리콘 칩, 폴리이미드 필름 등을 사용할 수 있다. 또한, 상기 스페이서로서 코어 재료를 사용할 수 있다. 코어 재료로서는 특별히 한정되는 것이 아니라, 종래 공지의 것을 사용할 수 있다. 구체적으로는, 필름(예를 들어 폴리이미드 필름, 폴리에스테르 필름, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름, 폴리에틸렌나프탈레이트 필름, 폴리카르보네이트 필름 등), 유리 섬유나 플라스틱제 부직 섬유로 강화된 수지 기판, 미러 실리콘 웨이퍼, 실리콘 기판 또는 유리 피착체를 사용할 수 있다.
(기타 사항)
상기 피착체 상에 반도체 소자를 3차원 실장하는 경우, 반도체 소자의 회로가 형성되는 면측에는, 버퍼 코트막이 형성되어 있다. 당해 버퍼 코트막으로서는, 예를 들어 질화규소막이나 폴리이미드 수지 등의 내열 수지로 이루어지는 것을 들 수 있다.
또한, 반도체 소자의 3차원 실장 시에, 각 단에서 사용되는 다이 본드 필름은 동일한 조성으로 이루어지는 것에 한정되는 것이 아니라 제조 조건이나 용도 등에 따라 적절히 변경 가능하다.
또한, 상기 실시형태에 있어서 설명한 적층 방법은 단순한 예시이며, 필요에 따라 적절히 변경할 수 있다. 예를 들어, 도 4를 참조하여 설명한 반도체 장치의 제조 방법에 있어서는, 3단째 이후의 반도체 소자를, 도 5를 참조하여 설명한 적층 방법으로 적층하는 것도 가능하다.
또한, 상기 실시형태에 있어서는, 피착체에 복수의 반도체 소자를 적층시킨 후에, 일괄하여 와이어 본딩 공정을 행하는 형태에 대하여 설명했지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 반도체 소자를 피착체 상에 적층할 때마다 와이어 본딩 공정을 행하는 것도 가능하다.
<실시예>
이하에, 본 발명이 적합한 실시예를 예시적으로 상세하게 설명한다. 단, 이 실시예에 기재되어 있는 재료나 배합량 등은, 특별히 한정적인 기재가 없는 한은, 본 발명의 범위를 그들에만 한정하는 취지의 것이 아니고, 단순한 설명예에 지나지 않는다. 또한, "부"란, 중량부를 의미한다.
(실시예 1)
글리시딜기 함유 아크릴 공중합체 (a)로서 아크릴로니트릴-에틸아크릴레이트-부틸아크릴레이트를 주성분으로 하는 에폭시값 0.18, 유리 전이점(Tg) 30℃, 중량 평균 분자량 110만의 아크릴산에스테르계 중합체(네가미 고교사제, 글리시딜아크릴레이트 1.9㏖％) 100부, 페놀 수지 (b)로서 페놀 수지(메이와 가세이(주)제, 「MEH7851」) 17.5부를 메틸에틸케톤에 용해시켜, 농도 23.6중량％의 접착제 조성물을 제조했다.
이 접착제 조성물을, 실리콘 이형 처리한 두께가 50㎛인 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름으로 이루어지는 박리 라이너로서의 이형 처리 필름 상에 도포한 후, 130℃에서 2분간 건조시켰다. 이에 의해, 두께 25㎛의 다이 본드 필름을 제작했다.
(실시예 2)
글리시딜기 함유 아크릴 공중합체 (a)로서 아크릴로니트릴-에틸아크릴레이트-부틸아크릴레이트를 주성분으로 하는 에폭시값 0.22, 유리 전이점(Tg) 15℃, 중량 평균 분자량 80만의 아크릴산에스테르계 중합체(네가미 고교사제, 글리시딜아크릴레이트 2.3㏖％) 100부, 페놀 수지 (b)로서 페놀 수지(메이와 가세이(주)제, 「MEH7851」) 12.5부를 메틸에틸케톤에 용해시키고, 또한 평균 입경 500㎚의 구 형상 실리카(애드마텍스(주)제, 「SO-25R」) 40부를 분산시켜, 농도 23.6중량％의 접착제 조성물을 제조한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 다이 본드 필름을 제작했다.
(실시예 3)
글리시딜기 함유 아크릴 공중합체 (a)로서 아크릴로니트릴-에틸아크릴레이트-부틸아크릴레이트를 주성분으로 하는 에폭시값 0.42, 유리 전이점(Tg) 15℃, 중량 평균 분자량 80만의 아크릴산에스테르계 중합체(네가미 고교사제, 글리시딜아크릴레이트 4.5㏖％) 100부, 페놀 수지 (b)로서 페놀 수지(메이와 가세이(주)제, 「MEH7851」) 6.5부를 메틸에틸케톤에 용해시키고, 또한 평균 입경 500㎚의 구 형상 실리카(애드마텍스(주)제, 「SO-25R」) 40부를 분산시켜, 농도 23.6중량％의 접착제 조성물을 제조한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 다이 본드 필름을 제작했다.
(실시예 4)
글리시딜기 함유 아크릴 공중합체 (a)로서 아크릴로니트릴-에틸아크릴레이트-부틸아크릴레이트를 주성분으로 하는 에폭시값 0.62, 유리 전이점(Tg) 0℃, 중량 평균 분자량 60만의 아크릴산에스테르계 중합체(네가미 고교사제, 글리시딜아크릴레이트 6.4㏖％) 100부, 페놀 수지 (b)로서 페놀 수지(메이와 가세이(주)제, 「MEH7851」) 4.1부를 메틸에틸케톤에 용해시키고, 또한 평균 입경 500㎚의 구 형상 실리카(애드마텍스(주)제, 「SO-25R」) 50부를 분산시켜, 농도 23.6중량％의 접착제 조성물을 제조한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 다이 본드 필름을 제작했다.
(실시예 5)
글리시딜기 함유 아크릴 공중합체 (a)로서 아크릴로니트릴-에틸아크릴레이트-부틸아크릴레이트를 주성분으로 하는 에폭시값 0.62, 유리 전이점(Tg) 20℃, 중량 평균 분자량 80만의 아크릴산에스테르계 중합체(네가미 고교사제, 글리시딜아크릴레이트 6.4㏖％) 100부, 페놀 수지 (b)로서 페놀 수지(메이와 가세이(주)제, 「MEH7851」) 17.5부를 메틸에틸케톤에 용해시키고, 또한 평균 입경 500㎚의 구 형상 실리카(애드마텍스(주)제, 「SO-25R」) 10부를 분산시켜, 농도 23.6중량％의 접착제 조성물을 제조한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 다이 본드 필름을 제작했다.
(실시예 6)
글리시딜기 함유 아크릴 공중합체 (a)로서 아크릴로니트릴-에틸아크릴레이트-부틸아크릴레이트를 주성분으로 하는 에폭시값 0.18, 유리 전이점(Tg) 0℃, 중량 평균 분자량 100만의 아크릴산에스테르계 중합체(네가미 고교사제, 글리시딜아크릴레이트 1.9㏖％) 100부, 페놀 수지 (b)로서 페놀 수지(메이와 가세이(주)제, 「MEH7851」) 4.1부를 메틸에틸케톤에 용해시키고, 또한 평균 입경 500㎚의 구 형상 실리카(애드마텍스(주)제, 「SO-25R」) 20부를 분산시켜, 농도 23.6중량％의 접착제 조성물을 제조한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 다이 본드 필름을 제작했다.
(비교예 1)
글리시딜기 함유 아크릴 공중합체 (a)로서 아크릴로니트릴-에틸아크릴레이트-부틸아크릴레이트를 주성분으로 하는 에폭시값 0.18, 유리 전이점(Tg) 30℃, 중량 평균 분자량 80만의 아크릴산에스테르계 중합체(네가미 고교사제, 글리시딜아크릴레이트 1.9㏖％) 100부, 페놀 수지 (b)로서 페놀 수지(메이와 가세이(주)제, 「MEH7851」) 10부, 중량 평균 분자량이 1000인 에폭시 수지(DIC(주)제, 「HP-7200H」) 7.5부를 메틸에틸케톤에 용해시켜, 농도 23.6중량％의 접착제 조성물을 제조한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 다이 본드 필름을 제작했다.
(비교예 2)
글리시딜기 함유 아크릴 공중합체 (a)로서 아크릴로니트릴-에틸아크릴레이트-부틸아크릴레이트를 주성분으로 하는 에폭시값 0.42, 유리 전이점(Tg) 15℃, 중량 평균 분자량 80만의 아크릴산에스테르계 중합체(네가미 고교사제, 글리시딜아크릴레이트 4.5㏖％) 100부, 페놀 수지 (b)로서 페놀 수지(메이와 가세이(주)제, 「MEH7851」) 3.3부, 중량 평균 분자량이 1000인 에폭시 수지(DIC(주)제, 「HP-7200H」) 3.2부를 메틸에틸케톤에 용해시키고, 또한 평균 입경 500㎚의 구 형상 실리카(애드마텍스(주)제, 「SO-25R」) 40부를 분산시켜, 농도 23.6중량％의 접착제 조성물을 제조한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 다이 본드 필름을 제작했다.
(비교예 3)
글리시딜기 함유 아크릴 공중합체 (a)로서 아크릴로니트릴-에틸아크릴레이트-부틸아크릴레이트를 주성분으로 하는 에폭시값 0.18, 유리 전이점(Tg) 30℃, 중량 평균 분자량 80만의 아크릴산에스테르계 중합체(네가미 고교사제, 글리시딜아크릴레이트 1.9㏖％) 100부, 페놀 수지 (b)로서 페놀 수지(메이와 가세이(주)제, 「MEH7851」) 25부를 메틸에틸케톤에 용해시켜, 농도 23.6중량％의 접착제 조성물을 제조한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 다이 본드 필름을 제작했다.
(비교예 4)
글리시딜기 함유 아크릴 공중합체 (a)로서 아크릴로니트릴-에틸아크릴레이트-부틸아크릴레이트를 주성분으로 하는 에폭시값 0.1, 유리 전이점(Tg) 15℃, 중량 평균 분자량 40만의 아크릴산에스테르계 중합체(네가미 고교사제, 글리시딜아크릴레이트 0.19㏖％) 100부, 페놀 수지 (b)로서 페놀 수지(메이와 가세이(주)제, 「MEH7851」) 12.5부를 메틸에틸케톤에 용해시키고, 또한 평균 입경 500㎚의 구 형상 실리카(애드마텍스(주)제, 「SO-25R」) 40부를 분산시켜, 농도 23.6중량％의 접착제 조성물을 제조한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 다이 본드 필름을 제작했다.
(비교예 5)
글리시딜기 함유 아크릴 공중합체 (a)로서 아크릴로니트릴-에틸아크릴레이트-부틸아크릴레이트를 주성분으로 하는 에폭시값 0.18, 유리 전이점(Tg) 15℃, 중량 평균 분자량 80만의 아크릴산에스테르계 중합체(네가미 고교사제, 글리시딜아크릴레이트 0.19㏖％) 100부, 페놀 수지 (b)로서 페놀 수지(메이와 가세이(주)제, 「MEH7851」) 2.9부를 메틸에틸케톤에 용해시키고, 또한 평균 입경 500㎚의 구 형상 실리카(애드마텍스(주)제, 「SO-25R」) 40부를 분산시켜, 농도 23.6중량％의 접착제 조성물을 제조한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 다이 본드 필름을 제작했다.
(중량 평균 분자량의 측정 방법)
실시예 및 비교예에서 각각 사용한 중합체 및 수지에 대해서, 겔 투과 크로마토그래피에 의해 중량 평균 분자량을 측정했다. 겔 투과 크로마토그래피는, TSK G2000H HR, G3000H HR, G4000H HR 및 GMH-H HR의 4개의 칼럼(모두 도소 가부시끼가이샤제)을 직렬로 접속하여 사용하고, 용리액에 테트라히드로푸란을 사용하여, 유속 1㎖/분, 온도 40℃, 샘플 농도 0.1중량％ 테트라히드로푸란 용액, 샘플 주입량 500㎕의 조건에서 행하고, 검출기로는 시차 굴절계를 사용했다.
(에폭시값의 산출)
에폭시값은, JIS K 7236에 준하여 산출했다. 상세하게는, 공중합체 (a) 4g을 100㎖의 코니칼 플라스코에 칭량하고, 이것에 클로로포름 10㎖을 첨가하여 용해했다. 또한 아세트산 30㎖, 테트라에틸암모늄브로마이드 5㎖ 및 크리스탈 바이올렛 지시약 5방울을 첨가하고, 마그네틱 교반기로 교반하면서, 0.1㏖/L의 과염소산아세트산 규정액으로 적정했다. 마찬가지의 방법으로 블랭크 테스트를 행하여, 하기 식에 의해 에폭시값을 산출했다.
에폭시값=[(V-B)×0.1×F]/W
W: 칭량한 시료의 g수
B: 블랭크 테스트에 필요한 0.1㏖/L 과염소산아세트산 규정액의 ㎖ 수
V: 시료의 적정에 필요한 0.1㏖/L 과염소산아세트산 규정액의 ㎖ 수
F: 0.1㏖/L 과염소산아세트산 규정액의 팩터
(저장 탄성률의 측정)
각 실시예 및 비교예의 다이 본드 필름으로부터, 길이 22.5㎜(측정 길이)× 폭 10㎜의 직사각형으로 커터 나이프에 의해 잘라내어, 고체 점탄성 측정 장치(RSAIII, 레오메트릭 사이언티픽(주)제)를 사용하여, -50 내지 300℃에 있어서의 저장 탄성률을 측정했다. 측정 조건은, 주파수 1㎐, 승온 속도 10℃/min으로 했다. 50℃(다이 본드 필름 경화 전), 150℃(공중합체 (a)에 대해서), 175℃(다이 본드 필름 경화 후), 260℃(다이 본드 필름 경화 후)에 있어서의 저장 탄성률의 값을 하기 표 1에 나타낸다. 또한, 공중합체 (a)의 저장 탄성률에 대해서는, 공중합체 (a)를 포함하는 용액을, 실리콘 이형 처리한 두께가 50㎛인 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름으로 이루어지는 박리 라이너로서의 이형 처리 필름 상에 도포한 후, 130℃에서 2분간 건조시켜 필름 샘플을 제작한 후 마찬가지로 측정했다. 또한, 경화 후의 저장 탄성률에 대해서는 건조기에 의해 소정 조건에서의 경화 처리를 행한 후에 마찬가지의 수순으로 측정했다.
(유리 전이 온도(Tg)의 측정)
각 실시예 및 비교예에 관한 다이 본드 필름의 유리 전이점은, 우선 상기 저장 탄성률의 경우와 마찬가지로 하여 저장 탄성률을 측정했다. 또한, 손실 탄성률도 측정한 후, tanδ(E"(손실 탄성률)/E'(저장 탄성률))의 값을 산출함으로써, 유리 전이 온도를 구했다.
(150℃에서 1시간 경화 후의 175℃에 있어서의 전단 접착력의 측정)
상기 실시예 및 비교예에 있어서 제작한 다이 본드 필름에 대해서, 반도체 소자에 대한 전단 접착력을 이하와 같이 측정했다.
우선, 각 다이 본드 필름을 150℃의 건조기 내에서 1시간 경화 처리를 행했다. 그 후, 각 다이 본드 필름을, 부착 온도 50℃에서 반도체 소자(세로 5㎜×가로 5㎜×두께 0.5㎜)에 라미네이터에 의해 속도 10㎜/sec, 압력 0.15㎫로 부착했다. 또한, 부착 온도 50℃에서 반도체 소자(세로 10㎜×가로 10㎜×두께 0.5㎜)에 라미네이터에 의해 속도 10㎜/sec, 압력 0.15㎫로 부착했다. 이어서, 본드 테스터(데이지사제, Dage 4000)를 사용하여, 스테이지 온도 175℃, 헤드 높이 100㎛, 속도 0.5㎜/sec에 있어서의 전단 접착력을 각각 측정했다.
(웨이퍼에 대한 접착력의 측정)
웨이퍼로서 실리콘 웨이퍼를 열판 상에 탑재하여, 점착 테이프(상품명 「BT315」닛토덴코 가부시키가이샤제)에 의해 이면 보강한 길이 150㎜, 폭 10㎜, 두께 25㎛의 다이 본드 필름을 50℃에서 2㎏의 롤러를 1왕복시킴으로써 실리콘 웨이퍼에 접합했다. 그 후, 50℃의 열판 상에 2분간 정치한 후, 상온(23℃ 정도)에서 20분간 정치했다. 계속해서, 박리 시험기(상품명 「오토그래프 AGS-J」, 시마즈 세이사꾸쇼사제)를 사용하여, 온도: 23℃, 박리 각도: 180°, 인장 속도: 300㎜/min의 조건에서, 이면 보강된 다이 본드 필름을 박리했다(다이 본드 필름과 실리콘 웨이퍼의 계면에서 박리시켰다). 박리했을 때의 최대 하중(측정 초기의 피크 톱을 제외한 하중의 최대값)을 측정하고, 이 최대 하중을 다이 본드 필름과 실리콘 웨이퍼 사이의 접착력(N/10㎜ 폭)으로서 구했다. 접착력이 1N/10㎜ 이상인 경우는 「○」, 1N/10㎜ 미만인 경우는 「×」로서 평가했다.
(와이어 본딩성)
각 실시예 및 비교예에 의해 얻어진 다이 본드 필름을 알루미늄 증착 반도체 소자(길이 5㎜×폭 5㎜×두께 0.5㎜)에 라미네이터를 사용하여, 온도 50℃, 속도 10㎜/sec, 압력 0.15㎫로 부착하고, 이것을 재차 온도 120℃, 압력 0.1㎫, 시간 1s의 조건에서 BGA 기판에 마운트했다. 계속해서, 와이어 본더((주) 신까와, 상품명 「UTC-1000」)를 사용하여 이하의 조건에서 9개의 반도체 소자에 대하여 와이어 본딩을 행하여, 1개소도 발생하지 않은 경우를 「○」, 불착이나 소자 깨짐이 1개소 이상 발생한 경우를 「×」로서 평가했다.
(와이어 본딩 조건)
Temp.: 175℃
Au-wire: 23㎛
S-LEVEL: 50㎛
S-SPEED: 10㎜/s
TIME: 15ms
US-POWER: 100
FORCE: 20gf
S-FORCE: 15gf
와이어 피치: 100㎛
(밀봉 수지 진입의 확인)
각 실시예 및 비교예에 의해 얻어진 다이 본드 필름을 40℃에서 한변의 길이가 5㎜인 반도체 소자에 부착하고, 온도 120℃, 압력 0.1㎫, 시간 1s의 조건에서 BGA 기판에 마운트했다. 이것을 재차 건조기에 의해 150℃에서 1시간 열처리하고, 계속해서, 몰드 머신(도와(TOWA) 프레스사제, 매뉴얼 프레스 Y-1)을 사용하여, 성형 온도 175℃, 클램프 압력 184kN, 트랜스퍼 압력 5kN, 시간 120초, 밀봉 수지 GE-100(닛토덴코(주)제)의 조건 하에서 밀봉 공정을 행했다. 그 후, 반도체 소자의 단면을 SEM에 의해 9개소 관찰하여, 다이 본드 필름과 기판 사이에 밀봉 수지가 진입되어 있는지의 여부를 확인했다. 밀봉 수지가 진입되어 있지 않은 경우를 「○」, 1개소라도 진입되어 있으면 「×」로서 평가했다.
(밀봉 공정 후의 기포(보이드) 소실성)
각 실시예 및 비교예에 의해 얻어진 다이 본드 필름을 40℃에서 한변의 길이가 5㎜인 반도체 소자에 부착하고, 온도 120℃, 압력 0.1㎫, 시간 1s의 조건에서 BGA 기판에 마운트했다. 이것을 재차 건조기에 의해 150℃에서 1시간 열처리하고, 그 후, 120℃에서 10시간, 또는 175℃에서 2시간의 열처리를 실시했다. 계속해서, 몰드 머신(도와 프레스사제, 매뉴얼 프레스 Y-1)을 사용하여, 성형 온도 175℃, 클램프 압력 184kN, 트랜스퍼 압력 5kN, 시간 120초, 밀봉 수지 GE-100(닛토덴코(주)제)의 조건 하에서 밀봉 공정을 행했다. 밀봉 공정 후의 보이드를 초음파 영상 장치(히타치 파인 테크니컬사제, FS200II)를 사용하여 관찰했다. 관찰 화상에 있어서 보이드가 차지하는 면적을 2치화 소프트(WinRoof ver.5.6)를 사용하여 산출했다. 보이드가 차지하는 면적이 다이 본드 필름의 표면적에 대하여 30％ 미만인 경우를 「○」, 30％ 이상인 경우를 「×」로서 평가했다.
(내습 땜납 리플로우 시험)
각 실시예 및 비교예에 의해 얻어진 다이 본드 필름을 40℃에서 한 변의 길이가 5㎜인 반도체 소자에 부착하고, 온도 120℃, 압력 0.1㎫, 시간 1s의 조건에서 BGA 기판에 마운트했다. 이것을 재차 건조기에 의해 150℃에서 1시간 열처리한 후, 120℃에서 10시간, 또는 175℃에서 2시간의 열처리를 실시했다. 계속해서, 몰드 머신(도와 프레스사제, 매뉴얼 프레스 Y-1)을 사용하여, 성형 온도 175℃, 클램프 압력 184kN, 트랜스퍼 압력 5kN, 시간 120초, 밀봉 수지 GE-100(닛토덴코(주)제)의 조건 하에서 밀봉 공정을 행했다. 그 후, 온도 85℃, 습도 60％RH, 시간 168h의 조건에서 흡습 조작을 행하여, 260℃ 이상의 온도를 30초간 유지하도록 온도 설정한 IR 리플로우 노(爐)에 샘플을 통과시켰다. 9개의 반도체 소자에 대하여, 다이 본드 필름과 기판의 계면에 박리가 발생하고 있는지의 여부를 초음파 현미경으로 관찰하여, 박리가 발생하고 있는 비율을 산출했다.
각 평가 결과를 표 1 및 표 2에 나타낸다.
Figure 112012019263626-pat00002
Figure 112012019263626-pat00003
(결과)
이상의 결과로부터, 실시예에 관한 다이 본드 필름에 의하면, 와이어 본딩 공정 및 밀봉 공정을 포함하는 모든 공정에 있어서 작업성이 양호하며, 다이 본드후에 고온에서 장시간 열처리를 행한 경우에도, 이후의 공정인 밀봉 수지에 의한 밀봉 공정 후에 다이 본드 필름과 피착체의 경계의 기포(보이드)를 소실시킬 수 있고, 또한, 경화 후에 충분한 저장 탄성률이 얻어져 내습 땜납 리플로우 시험에 있어서도 고신뢰성을 확보할 수 있는 것이 확인되었다.
1: 기재
2: 점착제층
3, 3', 13, 21: 다이 본드 필름
4: 반도체 웨이퍼
5: 반도체 칩
6: 피착체
7: 본딩 와이어
8: 밀봉 수지
9: 스페이서
10, 11: 다이싱·다이 본드 필름
15: 반도체 칩

Claims (8)

  1. 중량 평균 분자량이 50만 이상의 글리시딜기 함유 아크릴 공중합체 (a)와, 페놀 수지 (b)를 함유하고,
    글리시딜기 함유 아크릴 공중합체 (a)의 함유량 x의 페놀 수지 (b)의 함유량 y에 대한 중량비(x/y)가 5 이상 30 이하이며,
    상기 글리시딜기 함유 아크릴 공중합체 (a)의 에폭시값이 0.15e.q./㎏ 이상 0.65e.q./㎏ 이하이고, 또한
    중량 평균 분자량이 5000 이하인 에폭시 수지를 포함하지 않는, 다이 본드 필름.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 글리시딜기 함유 아크릴 공중합체 (a)에 대해서,
    유리 전이점이 -15℃ 이상 40℃ 이하이며, 또한
    150℃에서의 저장 탄성률이 0.1㎫ 이상인, 다이 본드 필름.
  3. 제1항에 있어서,
    경화 전의 50℃에서의 저장 탄성률이 10㎫ 이하이고,
    175℃에서의 저장 탄성률이 0.1㎫ 이상이며, 또한
    150℃에서 1시간 경화시킨 후의 175℃에서의 저장 탄성률이 0.5㎫ 이상인, 다이 본드 필름.
  4. 제1항에 있어서,
    175℃에서 1시간 경화시킨 후의 260℃에서의 저장 탄성률이 0.5㎫ 이상인, 다이 본드 필름.
  5. 제1항에 있어서,
    피착체와 접합하여 150℃에서 1시간 경화시킨 후의 175℃에서의 상기 피착체와의 사이의 전단 접착력이 0.3㎫ 이상인, 다이 본드 필름.
  6. 제1항에 있어서,
    염료를 0.05중량％ 이상 함유하는, 다이 본드 필름.
  7. 다이싱 테이프와, 이 다이싱 테이프 상에 적층된, 제1항에 기재된 다이 본드 필름을 구비하는 다이싱·다이 본드 필름.
  8. 제7항에 기재된 다이싱·다이 본드 필름의 다이 본드 필름과, 반도체 웨이퍼의 이면을 접합하는 접합 공정과,
    상기 반도체 웨이퍼를 상기 다이싱·다이 본드 필름과 함께 다이싱하여, 칩 형상의 반도체 소자를 형성하는 다이싱 공정과,
    상기 반도체 소자를, 상기 다이싱·다이 본드 필름으로부터 상기 다이 본드 필름과 함께 픽업하는 픽업 공정과,
    상기 다이 본드 필름을 개재하여, 상기 반도체 소자를 피착체 상에 다이 본드하는 다이 본드 공정과,
    상기 반도체 소자에 와이어 본딩을 하는 와이어 본딩 공정을 갖는, 반도체 장치의 제조 방법.
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