JP2022033064A - Film-like adhesive, adhesive sheet, as well as semiconductor device, and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、フィルム状接着剤、接着シート、並びに半導体装置及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a film-like adhesive, an adhesive sheet, a semiconductor device, and a method for manufacturing the same.
近年、半導体素子(半導体チップ)を多段に積層したスタックドMCP(Multi Chip Package)が普及しており、携帯電話、携帯オーディオ機器用のメモリ半導体パッケージ等として搭載されている。また、携帯電話等の多機能化に伴い、半導体パッケージの高速化、高密度化、高集積化等も推し進められている。これに伴い、半導体チップ回路の配線材料として銅を使用することによって高速化が図られている。また、複雑な搭載基板への接続信頼性の向上、半導体パッケージからの排熱促進の観点から、銅を素材としたリードフレーム等が使用されつつある。 In recent years, stacked MCPs (Multi Chip Packages) in which semiconductor elements (semiconductor chips) are stacked in multiple stages have become widespread, and are mounted as memory semiconductor packages for mobile phones and portable audio devices. In addition, with the increasing number of functions of mobile phones and the like, the speed, density, and integration of semiconductor packages are being promoted. Along with this, the speed has been increased by using copper as a wiring material for semiconductor chip circuits. Further, from the viewpoint of improving the connection reliability to a complicated mounting board and promoting the exhaust heat from the semiconductor package, a lead frame made of copper or the like is being used.
しかし、銅が腐食し易い特性を有すること、及び低コスト化の観点から、回路面の絶縁性を確保するためのコート材も簡略化される傾向にあることから、半導体パッケージは、電気的特性を確保し難くなる傾向にある。特に、半導体チップを多段積層する半導体パッケージでは、腐食により発生した銅イオンが接着剤内部を移動し、半導体チップ内又は半導体チップ/半導体チップ間での電気信号のロスが起こり易い傾向にある。 However, since copper has the property of being easily corroded and the coating material for ensuring the insulation of the circuit surface tends to be simplified from the viewpoint of cost reduction, the semiconductor package has an electrical property. It tends to be difficult to secure. In particular, in a semiconductor package in which semiconductor chips are laminated in multiple stages, copper ions generated by corrosion move inside the adhesive, and there is a tendency for electrical signal loss to occur within the semiconductor chip or between the semiconductor chip / semiconductor chip.
また、高機能化という観点から、複雑な搭載基板へ半導体素子を接続することが多く、接続信頼性を向上するために銅を素材としたリードフレームが好まれる傾向にある。このような場合においても、リードフレームから発生する銅イオンによる電気信号のロスが問題となることがある。 Further, from the viewpoint of high functionality, semiconductor elements are often connected to a complicated mounting substrate, and a lead frame made of copper as a material tends to be preferred in order to improve connection reliability. Even in such a case, the loss of the electric signal due to the copper ions generated from the lead frame may become a problem.
さらに、銅を素材とする部材を使用した半導体パッケージにおいては、その部材から銅イオンが発生し、電気的な不具合を起こす可能性が高く、充分な耐HAST性が得られないことがある。 Further, in a semiconductor package using a member made of copper as a material, copper ions are generated from the member, which is likely to cause an electrical defect, and sufficient HAST resistance may not be obtained.
電気信号のロス等を防ぐ観点から、半導体パッケージ内で発生する銅イオンを捕捉する接着剤の検討が行われている。例えば、特許文献1には、エポキシ基を有し、且つ、カルボキシル基を有さない熱可塑性樹脂と、3級の窒素原子を環原子に含む複素環化合物を有し、陽イオンと錯体を形成する有機系錯体形成化合物と、を有する半導体装置製造用の接着シートが開示されている。
From the viewpoint of preventing loss of electric signals and the like, an adhesive that captures copper ions generated in a semiconductor package is being studied. For example,
しかしながら、従来の接着剤では、接着剤内の銅イオンの移動に伴う不具合の抑制の点において充分でなく、未だ改善の余地がある。 However, the conventional adhesive is not sufficient in terms of suppressing defects due to the movement of copper ions in the adhesive, and there is still room for improvement.
そこで、本発明は、接着剤内の銅イオンの移動に伴う不具合を充分に抑制することができ、さらに基板との接着性及び埋込性に優れるフィルム状接着剤を提供することを主な目的とする。 Therefore, it is a main object of the present invention to provide a film-like adhesive which can sufficiently suppress defects due to the movement of copper ions in the adhesive and has excellent adhesiveness to a substrate and embedding property. And.
本発明の一側面は、半導体素子と半導体素子を搭載する支持部材とを接着するためのフィルム状接着剤であって、エポキシ当量が140~220g/eqであるエポキシ樹脂と、水酸基当量が90~130g/eqであるフェノール樹脂と、熱可塑性樹脂と、を含有し、熱可塑性樹脂の含有量が、フィルム状接着剤全量を基準として、55~75質量%である、フィルム状接着剤を提供する。 One aspect of the present invention is a film-like adhesive for adhering a semiconductor element and a support member on which the semiconductor element is mounted, an epoxy resin having an epoxy equivalent of 140 to 220 g / eq, and a hydroxyl group equivalent of 90 to. Provided is a film-like adhesive containing 130 g / eq of a phenol resin and a thermoplastic resin, wherein the content of the thermoplastic resin is 55 to 75% by mass based on the total amount of the film-like adhesive. ..
フィルム状接着剤が特定のエポキシ樹脂及び特定のフェノール樹脂を含有することによって、フィルム状接着剤の硬化物の架橋密度が高くなる傾向にある。このようにフィルム状接着剤の硬化物の架橋密度を高くすることによって、基板との接着性が向上し、さらに、外部からの銅イオン等の混入を抑制することができ、結果として、接着剤内の銅イオンの移動に伴う不具合を充分に抑制することが可能となる。また、フィルム状接着剤が、特定の含有量の熱可塑性樹脂を含有することによって、熱履歴を経ても埋込性を向上させることができ、接着界面での剥離及び基板の埋込性不足による不具合を抑制することができる。 When the film-like adhesive contains a specific epoxy resin and a specific phenol resin, the crosslink density of the cured product of the film-like adhesive tends to be high. By increasing the cross-linking density of the cured product of the film-shaped adhesive in this way, the adhesiveness with the substrate can be improved, and further, the mixing of copper ions and the like from the outside can be suppressed, and as a result, the adhesive can be used. It is possible to sufficiently suppress the trouble caused by the movement of the copper ion in the inside. Further, since the film-like adhesive contains a specific content of the thermoplastic resin, the embedding property can be improved even through the thermal history, due to peeling at the adhesive interface and insufficient embedding property of the substrate. It is possible to suppress defects.
熱可塑性樹脂は、アクリル樹脂であってよい。アクリル樹脂は、ニトリル基を含まないアクリル樹脂であってよい。 The thermoplastic resin may be an acrylic resin. The acrylic resin may be an acrylic resin containing no nitrile group.
フィルム状接着剤は、無機フィラーをさらに含有していてもよい。 The film-like adhesive may further contain an inorganic filler.
フィルム状接着剤の厚みは、50μm以下であってよい。 The thickness of the film-like adhesive may be 50 μm or less.
別の側面において、本発明は、基材と、基材の一方の面上に設けられた上述のフィルム状接着剤と、を備える、接着シートを提供する。基材は、ダイシングテープであってよい。 In another aspect, the invention provides an adhesive sheet comprising a substrate and the film-like adhesive provided above on one surface of the substrate. The base material may be a dicing tape.
別の側面において、本発明は、半導体素子と、半導体素子を搭載する支持部材と、半導体素子及び支持部材の間に設けられ、半導体素子と支持部材とを接着する接着部材と、を備え、接着部材が、上述のフィルム状接着剤の硬化物である、半導体装置を提供する。支持部材は、銅を素材とする部材を含んでいてよい。 In another aspect, the present invention comprises a semiconductor element, a support member on which the semiconductor element is mounted, and an adhesive member provided between the semiconductor element and the support member and for adhering the semiconductor element and the support member. Provided is a semiconductor device in which the member is a cured product of the above-mentioned film-like adhesive. The support member may include a member made of copper as a material.
別の側面において、本発明は、上述のフィルム状接着剤を用いて、半導体素子と支持部材とを接着する工程を備える、半導体装置の製造方法を提供する。 In another aspect, the present invention provides a method for manufacturing a semiconductor device, comprising a step of adhering a semiconductor element and a support member using the above-mentioned film-like adhesive.
別の側面において、本発明は、半導体ウェハに、上述の接着シートのフィルム状接着剤を貼り付ける工程と、フィルム状接着剤を貼り付けた半導体ウェハを切断することによって、複数の個片化されたフィルム状接着剤付き半導体素子を作製する工程と、フィルム状接着剤付き半導体素子を支持部材に接着する工程と、を備える、半導体装置の製造方法を提供する。半導体装置の製造方法は、支持部材に接着されたフィルム状接着剤付き半導体素子に対して、リフロー炉を用いて加熱する工程をさらに備えていてもよい。 In another aspect, the present invention is made into a plurality of pieces by a step of attaching the film-like adhesive of the above-mentioned adhesive sheet to the semiconductor wafer and cutting the semiconductor wafer to which the film-like adhesive is attached. Provided is a method for manufacturing a semiconductor device, comprising a step of manufacturing a semiconductor element with a film-like adhesive and a step of adhering the semiconductor element with a film-like adhesive to a support member. The method for manufacturing a semiconductor device may further include a step of heating a semiconductor element with a film-like adhesive bonded to a support member using a reflow furnace.
本発明によれば、接着剤内の銅イオンの移動に伴う不具合を充分に抑制することができ、さらに基板との接着性及び埋込性に優れるフィルム状接着剤が提供される。また、本発明によれば、このようなフィルム状接着剤を用いた接着シート及び半導体装置が提供される。さらに、本発明によれば、フィルム状接着剤又は接着シートを用いた半導体装置の製造方法が提供される。 According to the present invention, there is provided a film-like adhesive which can sufficiently suppress defects due to the movement of copper ions in the adhesive and has excellent adhesiveness to a substrate and embedding property. Further, according to the present invention, an adhesive sheet and a semiconductor device using such a film-like adhesive are provided. Further, according to the present invention, there is provided a method for manufacturing a semiconductor device using a film-like adhesive or an adhesive sheet.
以下、図面を適宜参照しながら、本発明の実施形態について説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。以下の実施形態において、その構成要素(ステップ等も含む)は、特に明示した場合を除き、必須ではない。各図における構成要素の大きさは概念的なものであり、構成要素間の大きさの相対的な関係は各図に示されたものに限定されない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings as appropriate. However, the present invention is not limited to the following embodiments. In the following embodiments, the components (including steps and the like) are not essential unless otherwise specified. The sizes of the components in each figure are conceptual, and the relative size relationships between the components are not limited to those shown in each figure.
本明細書における数値及びその範囲についても同様であり、本発明を制限するものではない。本明細書において「~」を用いて示された数値範囲は、「~」の前後に記載される数値をそれぞれ最小値及び最大値として含む範囲を示す。本明細書中に段階的に記載されている数値範囲において、一つの数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。また、本明細書中に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。 The same applies to the numerical values and the range thereof in the present specification, and does not limit the present invention. In the present specification, the numerical range indicated by using "-" indicates a range including the numerical values before and after "-" as the minimum value and the maximum value, respectively. In the numerical range described stepwise in the present specification, the upper limit value or the lower limit value described in one numerical range may be replaced with the upper limit value or the lower limit value of another numerical range described stepwise. good. Further, in the numerical range described in the present specification, the upper limit value or the lower limit value of the numerical range may be replaced with the value shown in the examples.
本明細書において、(メタ)アクリレートは、アクリレート又はそれに対応するメタクリレートを意味する。(メタ)アクリロイル基、(メタ)アクリル共重合体等の他の類似表現についても同様である。 As used herein, (meth) acrylate means acrylate or the corresponding methacrylate. The same applies to other similar expressions such as (meth) acryloyl group and (meth) acrylic copolymer.
一実施形態に係るフィルム状接着剤は、半導体素子と半導体素子を搭載する支持部材とを接着するためのフィルム状接着剤であって、(A)エポキシ当量が140~220g/eqであるエポキシ樹脂(以下、「特定のエポキシ樹脂」という場合がある。)と、(B)水酸基当量が90~130g/eqであるフェノール樹脂(以下、「特定のフェノール樹脂」という場合がある。)と、(C)熱可塑性樹脂と、を含有する。熱可塑性樹脂の含有量は、フィルム状接着剤全量を基準として、55~75質量%である。 The film-like adhesive according to one embodiment is a film-like adhesive for adhering a semiconductor element and a support member on which the semiconductor element is mounted, and (A) an epoxy resin having an epoxy equivalent of 140 to 220 g / eq. (Hereinafter, it may be referred to as "specific epoxy resin"), (B) a phenol resin having a hydroxyl group equivalent of 90 to 130 g / eq (hereinafter, may be referred to as "specific phenol resin"), and (. C) Contains an epoxy resin. The content of the thermoplastic resin is 55 to 75% by mass based on the total amount of the film-like adhesive.
フィルム状接着剤は、(A)特定のエポキシ樹脂と、(B)特定のフェノール樹脂と、(C)熱可塑性樹脂と、を含有する接着剤組成物を、フィルム状に成形することによって得ることができる。フィルム状接着剤及び接着剤組成物は、半硬化(Bステージ)状態を経て、硬化処理後に完全硬化(Cステージ)状態となり得るものであってよい。 The film-shaped adhesive can be obtained by molding an adhesive composition containing (A) a specific epoxy resin, (B) a specific phenol resin, and (C) a thermoplastic resin into a film shape. Can be done. The film-like adhesive and the adhesive composition may be in a semi-cured (B stage) state and may be in a completely cured (C stage) state after the curing treatment.
(A)成分:エポキシ当量が140~220g/eqであるエポキシ樹脂
(A)成分は、エポキシ当量が140~220g/eqであって、分子内にエポキシ基を有するものであれば、特に制限なく用いることができる。このような(A)成分としては、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールFノボラック型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、トリアジン骨格含有エポキシ樹脂、フルオレン骨格含有エポキシ樹脂、トリフェノールフェノールメタン型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、キシリレン型エポキシ樹脂、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、多官能フェノール類、アントラセン等の多環芳香族類のジグリシジルエーテル化合物などが挙げられる。これらは、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの中でも、(A)成分は、フィルムのタック性、柔軟性などの観点から、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、又はビスフェノールA型エポキシ樹脂であってもよい。
Component (A): Epoxy resin having an epoxy equivalent of 140 to 220 g / eq The component (A) is not particularly limited as long as it has an epoxy equivalent of 140 to 220 g / eq and has an epoxy group in the molecule. Can be used. Examples of such component (A) include bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, bisphenol S type epoxy resin, phenol novolac type epoxy resin, cresol novolac type epoxy resin, bisphenol A novolak type epoxy resin, and bisphenol. F novolak type epoxy resin, stillben type epoxy resin, triazine skeleton-containing epoxy resin, fluorene skeleton-containing epoxy resin, triphenolphenol methane type epoxy resin, biphenyl type epoxy resin, xylylene type epoxy resin, biphenyl aralkyl type epoxy resin, naphthalene type epoxy Examples thereof include resins, polyfunctional phenols, polycyclic aromatic diglycidyl ether compounds such as anthracene, and the like. These may be used individually by 1 type or in combination of 2 or more type. Among these, the component (A) may be a cresol novolac type epoxy resin, a phenol novolac type epoxy resin, a bisphenol F type epoxy resin, or a bisphenol A type epoxy resin from the viewpoint of film tackiness, flexibility, and the like. good.
エポキシ樹脂のエポキシ当量は、140~220g/eqである。エポキシ樹脂のエポキシ当量は、145~215g/eq又は150~210g/eqであってもよい。エポキシ樹脂のエポキシ当量がこのような範囲にあると、特定のフェノール樹脂と組み合わせたときに、得られるフィルム状接着剤の硬化物の架橋密度を高くできる傾向にある。 The epoxy equivalent of the epoxy resin is 140 to 220 g / eq. The epoxy equivalent of the epoxy resin may be 145 to 215 g / eq or 150 to 210 g / eq. When the epoxy equivalent of the epoxy resin is in such a range, the crosslink density of the cured product of the obtained film-like adhesive tends to be increased when combined with a specific phenol resin.
(B)成分:水酸基当量が90~130g/eqであるフェノール樹脂
(B)成分は、エポキシ樹脂の硬化剤となり得るものである。(B)成分は、水酸基当量が90~130g/eqであって、分子内にフェノール性水酸基を有するものであれば特に制限なく用いることができる。このような(B)成分としては、例えば、フェノール、クレゾール、レゾルシン、カテコール、ビスフェノールA、ビスフェノールF、フェニルフェノール、アミノフェノール等のフェノール類及び/又はα-ナフトール、β-ナフトール、ジヒドロキシナフタレン等のナフトール類とホルムアルデヒド等のアルデヒド基を有する化合物とを酸性触媒下で縮合又は共縮合させて得られるノボラック型フェノール樹脂などが挙げられる。これらは、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの中でも、(B)成分は、フェノールノボラック型フェノール樹脂又はナフトールアラルキル樹脂であってもよい。
Component (B): Phenol resin having a hydroxyl group equivalent of 90 to 130 g / eq The component (B) can be a curing agent for an epoxy resin. The component (B) can be used without particular limitation as long as it has a hydroxyl group equivalent of 90 to 130 g / eq and has a phenolic hydroxyl group in the molecule. Examples of such component (B) include phenols such as phenol, cresol, resorcin, catechol, bisphenol A, bisphenol F, phenylphenol and aminophenol, and / or α-naphthol, β-naphthol, dihydroxynaphthalene and the like. Examples thereof include a novolak-type phenol resin obtained by condensing or co-condensing naphthols and a compound having an aldehyde group such as formaldehyde under an acidic catalyst. These may be used individually by 1 type or in combination of 2 or more type. Among these, the component (B) may be a phenol novolac type phenol resin or a naphthol aralkyl resin.
フェノール樹脂の水酸基当量は、90~130g/eqである。フェノール樹脂の水酸基当量は、95~125g/eq又は100~120g/eqであってもよい。フェノール樹脂の水酸基当量が70g/eq以上であると、特定のエポキシ樹脂と組み合わせたときに、得られるフィルム状接着剤の硬化物の架橋密度を高くできる傾向にある。 The hydroxyl group equivalent of the phenol resin is 90 to 130 g / eq. The hydroxyl group equivalent of the phenol resin may be 95 to 125 g / eq or 100 to 120 g / eq. When the hydroxyl equivalent of the phenol resin is 70 g / eq or more, the crosslink density of the cured product of the obtained film-like adhesive tends to be increased when combined with a specific epoxy resin.
(A)成分のエポキシ当量と(B)成分の水酸基当量との比((A)成分のエポキシ当量/(B)成分の水酸基当量)は、硬化性の観点から、0.30/0.70~0.70/0.30、0.35/0.65~0.65/0.35、0.40/0.60~0.60/0.40、又は0.45/0.55~0.55/0.45であってよい。当該当量比が0.30/0.70以上であると、より充分な硬化性が得られる傾向にある。当該当量比が0.70/0.30以下であると、粘度が高くなり過ぎることを防ぐことができ、より充分な流動性を得ることができる。 The ratio of the epoxy equivalent of the component (A) to the hydroxyl equivalent of the component (B) (the epoxy equivalent of the component (A) / the hydroxyl equivalent of the component (B)) is 0.30 / 0.70 from the viewpoint of curability. ~ 0.70 / 0.30, 0.35 / 0.65 ~ 0.65 / 0.35, 0.40 / 0.60 ~ 0.60 / 0.40, or 0.45 / 0.55 ~ It may be 0.55 / 0.45. When the equivalent amount ratio is 0.30 / 0.70 or more, more sufficient curability tends to be obtained. When the equivalent equivalent ratio is 0.70 / 0.30 or less, it is possible to prevent the viscosity from becoming too high, and it is possible to obtain more sufficient fluidity.
(A)成分及び(B)成分の合計の含有量は、フィルム状接着剤全量を基準として、5~45質量%、10~40質量%、又は15~30質量%であってよい。(A)成分及び(B)成分の合計の含有量が、フィルム状接着剤全量を基準として、5質量%以上であると、架橋によって弾性率が向上する傾向にある。(A)成分及び(B)成分の合計の含有量がフィルム状接着剤全量を基準として、45質量%以下であると、フィルム取扱い性を維持できる傾向にある。 The total content of the component (A) and the component (B) may be 5 to 45% by mass, 10 to 40% by mass, or 15 to 30% by mass based on the total amount of the film-like adhesive. When the total content of the component (A) and the component (B) is 5% by mass or more based on the total amount of the film-like adhesive, the elastic modulus tends to be improved by crosslinking. When the total content of the component (A) and the component (B) is 45% by mass or less based on the total amount of the film-like adhesive, the film handleability tends to be maintained.
(C)成分:熱可塑性樹脂
(C)成分としては、例えば、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂、ブタジエン樹脂;及びこれらの変性体等が挙げられる。これらは、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。(C)成分は、イオン性不純物が少なく、耐熱性が高く、半導体素子の信頼性を確保できる観点から、アクリル樹脂であってよい。ここで、アクリル樹脂は、(メタ)アクリル酸エステルに由来する構成単位を有するポリマーを意味する。アクリル樹脂は、エポキシ基、アルコール性又はフェノール性水酸基、カルボキシル基等の架橋性官能基を有する(メタ)アクリル酸エステルに由来する構成単位を含むものであってよい。
Component (C): Thermoplastic resin Examples of the component (C) include acrylic resin, polyester resin, polyamide resin, polyimide resin, silicone resin, butadiene resin; and modified products thereof. These may be used individually by 1 type or in combination of 2 or more type. The component (C) may be an acrylic resin from the viewpoint of having few ionic impurities, high heat resistance, and ensuring the reliability of the semiconductor element. Here, the acrylic resin means a polymer having a structural unit derived from a (meth) acrylic acid ester. The acrylic resin may contain a structural unit derived from a (meth) acrylic acid ester having a crosslinkable functional group such as an epoxy group, an alcoholic or phenolic hydroxyl group, or a carboxyl group.
アクリル樹脂は、(メタ)アクリル酸エステルに由来する構成単位を主成分として有するアクリルゴムであってよい。アクリルゴムにおける(メタ)アクリル酸エステルに由来する構成単位の含有量は、構成単位全量を基準として、例えば、70質量%以上、80質量%以上、又は90質量%以上であってよい。アクリルゴムは、エポキシ基、アルコール性又はフェノール性水酸基、カルボキシル基等の架橋性官能基を有する(メタ)アクリル酸エステルに由来する構成単位を含むものであってよい。 The acrylic resin may be an acrylic rubber having a structural unit derived from (meth) acrylic acid ester as a main component. The content of the structural unit derived from the (meth) acrylic acid ester in the acrylic rubber may be, for example, 70% by mass or more, 80% by mass or more, or 90% by mass or more based on the total amount of the structural unit. The acrylic rubber may contain a structural unit derived from a (meth) acrylic acid ester having a crosslinkable functional group such as an epoxy group, an alcoholic or phenolic hydroxyl group, or a carboxyl group.
アクリル樹脂は、接着剤内の銅イオンの移動をよりに抑制することが可能であり、埋込性にもより優れることから、ニトリル基を含まないアクリル樹脂(すなわち、アクリルニトリルに由来する構成単位を含まないアクリル樹脂)であってよい。 Acrylic resin can further suppress the movement of copper ions in the adhesive and is more excellent in embedding property. Therefore, acrylic resin containing no nitrile group (that is, a structural unit derived from acrylonitrile) It may be an acrylic resin that does not contain.
アクリル樹脂の赤外吸収スペクトルにおいて、カルボニル基の伸縮振動に由来する吸収ピークの高さをPCO、ニトリル基の伸縮振動に由来するピークの高さをPCNとしたとき、PCO及びPCNが下記式(1)の条件を満たしていてもよい。
PCN/PCO<0.070 (1)
In the infrared absorption spectrum of the acrylic resin, when the height of the absorption peak derived from the expansion and contraction vibration of the carbonyl group is PCO and the height of the peak derived from the expansion and contraction vibration of the nitrile group is PCN , PCO and PCN are assumed. May satisfy the condition of the following formula (1).
P CN / P CO <0.070 (1)
ここで、カルボニル基は主に構成単位である(メタ)アクリル酸エステルに由来するものであり、ニトリル基は主に構成単位であるアクリルニトリルに由来するものである。なお、カルボニル基の伸縮振動に由来する吸収ピークの高さ(PCO)及びニトリル基の伸縮振動に由来するピークの高さ(PCN)は、実施例で定義されるものを意味する。 Here, the carbonyl group is mainly derived from the (meth) acrylic acid ester which is a constituent unit, and the nitrile group is mainly derived from acrylic nitrile which is a constituent unit. The height of the absorption peak derived from the expansion and contraction vibration of the carbonyl group ( PCO ) and the height of the peak derived from the expansion and contraction vibration of the nitrile group ( PCN ) mean those defined in Examples.
PCN/PCOが小さいことは、アクリル樹脂において、アクリルニトリルに由来する構成単位が少ないことを意味する。そのため、アクリルニトリルに由来する構成単位を含まないアクリル樹脂は、理論上、式(1)の条件を満たし得る。 A small PCN / PCO means that the acrylic resin has a small number of constituent units derived from acrylonitrile. Therefore, an acrylic resin containing no structural unit derived from acrylonitrile can theoretically satisfy the condition of the formula (1).
PCN/PCOは、0.070未満であり、0.065以下、0.060以下、0.055以下、0.050以下、0.040以下、0.030以下、0.020以下、又は0.010以下であってよい。PCN/PCOが0.070未満であると、接着剤内の銅イオンの移動(透過)を充分に抑制することが可能となり得る。また、PCN/PCOの値が小さくなるにつれて、接着剤内の銅イオンの移動(透過)をより充分に抑制することができる。また、PCN/PCOの値が小さくなるにつれて、アクリル樹脂の凝集力が低下するため、埋込性もより優れる傾向にある。 PCN / PCO is less than 0.070, 0.065 or less, 0.060 or less, 0.055 or less, 0.050 or less, 0.040 or less, 0.030 or less, 0.020 or less, or It may be 0.010 or less. When PCN / PCO is less than 0.070 , it may be possible to sufficiently suppress the movement (permeation) of copper ions in the adhesive. Further, as the value of PCN / PCO becomes smaller, the movement (permeation) of copper ions in the adhesive can be more sufficiently suppressed. Further, as the value of PCN / PCO decreases, the cohesive force of the acrylic resin decreases, so that the implantability tends to be more excellent.
(C)成分のガラス転移温度(Tg)は、-50~50℃又は-30~30℃であってよい。(C)成分のTgが-50℃以上であると、接着剤の柔軟性が高くなり過ぎることを防ぐことができる傾向にある。これにより、ウェハダイシング時にフィルム状接着剤を切断し易くなり、バリの発生を防ぐことが可能となる。(C)成分のTgが50℃以下であると、接着剤の柔軟性の低下を抑制できる傾向にある。これによって、フィルム状接着剤をウェハに貼り付ける際に、ボイドを充分に埋め込み易くなる傾向にある。また、ウェハの密着性の低下によるダイシング時のチッピングを防ぐことが可能となる。ここで、ガラス転移温度(Tg)は、DSC(熱示差走査熱量計)(例えば、株式会社リガク製、Thermo Plus 2)を用いて測定した値を意味する。
The glass transition temperature (Tg) of the component (C) may be −50 to 50 ° C. or −30 to 30 ° C. When the Tg of the component (C) is −50 ° C. or higher, it tends to be possible to prevent the adhesive from becoming too flexible. This makes it easier to cut the film-like adhesive during wafer dicing and prevents the occurrence of burrs. When the Tg of the component (C) is 50 ° C. or lower, the decrease in the flexibility of the adhesive tends to be suppressed. This tends to sufficiently facilitate the embedding of voids when the film-like adhesive is attached to the wafer. In addition, it is possible to prevent chipping during dicing due to a decrease in the adhesion of the wafer. Here, the glass transition temperature (Tg) means a value measured using a DSC (heat differential scanning calorimeter) (for example,
(C)成分の重量平均分子量(Mw)は、10万~300万又は20万~200万であってよい。(C)成分のMwがこのような範囲にあると、フィルム形成性、フィルム状における強度、可撓性、タック性等を適切に制御することができるとともに、リフロー性に優れ、埋め込み性を向上することができる。ここで、Mwは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)で測定し、標準ポリスチレンによる検量線を用いて換算した値を意味する。 The weight average molecular weight (Mw) of the component (C) may be 100,000 to 3 million or 200,000 to 2 million. When the Mw of the component (C) is in such a range, the film formability, the strength in the film form, the flexibility, the tackiness and the like can be appropriately controlled, and the reflowability is excellent and the embedding property is improved. can do. Here, Mw means a value measured by gel permeation chromatography (GPC) and converted using a calibration curve made of standard polystyrene.
(C)成分(アクリルゴム)の市販品としては、例えば、SG-P3、SG-80H、HTR-860P-3CSP(いずれもナガセケムテックス株式会社製)が挙げられる。アクリルニトリルに由来する構成単位を含まない(C)成分(アクリルゴム)の市販品としては、例えば、KH-CT-865(日立化成株式会社製)等が挙げられる。 Examples of commercially available products of the component (C) component (acrylic rubber) include SG-P3, SG-80H, and HTR-860P-3CSP (all manufactured by Nagase ChemteX Corporation). Examples of commercially available products of the component (C) (acrylic rubber) containing no structural unit derived from acrylonitrile include KH-CT-865 (manufactured by Hitachi Kasei Co., Ltd.).
(C)成分の含有量は、フィルム状接着剤全量を基準として、55~75質量%であり、57質量%以上又は60質量%以上であってよく、73質量%以下又は70質量%以下であってよい。(C)成分の含有量が、フィルム状接着剤全量を基準として、55質量%以上であると、熱履歴が加わった後の埋め込み性が向上する傾向にある。(C)成分の含有量が、フィルム状接着剤全量を基準として、75質量%以下であると、充分な接着性が確保できる傾向にある。 The content of the component (C) is 55 to 75% by mass, 57% by mass or more or 60% by mass or more, and 73% by mass or less or 70% by mass or less, based on the total amount of the film-like adhesive. It may be there. When the content of the component (C) is 55% by mass or more based on the total amount of the film-like adhesive, the embedding property after the heat history is added tends to be improved. When the content of the component (C) is 75% by mass or less based on the total amount of the film-like adhesive, sufficient adhesiveness tends to be ensured.
(D)成分:無機フィラー
フィルム状接着剤は、(D)無機フィラーをさらに含有していてもよい。(D)成分としては、例えば、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、ホウ酸アルミウィスカ、窒化ホウ素、シリカ等が挙げられる。これらは、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。これらは、シランカップリング剤等の表面処理剤で表面処理されていてもよい。これらの中でも、(D)成分は、溶融粘度の調整の観点から、シリカであってもよい。(D)成分の形状は、特に制限されないが、球状であってよい。
Component (D): Inorganic filler The film-like adhesive may further contain (D) an inorganic filler. Examples of the component (D) include aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, calcium carbonate, magnesium carbonate, calcium silicate, magnesium silicate, calcium oxide, magnesium oxide, aluminum oxide, aluminum nitride, aluminum borate whisker, and boron nitride. , Silica and the like. These may be used individually by 1 type or in combination of 2 or more type. These may be surface-treated with a surface treatment agent such as a silane coupling agent. Among these, the component (D) may be silica from the viewpoint of adjusting the melt viscosity. The shape of the component (D) is not particularly limited, but may be spherical.
(D)成分の平均粒径は、流動性の観点から、0.01~1μm、0.01~0.08μm、又は0.03~0.06μmであってよい。ここで、平均粒径は、BET比表面積から換算することによって求められる値を意味する。 The average particle size of the component (D) may be 0.01 to 1 μm, 0.01 to 0.08 μm, or 0.03 to 0.06 μm from the viewpoint of fluidity. Here, the average particle size means a value obtained by converting from the BET specific surface area.
(D)成分の含有量は、フィルム状接着剤全量を基準として、0.1~50質量%、0.1~30質量%、又は0.1~20質量%であってよい。 The content of the component (D) may be 0.1 to 50% by mass, 0.1 to 30% by mass, or 0.1 to 20% by mass based on the total amount of the film-like adhesive.
フィルム状接着剤(接着剤組成物)は、(E)カップリング剤、(F)硬化促進剤等をさらに含有していてもよい。 The film-like adhesive (adhesive composition) may further contain (E) a coupling agent, (F) a curing accelerator, and the like.
(E)成分:カップリング剤
(E)成分は、シランカップリング剤であってよい。シランカップリング剤としては、例えば、γ-ウレイドプロピルトリエトキシシラン、γ-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3-フェニルアミノプロピルトリメトキシシラン、3-(2-アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。これらは、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。
Component (E): Coupling agent The component (E) may be a silane coupling agent. Examples of the silane coupling agent include γ-ureidopropyltriethoxysilane, γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-phenylaminopropyltrimethoxysilane, 3- (2-aminoethyl) aminopropyltrimethoxysilane, and the like. Be done. These may be used individually by 1 type or in combination of 2 or more type.
(F)成分:硬化促進剤
(F)成分は、特に限定されず、一般に使用されるものを用いることができる。(F)成分としては、例えば、イミダゾール類及びその誘導体、有機リン系化合物、第二級アミン類、第三級アミン類、第四級アンモニウム塩等が挙げられる。これらは、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの中でも、反応性の観点から、(F)成分は、イミダゾール類及びその誘導体であってもよい。
Component (F): Curing accelerator The component (F) is not particularly limited, and generally used components can be used. Examples of the component (F) include imidazoles and derivatives thereof, organic phosphorus compounds, secondary amines, tertiary amines, quaternary ammonium salts and the like. These may be used individually by 1 type or in combination of 2 or more type. Among these, from the viewpoint of reactivity, the component (F) may be imidazoles and derivatives thereof.
イミダゾール類としては、例えば、2-メチルイミダゾール、1-ベンジル-2-メチルイミダゾール、1-シアノエチル-2-フェニルイミダゾール、1-シアノエチル-2-メチルイミダゾール等が挙げられる。これらは、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。 Examples of the imidazoles include 2-methylimidazole, 1-benzyl-2-methylimidazole, 1-cyanoethyl-2-phenylimidazole, 1-cyanoethyl-2-methylimidazole and the like. These may be used individually by 1 type or in combination of 2 or more type.
フィルム状接着剤(接着剤組成物)は、その他の成分をさらに含有していてもよい。その他の成分としては、例えば、顔料、イオン補捉剤、酸化防止剤等が挙げられる。 The film-like adhesive (adhesive composition) may further contain other components. Examples of other components include pigments, ion trapping agents, antioxidants and the like.
(E)成分、(F)成分、及びその他の成分の含有量は、フィルム状接着剤全量を基準として、0~30質量%であってよい。 The content of the component (E), the component (F), and other components may be 0 to 30% by mass based on the total amount of the film-like adhesive.
図1は、フィルム状接着剤の一実施形態を示す模式断面図である。図1に示すフィルム状接着剤1(接着フィルム)は、接着剤組成物をフィルム状に成形したものである。フィルム状接着剤1は、半硬化(Bステージ)状態であってよい。このようなフィルム状接着剤1は、接着剤組成物を支持フィルムに塗布することによって形成することができる。接着剤組成物のワニス(接着剤ワニス)を用いる場合は、(A)成分及び(B)成分、並びに必要に応じて添加される他の成分を溶剤中で混合し、混合液を混合又は混練して接着剤ワニスを調製し、接着剤ワニスを支持フィルムに塗布し、溶剤を加熱乾燥して除去することによってフィルム状接着剤1を形成することができる。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an embodiment of a film-like adhesive. The film-like adhesive 1 (adhesive film) shown in FIG. 1 is a film-shaped adhesive composition. The film-
支持フィルムは、上記の加熱乾燥に耐えるものであれば特に限定されないが、例えば、ポリエステルフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリイミドフィルム、ポリエーテルイミドフィルム、ポリエーテルナフタレートフィルム、ポリメチルペンテンフィルム等であってよい。基材2は、2種以上を組み合わせた多層フィルムであってもよく、表面がシリコーン系、シリカ系等の離型剤などで処理されたものであってもよい。支持フィルムの厚みは、例えば、60~200μm又は70~170μmであってよい。
The support film is not particularly limited as long as it can withstand the above-mentioned heat drying, and for example, polyester film, polypropylene film, polyethylene terephthalate film, polyimide film, polyetherimide film, polyethernaphthalate film, polymethylpentene film and the like. May be. The
混合又は混練は、通常の撹拌機、らいかい機、三本ロール、ボールミル等の分散機を用い、これらを適宜組み合わせて行うことができる。 Mixing or kneading can be performed by using a disperser such as a normal stirrer, a raft machine, a three-roll machine, or a ball mill, and combining these as appropriate.
接着剤ワニスの調製に用いられる溶剤は、各成分を均一に溶解、混練または分散できるものであれば制限はなく、従来公知のものを使用することができる。このような溶剤としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶媒、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、Nメチルピロリドン、トルエン、キシレン等が挙げられる。溶剤は、乾燥速度が速く、価格が安い点でメチルエチルケトン、シクロヘキサノン等であってよい。 The solvent used for preparing the adhesive varnish is not limited as long as it can uniformly dissolve, knead or disperse each component, and conventionally known solvents can be used. Examples of such a solvent include ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone and cyclohexanone, dimethylformamide, dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone, toluene, xylene and the like. The solvent may be methyl ethyl ketone, cyclohexanone or the like in that the drying speed is fast and the price is low.
接着剤ワニスを基材フィルムに塗布する方法としては、公知の方法を用いることができ、例えば、ナイフコート法、ロールコート法、スプレーコート法、グラビアコート法、バーコート法、カーテンコート法等が挙げられる。加熱乾燥の条件は、使用した溶剤が充分に揮散する条件であれば特に制限はないが、50~150℃で、1~30分間加熱して行うことができる。 As a method of applying the adhesive varnish to the base film, a known method can be used, and for example, a knife coating method, a roll coating method, a spray coating method, a gravure coating method, a bar coating method, a curtain coating method and the like can be used. Can be mentioned. The conditions for heating and drying are not particularly limited as long as the solvent used is sufficiently volatilized, but the heating can be performed at 50 to 150 ° C. for 1 to 30 minutes.
フィルム状接着剤の厚みは、50μm以下であってよい。フィルム状接着剤の厚みが50μm以下であると、半導体素子と半導体素子を搭載する支持部材との距離が近くなるため、銅イオンによる不具合が発生し易くなる傾向にある。本実施形態に係るフィルム状接着剤は、接着剤内の銅イオンの移動(透過)を充分に抑制することが可能であることから、その厚みを50μm以下とすることが可能となる。フィルム状接着剤1の厚みは、40μm以下、30μm以下、20μm以下、又は15μm以下であってもよい。フィルム状接着剤1の厚みの下限は、特に制限されないが、例えば、1μm以上とすることができる。
The thickness of the film-like adhesive may be 50 μm or less. When the thickness of the film-like adhesive is 50 μm or less, the distance between the semiconductor element and the support member on which the semiconductor element is mounted becomes short, so that defects due to copper ions tend to occur easily. Since the film-shaped adhesive according to the present embodiment can sufficiently suppress the movement (permeation) of copper ions in the adhesive, the thickness thereof can be reduced to 50 μm or less. The thickness of the film-
図2は、接着シートの一実施形態を示す模式断面図である。図2に示す接着シート100は、基材2と、基材2上に設けられたフィルム状接着剤1と、を備える。図3は、接着シートの他の一実施形態を示す模式断面図である。図3に示す接着シート110は、基材2と、基材2上に設けられたフィルム状接着剤1と、フィルム状接着剤1の基材2とは反対側の面に設けられたカバーフィルム3と、を備える。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing an embodiment of the adhesive sheet. The
基材2は、特に制限されないが、基材フィルムであってよい。基材フィルムは、上述の支持フィルムと同様のものであってよい。
The
カバーフィルム3は、フィルム状接着剤の損傷又は汚染を防ぐために用いられ、例えば、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、表面はく離剤処理フィルム等であってよい。カバーフィルム3の厚みは、例えば、15~200μm又は70~170μmであってよい。
The
接着シート100、110は、上述のフィルム状接着剤を形成する方法と同様に、接着剤組成物を基材フィルムに塗布することによって形成することができる。接着剤組成物を基材2に塗布する方法は、上述の接着剤組成物を支持フィルムに塗布する方法と同様であってよい。
The
接着シート110は、さらにフィルム状接着剤1にカバーフィルム3を積層させることによって得ることができる。
The
接着シート100、110は、予め作製したフィルム状接着剤を用いて形成してもよい。この場合、接着シート100は、ロールラミネーター、真空ラミネーター等を用いて所定条件(例えば、室温(20℃)又は加熱状態)でラミネートすることによって形成することができる。接着シート100は、連続的に製造ができ、効率に優れることから、加熱状態でロールラミネーターを用いて形成してもよい。
The
接着シートの他の実施形態は、基材2がダイシングテープであるダイシング・ダイボンディング一体型接着シートである。ダイシング・ダイボンディング一体型接着シートを用いると、半導体ウェハへのラミネート工程が1回となることから、作業の効率化が可能である。
Another embodiment of the adhesive sheet is a dicing-die bonding integrated adhesive sheet in which the
ダイシングテープとしては、例えば、ポリテトラフルオロエチレンフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリメチルペンテンフィルム、ポリイミドフィルム等のプラスチックフィルムなどが挙げられる。また、ダイシングテープは、必要に応じて、プライマー塗布、UV処理、コロナ放電処理、研磨処理、エッチング処理等の表面処理が行われていてもよい。ダイシングテープは、粘着性を有するものであってもよい。このようなダイシングテープは、上述のプラスチックフィルムに粘着性を付与したものであってよく、上述のプラスチックフィルムの片面に粘着剤層を設けたものであってよい。粘着剤層は、感圧型又は放射線硬化型のいずれであってもよく、ダイシング時には半導体素子が飛散しない充分な粘着力を有し、その後の半導体素子のピックアップ工程においては半導体素子を傷つけない程度の低い粘着力を有するものであれば特に制限されず、従来公知のものを使用することができる。 Examples of the dicing tape include plastic films such as polytetrafluoroethylene film, polyethylene terephthalate film, polyethylene film, polypropylene film, polymethylpentene film, and polyimide film. Further, the dicing tape may be subjected to surface treatment such as primer coating, UV treatment, corona discharge treatment, polishing treatment, and etching treatment, if necessary. The dicing tape may be adhesive. Such a dicing tape may be one in which adhesiveness is imparted to the above-mentioned plastic film, and may be one in which an adhesive layer is provided on one side of the above-mentioned plastic film. The pressure-sensitive adhesive layer may be either a pressure-sensitive type or a radiation-curable type, has sufficient adhesive strength so that the semiconductor element does not scatter during dicing, and does not damage the semiconductor element in the subsequent pickup process of the semiconductor element. As long as it has a low adhesive strength, it is not particularly limited, and conventionally known ones can be used.
ダイシングテープの厚みは、経済性及びフィルムの取扱い性の観点から、60~150μm又は70~130μmであってよい。 The thickness of the dicing tape may be 60 to 150 μm or 70 to 130 μm from the viewpoint of economy and handleability of the film.
このようなダイシング・ダイボンディング一体型接着シートとしては、例えば、図4に示される構成を有するもの、図5に示される構成を有するもの等が挙げられる。図4は、接着シートの他の一実施形態を示す模式断面図である。図5は、接着シートの他の一実施形態を示す模式断面図である。図4に示す接着シート120は、ダイシングテープ7、粘着剤層6、及びフィルム状接着剤1をこの順に備える。図5に示す接着シート130は、ダイシングテープ7と、ダイシングテープ7上に設けられたフィルム状接着剤1と、を備える。
Examples of such a dicing / die bonding integrated adhesive sheet include those having the configuration shown in FIG. 4, those having the configuration shown in FIG. 5, and the like. FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing another embodiment of the adhesive sheet. FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing another embodiment of the adhesive sheet. The
接着シート120は、例えば、ダイシングテープ7上に粘着剤層6を設け、さらに粘着剤層6上にフィルム状接着剤1を積層させることによって得ることができる。接着シート130は、例えば、ダイシングテープ7とフィルム状接着剤1とを貼り合わせることによって得ることができる。
The
フィルム状接着剤及び接着シートは、半導体装置の製造に用いられるものであってよく、半導体ウェハ又はすでに小片化されている半導体素子(半導体チップ)に、フィルム状接着剤及びダイシングテープを0℃~90℃で貼り合わせた後、回転刃、レーザー又は伸張による分断でフィルム状接着剤付き半導体素子を得た後、当該フィルム状接着剤付き半導体素子を、有機基板、リードフレーム、又は他の半導体素子上に接着する工程を含む半導体装置の製造に用いられるものであってよい。 The film-like adhesive and the adhesive sheet may be used for manufacturing a semiconductor device, and a film-like adhesive and a dicing tape are applied to a semiconductor wafer or a semiconductor element (semiconductor chip) that has already been fragmented from 0 ° C. to 0 ° C. After bonding at 90 ° C., a semiconductor device with a film-like adhesive is obtained by splitting with a rotary blade, a laser or stretching, and then the semiconductor device with the film-like adhesive is used as an organic substrate, a lead frame, or another semiconductor device. It may be used in the manufacture of a semiconductor device including a step of adhering on top.
半導体ウェハとしては、例えば、単結晶シリコン、多結晶シリコン、各種セラミック、ガリウムヒ素等の化合物半導体などが挙げられる。 Examples of the semiconductor wafer include single crystal silicon, polycrystalline silicon, various ceramics, compound semiconductors such as gallium arsenide, and the like.
フィルム状接着剤及び接着シートは、IC、LSI等の半導体素子と、42アロイリードフレーム、銅リードフレーム等のリードフレーム;ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂等のプラスチックフィルム;ガラス不織布等基材にポリイミド樹脂、エポキシ樹脂等のプラスチックを含浸、硬化させたもの;アルミナ等のセラミックス等の半導体搭載用支持部材などと、を貼り合せるためのダイボンディング用接着剤として用いることができる。 The film-like adhesive and adhesive sheet include semiconductor elements such as ICs and LSIs, lead frames such as 42 alloy lead frames and copper lead frames; plastic films such as polyimide resin and epoxy resin; and polyimide resins on a base material such as glass non-woven fabric. It can be used as a die bonding adhesive for bonding a plastic such as an epoxy resin impregnated and cured; a support member for mounting a semiconductor such as ceramics such as alumina.
フィルム状接着剤及び接着シートは、複数の半導体素子を積み重ねた構造のStacked-PKGにおいて、半導体素子と半導体素子とを接着するための接着剤としても好適に用いられる。この場合、一方の半導体素子が、半導体素子を搭載する支持部材となる。 The film-like adhesive and the adhesive sheet are also suitably used as an adhesive for adhering a semiconductor element to a semiconductor element in a Stacked-PKG having a structure in which a plurality of semiconductor elements are stacked. In this case, one of the semiconductor elements becomes a support member on which the semiconductor element is mounted.
フィルム状接着剤及び接着シートは、例えば、フリップチップ型半導体装置の半導体素子の裏面を保護する保護シート、フリップチップ型半導体装置の半導体素子の表面と被着体との間を封止するための封止シート等としても用いることできる。 The film-like adhesive and the adhesive sheet are, for example, a protective sheet for protecting the back surface of the semiconductor element of the flip-chip type semiconductor device, and for sealing between the surface of the semiconductor element of the flip-chip type semiconductor device and the adherend. It can also be used as a sealing sheet or the like.
フィルム状接着剤を用いて製造された半導体装置について、図面を用いて具体的に説明する。なお、近年は様々な構造の半導体装置が提案されており、本実施形態に係るフィルム状接着剤の用途は、以下に説明する構造の半導体装置に限定されるものではない。 A semiconductor device manufactured by using a film-like adhesive will be specifically described with reference to the drawings. In recent years, semiconductor devices having various structures have been proposed, and the use of the film-like adhesive according to the present embodiment is not limited to the semiconductor devices having the structures described below.
図6は、半導体装置の一実施形態を示す模式断面図である。図6に示す半導体装置200は、半導体素子9と、半導体素子9を搭載する支持部材10と、半導体素子9及び支持部材10間に設けられ、半導体素子9と支持部材10とを接着する接着部材(フィルム状接着剤の硬化物1c)と、を備える。半導体素子9の接続端子(図示せず)はワイヤ11を介して外部接続端子(図示せず)と電気的に接続され、封止材12によって封止されている。
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing an embodiment of a semiconductor device. The
図7は、半導体装置の他の一実施形態を示す模式断面図である。図7に示す半導体装置210において、一段目の半導体素子9aは、接着部材(フィルム状接着剤の硬化物1c)によって、端子13が形成された支持部材10に接着され、一段目の半導体素子9a上にさらに接着部材(フィルム状接着剤の硬化物1c)によって二段目の半導体素子9bが接着されている。一段目の半導体素子9a及び二段目の半導体素子9bの接続端子(図示せず)は、ワイヤ11を介して外部接続端子と電気的に接続され、封止材12によって封止されている。このように、本実施形態に係るフィルム状接着剤は、半導体素子を複数重ねる構造の半導体装置にも好適に使用できる。
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing another embodiment of the semiconductor device. In the
図6及び図7に示す半導体装置(半導体パッケージ)は、例えば、半導体素子と支持部材との間又は半導体素子と半導体素子との間にフィルム状接着剤を介在させ、これらを加熱圧着して両者を接着させ、その後、必要に応じてワイヤーボンディング工程、封止材による封止工程、はんだによるリフローを含む加熱溶融工程等を経ることによって得られる。加熱圧着工程における加熱温度は、通常、20~250℃、荷重は、通常、0.1~200Nであり、加熱時間は、通常、0.1~300秒間である。 In the semiconductor device (semiconductor package) shown in FIGS. 6 and 7, for example, a film-like adhesive is interposed between the semiconductor element and the support member or between the semiconductor element and the semiconductor element, and these are heat-bonded to both of them. Is then adhered, and if necessary, it is obtained through a wire bonding step, a sealing step with a sealing material, a heating and melting step including reflow with solder, and the like. The heating temperature in the heat crimping step is usually 20 to 250 ° C., the load is usually 0.1 to 200 N, and the heating time is usually 0.1 to 300 seconds.
半導体素子と支持部材との間又は半導体素子と半導体素子との間にフィルム状接着剤を介在させる方法としては、上述したように、予めフィルム状接着剤付半導体素子を作製した後、支持部材又は半導体素子に貼り付ける方法であってよい。 As a method of interposing a film-like adhesive between a semiconductor element and a support member or between a semiconductor element and a semiconductor element, as described above, after manufacturing a semiconductor element with a film-like adhesive in advance, the support member or the support member or It may be a method of attaching to a semiconductor element.
支持部材は、銅を素材とする部材を含むものであってよい。本実施形態に係る半導体装置は、フィルム状接着剤の硬化物1cによって半導体素子と支持部材とが接着されているため、半導体装置の構成部材として銅を素材とする部材を用いている場合であっても、当該部材から発生する銅イオンの影響を低減することができ、銅イオンに起因する電気的な不具合の発生を充分に抑制することができる。
The support member may include a member made of copper as a material. In the semiconductor device according to the present embodiment, since the semiconductor element and the support member are bonded to each other by the cured
ここで、銅を素材とする部材としては、例えば、リードフレーム、配線、ワイヤ、放熱材等が挙げられるが、いずれの部材に銅を用いた場合でも、銅イオンの影響を低減することが可能である。 Here, examples of the member made of copper include a lead frame, wiring, a wire, a heat radiating material, and the like, and even if copper is used for any of the members, the influence of copper ions can be reduced. Is.
次に、図4に示すダイシング・ダイボンディング一体型接着シートを用いた場合における半導体装置の製造方法の一実施形態について説明する。なお、ダイシング・ダイボンディング一体型接着シートによる半導体装置の製造方法は、以下に説明する半導体装置の製造方法に限定されるものではない。 Next, an embodiment of a method for manufacturing a semiconductor device when the dicing / die bonding integrated adhesive sheet shown in FIG. 4 is used will be described. The method for manufacturing a semiconductor device using a dicing / die bonding integrated adhesive sheet is not limited to the method for manufacturing a semiconductor device described below.
まず、接着シート120(ダイシング・ダイボンディング一体型接着シート)におけるフィルム状接着剤1に半導体ウェハを圧着し、これを接着保持させて固定する(マウント工程)。本工程は、圧着ロール等の押圧手段によって押圧しながら行ってもよい。
First, the semiconductor wafer is pressure-bonded to the film-
次に、半導体ウェハのダイシングを行う。これにより、半導体ウェハを所定のサイズに切断して、複数の個片化されたフィルム状接着剤付き半導体素子(半導体チップ)を製造する。ダイシングは、例えば、半導体ウェハの回路面側から常法に従って行うことができる。また、本工程では、例えば、ダイシングテープまで切込みを行なうフルカットと呼ばれる切断方式、半導体ウェハに半分切込みを入れて冷却化引っ張ることにより分断する方式、レーザーによる切断方式等を採用できる。本工程で用いるダイシング装置としては、特に限定されず、従来公知のものを用いることができる。 Next, dicing of the semiconductor wafer is performed. As a result, the semiconductor wafer is cut into a predetermined size to manufacture a plurality of individualized semiconductor elements (semiconductor chips) with a film-like adhesive. Dicing can be performed, for example, from the circuit surface side of the semiconductor wafer according to a conventional method. Further, in this step, for example, a cutting method called full cut in which a dicing tape is cut, a method in which a half cut is made in a semiconductor wafer and the semiconductor wafer is cooled and pulled to be divided, a cutting method using a laser, and the like can be adopted. The dicing apparatus used in this step is not particularly limited, and conventionally known dicing apparatus can be used.
ダイシング・ダイボンディング一体型接着シートに接着固定された半導体素子を剥離するために、半導体素子のピックアップを行う。ピックアップの方法としては特に限定されず、従来公知の種々の方法を採用できる。例えば、個々の半導体素子をダイシング・ダイボンディング一体型接着シート側からニードルによって突き上げ、突き上げられた半導体素子をピックアップ装置によってピックアップする方法等が挙げられる。 The semiconductor element is picked up in order to peel off the semiconductor element bonded and fixed to the dicing / die bonding integrated adhesive sheet. The pickup method is not particularly limited, and various conventionally known methods can be adopted. For example, a method in which individual semiconductor elements are pushed up from the dicing / die bonding integrated adhesive sheet side by a needle and the pushed up semiconductor elements are picked up by a pickup device and the like can be mentioned.
ここでピックアップは、粘着剤層が放射線(例えば、紫外線)硬化型の場合、該粘着剤層に放射線を照射した後に行う。これにより、粘着剤層のフィルム状接着剤に対する粘着力が低下し、半導体素子の剥離が容易になる。その結果、半導体素子を損傷させることなく、ピックアップが可能となる。 Here, when the pressure-sensitive adhesive layer is a radiation (for example, ultraviolet ray) curable type, the pickup is performed after irradiating the pressure-sensitive adhesive layer with radiation. As a result, the adhesive force of the adhesive layer against the film-like adhesive is reduced, and the semiconductor element can be easily peeled off. As a result, pickup is possible without damaging the semiconductor element.
次に、ダイシングによって形成されたフィルム状接着剤付き半導体素子を、フィルム状接着剤を介して半導体素子を搭載するための支持部材に接着する。接着は圧着によって行われてよい。ダイボンドの条件としては、特に限定されず、適宜必要に応じて設定することができる。具体的には、例えば、ダイボンド温度80~160℃、ボンディング荷重5~15N、ボンディング時間1~10秒の範囲内で行うことができる。 Next, the semiconductor element with the film-like adhesive formed by dicing is bonded to the support member for mounting the semiconductor element via the film-like adhesive. Adhesion may be done by crimping. The conditions for the die bond are not particularly limited and can be set as needed. Specifically, for example, it can be performed within the range of a die bond temperature of 80 to 160 ° C., a bonding load of 5 to 15 N, and a bonding time of 1 to 10 seconds.
必要に応じて、フィルム状接着剤を熱硬化させる工程を設けてもよい。上記接着工程によって支持部材と半導体素子とを接着しているフィルム状接着剤を熱硬化させることによって、より強固に接着固定が可能となる。熱硬化を行う場合、圧力を同時に加えて硬化させてもよい。本工程における加熱温度は、フィルム状接着剤に構成成分によって適宜変更することができる。加熱温度は、例えば、60~200℃であってよい。なお、温度又は圧力は、段階的に変更しながら行ってもよい。 If necessary, a step of thermosetting the film-like adhesive may be provided. By thermosetting the film-like adhesive that adheres the support member and the semiconductor element by the above-mentioned bonding process, more firmly bonding and fixing becomes possible. When performing thermosetting, pressure may be applied at the same time to cure. The heating temperature in this step can be appropriately changed depending on the constituent components of the film-shaped adhesive. The heating temperature may be, for example, 60 to 200 ° C. The temperature or pressure may be changed step by step.
次に、支持部材の端子部(インナーリード)の先端と半導体素子上の電極パッドとをボンディングワイヤーで電気的に接続するワイヤーボンディング工程を行う。ボンディングワイヤーとしては、例えば、金線、アルミニウム線、銅線等が用いられる。ワイヤーボンディングを行う際の温度は、80~250℃又は80~220℃の範囲内であってよい。加熱時間は数秒~数分間であってよい。結線は、上記温度範囲内で加熱された状態で、超音波による振動エネルギーと印加加圧とによる圧着エネルギーの併用によって行われてもよい。 Next, a wire bonding step is performed in which the tip of the terminal portion (inner lead) of the support member and the electrode pad on the semiconductor element are electrically connected by a bonding wire. As the bonding wire, for example, a gold wire, an aluminum wire, a copper wire, or the like is used. The temperature at which wire bonding is performed may be in the range of 80 to 250 ° C or 80 to 220 ° C. The heating time may be several seconds to several minutes. The connection may be performed by a combination of vibration energy by ultrasonic waves and crimping energy by applied pressurization in a state of being heated within the above temperature range.
次に、封止樹脂によって半導体素子を封止する封止工程を行う。本工程は、支持部材に搭載された半導体素子又はボンディングワイヤーを保護するために行われる。本工程は、封止用の樹脂を金型で成型することにより行う。封止樹脂としては、例えばエポキシ系の樹脂であってよい。封止時の熱及び圧力によって基板及び残渣が埋め込まれ、接着界面での気泡による剥離を防止することができる。 Next, a sealing step of sealing the semiconductor element with the sealing resin is performed. This step is performed to protect the semiconductor element or the bonding wire mounted on the support member. This step is performed by molding a sealing resin with a mold. The sealing resin may be, for example, an epoxy-based resin. The substrate and the residue are embedded by the heat and pressure at the time of sealing, and it is possible to prevent peeling due to air bubbles at the bonding interface.
次に、後硬化工程において、封止工程で硬化不足の封止樹脂を完全に硬化させる。封止工程において、フィルム状接着剤が熱硬化されない場合でも、本工程において、封止樹脂の硬化とともにフィルム状接着剤を熱硬化させて接着固定が可能になる。本工程における加熱温度は、封止樹脂の種類よって適宜設定することができ、例えば、165~185℃の範囲内であってよく、加熱時間は0.5~8時間程度であってよい。 Next, in the post-curing step, the insufficiently cured sealing resin is completely cured in the sealing step. Even if the film-like adhesive is not heat-cured in the sealing step, the film-like adhesive can be heat-cured together with the curing of the sealing resin to be bonded and fixed in this step. The heating temperature in this step can be appropriately set depending on the type of the sealing resin, and may be, for example, in the range of 165 to 185 ° C., and the heating time may be about 0.5 to 8 hours.
次に、支持部材に接着されたフィルム状接着剤付き半導体素子に対して、リフロー炉を用いて加熱する。本工程では支持部材上に、樹脂封止した半導体装置を表面実装してもよい。表面実装の方法としては、例えば、プリント配線板上に予めはんだを供給した後、温風等によって加熱溶融し、はんだ付けを行うリフローはんだ付けなどが挙げられる。加熱方法としては、例えば、熱風リフロー、赤外線リフロー等が挙げられる。また、加熱方法は、全体を加熱するものであってもよく、局部を加熱するものであってもよい。加熱温度は、例えば、240~280℃の範囲内であってよい。 Next, the semiconductor element with a film-like adhesive bonded to the support member is heated using a reflow furnace. In this step, a resin-sealed semiconductor device may be surface-mounted on the support member. Examples of the surface mount method include reflow soldering in which solder is previously supplied onto a printed wiring board and then heated and melted by warm air or the like to perform soldering. Examples of the heating method include hot air reflow and infrared reflow. Further, the heating method may be one that heats the whole or one that heats a local part. The heating temperature may be, for example, in the range of 240 to 280 ° C.
半導体素子を多層に積層する場合には、ワイヤーボンディング工程等の熱履歴が多くなり、フィルム状接着剤と半導体素子との界面に存在する気泡による剥離への影響は大きなものとなり得る。しかしながら、本実施形態に係るフィルム状接着剤は、特定のアクリルゴムを用いることによって、凝集力が低下し、埋込性が向上する傾向にある。そのため、半導体装置内に気泡を巻き込み難く、封止工程における気泡を容易に拡散させることができ、接着界面での気泡による剥離を防止することができる。 When the semiconductor elements are laminated in multiple layers, the thermal history of the wire bonding process and the like increases, and the influence on the peeling due to the bubbles existing at the interface between the film-like adhesive and the semiconductor element can be large. However, in the film-like adhesive according to the present embodiment, the cohesive force tends to decrease and the embedding property tends to be improved by using a specific acrylic rubber. Therefore, it is difficult for bubbles to be entrained in the semiconductor device, the bubbles in the sealing step can be easily diffused, and peeling due to the bubbles at the bonding interface can be prevented.
以下に、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be specifically described based on examples, but the present invention is not limited thereto.
[フィルム状接着剤の作製]
(実施例1~4及び比較例1~9)
<接着剤ワニスの調製>
表1、表2及び表3に示す品名及び組成比(単位:質量%)で、(A)又は(a)のエポキシ樹脂、(B)又は(b)のフェノール樹脂、及び(D)無機フィラーからなる組成物にシクロヘキサノンを加え、撹拌混合した。これに、表1、表2及び表3に示す(C)熱可塑性樹脂を加えて撹拌し、さらに表1、表2及び表3に示す(E)カップリング剤及び(F)硬化促進剤を加えて、各成分が均一になるまで撹拌して、接着剤ワニスを調製した。なお、表1、表2及び表3に示す(C)成分及び(D)成分の数値は、固形分の質量%を意味する。
[Making a film-like adhesive]
(Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 9)
<Preparation of adhesive varnish>
Epoxy resin (A) or (a), phenol resin (B) or (b), and (D) inorganic filler in the product names and composition ratios (unit: mass%) shown in Table 1, Table 2 and Table 3. Cyclohexanone was added to the composition consisting of the above, and the mixture was stirred and mixed. To this, (C) thermoplastic resin shown in Table 1, Table 2 and Table 3 is added and stirred, and further, (E) coupling agent and (F) curing accelerator shown in Table 1, Table 2 and Table 3 are added. In addition, an adhesive varnish was prepared by stirring until each component became uniform. The numerical values of the components (C) and (D) shown in Tables 1, 2 and 3 mean the mass% of the solid content.
(A)特定のエポキシ樹脂
(A1)YDCN-700-10(商品名、新日鉄住金化学株式会社製、o-クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、エポキシ当量:209g/eq)
(A2)N-770(商品名、新日鉄住金化学株式会社製、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、エポキシ当量:183~193g/eq)
(A3)EXA-830CRP(商品名、DIC株式会社製、BPF型エポキシ樹脂、エポキシ当量:155~163g/eq)
(A) Specific epoxy resin (A1) YDCN-700-10 (trade name, manufactured by Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation, o-cresol novolac type epoxy resin, epoxy equivalent: 209 g / eq)
(A2) N-770 (trade name, manufactured by Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation, phenol novolac type epoxy resin, epoxy equivalent: 183 to 193 g / eq)
(A3) EXA-830CRP (trade name, manufactured by DIC Corporation, BPF type epoxy resin, epoxy equivalent: 155 to 163 g / eq)
(a)特定のエポキシ樹脂以外のエポキシ樹脂(エポキシ当量が140~220g/eqの範囲外にあるエポキシ樹脂)
(a1)NC-3000(商品名、日本化薬株式会社製、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂、エポキシ当量:265~285g/eq)
(a2)NC-2000-L(商品名、日本化薬株式会社製、フェニルアラルキル型エポキシ樹脂、エポキシ当量:229~244g/eq)
(A) Epoxy resin other than a specific epoxy resin (epoxy resin having an epoxy equivalent outside the range of 140 to 220 g / eq)
(A1) NC-3000 (trade name, manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd., biphenyl aralkyl type epoxy resin, epoxy equivalent: 265 to 285 g / eq)
(A2) NC-2000-L (trade name, manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd., phenyl aralkyl type epoxy resin, epoxy equivalent: 229 to 244 g / eq)
(B)特定のフェノール樹脂
(B1)PSM-4326(商品名、群栄化学工業株式会社製、フェノールノボラック樹脂、水酸基当量:105g/eq)
(B2)KA-1160(商品名、DIC株式会社製、クレゾールノボラック樹脂、水酸基当量:117g/eq)
(B) Specific phenol resin (B1) PSM-4326 (trade name, manufactured by Gun Ei Chemical Industry Co., Ltd., phenol novolac resin, hydroxyl group equivalent: 105 g / eq)
(B2) KA-1160 (trade name, manufactured by DIC Corporation, cresol novolak resin, hydroxyl group equivalent: 117 g / eq)
(b)特定のフェノール樹脂以外のフェノール樹脂(水酸基当量が90~130g/eqの範囲外にあるフェノール樹脂)
(b1)HE-100C-30(商品名、エア・ウォーター株式会社製、フェニルアラルキル型フェノール樹脂、水酸基当量:174g/eq)
(b2)MEH-7851H(商品名、明和化成株式会社製、ビフェニルアラルキル型フェノール樹脂、水酸基当量:216g/eq)
(B) Phenol resin other than a specific phenol resin (phenol resin having a hydroxyl group equivalent outside the range of 90 to 130 g / eq)
(B1) HE-100C-30 (trade name, manufactured by Air Water Inc., phenylaralkyl-type phenol resin, hydroxyl group equivalent: 174 g / eq)
(B2) MEH-7851H (trade name, manufactured by Meiwa Kasei Co., Ltd., biphenyl aralkyl type phenol resin, hydroxyl group equivalent: 216 g / eq)
(C)熱可塑性樹脂
(C1)SG-P3溶剤変更品(SG-P3(商品名、ナガセケムテックス株式会社製、アクリルゴムのメチルエチルケトン溶液)の溶剤を変更したもの、アクリルゴムの重量平均分子量:80万、アクリルゴムの理論Tg:12℃、PCN/PCO=0.070)
(C2)SG-P3改良品(SG-P3(商品名、ナガセケムテックス株式会社製)のアクリルゴムにおいて、アクリルニトリルに由来する構成単位を除いたもの、アクリルゴムの重量平均分子量:60万、アクリルゴムの理論Tg:12℃、PCN/PCO=0.001)
(C3)KH-CT-865(商品名、日立化成株式会社製、アクリルニトリルに由来する構成単位を含まないアクリルゴム、重量平均分子量:48万、Tg:7℃)
(C) Thermoplastic resin (C1) SG-P3 solvent modified product (SG-P3 (trade name, manufactured by Nagase ChemteX Corporation, methyl ethyl ketone solution of acrylic rubber) with modified solvent), weight average molecular weight of acrylic rubber: 800,000, Acrylic rubber theory Tg: 12 ° C, PCN / PCO = 0.070)
(C2) Acrylic rubber of SG-P3 improved product (SG-P3 (trade name, manufactured by Nagase ChemteX Corporation) excluding acrylonitrile-derived structural units, weight average molecular weight of acrylic rubber: 600,000, Acrylic rubber theory Tg: 12 ° C, P CN / P CO = 0.001)
(C3) KH-CT-865 (trade name, manufactured by Hitachi Kasei Co., Ltd., acrylic rubber containing no structural unit derived from acrylonitrile, weight average molecular weight: 480,000, Tg: 7 ° C.)
(IRスペクトルの測定)
(C1)~(C3)のPCN/PCOは以下の方法によって算出した。まず、(C1)~(C3)から溶剤を除去したものをKBr錠剤法によって、透過IRスペクトルを測定し、縦軸を吸光度、横軸を波数(cm-1)で表示した。IRスペクトルの測定には、FT-IR6300(日本分光株式会社製、光源:高輝度セラミック光源、検出器:DLATGS)を使用した。
(Measurement of IR spectrum)
The PCN / PCO of (C1) to (C3) was calculated by the following method. First, the transmitted IR spectrum of (C1) to (C3) from which the solvent was removed was measured by the KBr tablet method, and the vertical axis was indicated by the absorbance and the horizontal axis was indicated by the wave number (cm -1 ). An FT-IR6300 (manufactured by JASCO Corporation, light source: high-intensity ceramic light source, detector: DLATGS) was used for the measurement of the IR spectrum.
(カルボニル基の伸縮振動に由来する吸収ピークの高さPCO)
1670cm-1と1860cm-1との2点の間で最も吸光度の高いピークをピーク点とした。1670cm-1と1860cm-1との2点間の直線をベースラインとし、このベースライン上でピーク点と同波数である点をベースライン点とし、ベースライン点とピーク点との吸光度の差をカルボニル基の伸縮振動に由来する吸収ピークの高さ(PCO)とした。
(Height of absorption peak derived from expansion and contraction vibration of carbonyl group PCO )
The peak with the highest absorbance between the two points 1670 cm -1 and 1860 cm -1 was taken as the peak point. The straight line between the two points 1670 cm -1 and 1860 cm -1 is used as the baseline, the point on this baseline that has the same wave number as the peak point is used as the baseline point, and the difference in absorbance between the baseline point and the peak point is taken. The height of the absorption peak ( PCO ) derived from the expansion and contraction vibration of the carbonyl group was used.
(ニトリル基の伸縮振動に由来するピークの高さPCN)
PCOを求めたものと同一のIRスペクトルにおいて、2270cm-1と2220cm-1との2点の間で最も吸光度の高いピークをピーク点とした。2270cm-1と2220cm-1との2点間の直線をベースラインとし、このベースライン上でピーク点と同波数である点をベースライン点とし、ベースライン点とピーク点との吸光度の差をニトリル基の伸縮振動に由来するピークの高さ(PCN)とした。
(Peak height PCN derived from expansion and contraction vibration of nitrile group)
In the same IR spectrum as the one for which PCO was obtained, the peak having the highest absorbance between the two points of 2270 cm -1 and 2220 cm -1 was defined as the peak point. The straight line between the two points 2270 cm -1 and 2220 cm -1 is used as the baseline, the point on this baseline that has the same wave number as the peak point is used as the baseline point, and the difference in absorbance between the baseline point and the peak point is defined as the baseline point. The peak height ( PCN ) derived from the expansion and contraction vibration of the nitrile group was used.
(D)無機フィラー
(D1)R972(商品名、日本アエロジル株式会社製、シリカ、平均粒径:0.016μm)
(D2)YA050C(商品名、アドマテックス株式会社製、シリカフィラー分散液)におけるシリカフィラーがビニルシランカップリング剤及びアルキルシランカップリング剤で表面処理されているシリカフィラー分散液(平均粒径0.050μm)
(D3)SC2050-HLG(商品名、アドマテックス株式会社製、シリカフィラー分散液、平均粒径0.50μm)
(D) Inorganic filler (D1) R972 (trade name, manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd., silica, average particle size: 0.016 μm)
(D2) Silica filler dispersion in which the silica filler in YA050C (trade name, manufactured by Admatex Co., Ltd., silica filler dispersion) is surface-treated with a vinylsilane coupling agent and an alkylsilane coupling agent (average particle size 0.050 μm). )
(D3) SC2050-HLG (trade name, manufactured by Admatex Co., Ltd., silica filler dispersion, average particle size 0.50 μm)
(E)カップリング剤
(E1)A-189(商品名、日本ユニカー株式会社製、γ-メルカプトプロピルトリメトキシシラン)
(E2)A-1160(商品名、日本ユニカー株式会社製、γ-ウレイドプロピルトリエトキシシラン)
(E) Coupling agent (E1) A-189 (trade name, manufactured by Nippon Unicar Co., Ltd., γ-mercaptopropyltrimethoxysilane)
(E2) A-1160 (trade name, manufactured by Nippon Unicar Co., Ltd., γ-ureidopropyltriethoxysilane)
(F)硬化促進剤
(F1)2PZ-CN(商品名、四国化成工業株式会社製、1-シアノエチル-2-フェニルイミダゾール)
(F) Curing accelerator (F1) 2PZ-CN (trade name, manufactured by Shikoku Chemicals Corporation, 1-cyanoethyl-2-phenylimidazole)
<フィルム状接着剤の作製>
作製した接着剤ワニスを100メッシュのフィルターでろ過し、真空脱泡した。基材フィルムとして、厚み38μmの離型処理を施したポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムを用意し、真空脱泡後の接着剤ワニスをPETフィルム上に塗布した。塗布した接着剤ワニスを、90℃で5分間、続いて130℃で5分間の2段階で加熱乾燥し、Bステージ状態にある実施例1~4及び比較例1~9のフィルム状接着剤を得た。フィルム状接着剤においては、接着剤ワニスの塗布量によって、厚み10μmになるように調整した。
<Making a film-like adhesive>
The prepared adhesive varnish was filtered through a 100 mesh filter and vacuum defoamed. As a base film, a polyethylene terephthalate (PET) film having been subjected to a mold release treatment having a thickness of 38 μm was prepared, and an adhesive varnish after vacuum defoaming was applied onto the PET film. The applied adhesive varnish is heat-dried at 90 ° C. for 5 minutes and then at 130 ° C. for 5 minutes in two steps to obtain the film-like adhesives of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 9 in the B stage state. Obtained. The film-like adhesive was adjusted to have a thickness of 10 μm depending on the amount of the adhesive varnish applied.
[銅イオン透過時間の測定]
<A液の調製>
無水硫酸銅(II)2.0gを蒸留水1020gに溶解させ、完全に硫酸銅が溶解するまで撹拌し、銅イオン濃度がCu元素換算で濃度500mg/kgである硫酸銅水溶液を調製した。得られた硫酸銅水溶液をA液とした。
[Measurement of copper ion permeation time]
<Preparation of liquid A>
2.0 g of anhydrous copper (II) sulfate was dissolved in 1020 g of distilled water and stirred until the copper sulfate was completely dissolved to prepare an aqueous solution of copper sulfate having a copper ion concentration of 500 mg / kg in terms of Cu element. The obtained copper sulfate aqueous solution was used as solution A.
<B液の調製>
無水硫酸ナトリウム1.0gを蒸留水1000gに溶解させ、完全に硫酸ナトリウムが溶解するまで撹拌した。これにさらにN-メチル-2-ピロリドン(NMP)を1000g加え、撹拌した。その後、室温になるまで空冷して硫酸ナトリウム水溶液を得た。得られた溶液をB液とした。
<Preparation of liquid B>
1.0 g of anhydrous sodium sulfate was dissolved in 1000 g of distilled water, and the mixture was stirred until the sodium sulfate was completely dissolved. Further, 1000 g of N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) was added thereto, and the mixture was stirred. Then, it was air-cooled until it reached room temperature to obtain an aqueous sodium sulfate solution. The obtained solution was designated as solution B.
<銅イオン透過時間の測定>
Bステージ状態にある実施例1~4及び比較例1~9のフィルム状接着剤をさらに170℃、1時間で加熱乾燥し、Cステージ状態にある実施例1~4及び比較例1~9のフィルム状接着剤を作製した。Cステージ状態にある実施例1~4及び比較例1~9のフィルム状接着剤(厚み:10μm)を、それぞれ直径約3cmの円状に切り抜いた。次に、厚み1.5mm、外径約3cm、内径1.8cmのシリコンパッキンシートを2枚用意した。円状に切り抜いたフィルム状接着剤を2枚のシリコンパッキンシートで挟み、これを容積50mLの2つのガラス製セルのフランジ部で挟み、ゴムバンドで固定した。
<Measurement of copper ion permeation time>
The film-like adhesives of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 9 in the B stage state were further heated and dried at 170 ° C. for 1 hour, and the film-like adhesives of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 9 in the C stage state were further heated and dried. A film-like adhesive was prepared. The film-like adhesives (thickness: 10 μm) of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 9 in the C stage state were cut out in a circle having a diameter of about 3 cm. Next, two silicon packing sheets having a thickness of 1.5 mm, an outer diameter of about 3 cm, and an inner diameter of 1.8 cm were prepared. The film-like adhesive cut out in a circle was sandwiched between two silicon packing sheets, which was sandwiched between the flanges of two glass cells having a volume of 50 mL and fixed with a rubber band.
次に、一方のガラス製セルにA液を50g注入した後、他方のガラス製セルにB液を50g注入した。各セルにカーボン電極として、Mars Carbon(ステッドラー有限合資会社製、φ2mm/130mm)を挿入した。A液側を陽極、B液側を陰極として、陽極と直流電源(株式会社エーアンドディ製、直流電源装置AD-9723D)とを接続した。また、陰極と直流電源とを、電流計(三和電気計器株式会社製、Degital multimeter PC-720M)を介して直列に接続した。室温下、印加電圧24.0Vにて電圧を印加し、印加した後から電流値の計測を開始した。測定は電流値が5μAを超えるまで行い、電流値が1μAとなった時間を銅イオン透過時間とし、銅イオン透過時間が200分以上であった場合を「A」、銅イオン透過時間が140分以上200分未満であった場合を「B」、銅イオン透過時間が80分以上140分未満であった場合を「C」、銅イオン透過時間が80分未満であった場合を「D」とした。結果を表1、表2、及び表3に示す。本測定では、透過時間が長いほど、銅イオンの移動(透過)が抑制されているといえる。 Next, 50 g of the liquid A was injected into one glass cell, and then 50 g of the liquid B was injected into the other glass cell. Mars Carbon (manufactured by STAEDTLER Co., Ltd., φ2 mm / 130 mm) was inserted into each cell as a carbon electrode. The anode and the DC power supply (manufactured by A & D Co., Ltd., DC power supply device AD-9723D) were connected with the A liquid side as the anode and the B liquid side as the cathode. Further, the cathode and the DC power supply were connected in series via an ammeter (Digital multimeter PC-720M manufactured by Sanwa Electric Instrument Co., Ltd.). At room temperature, a voltage was applied at an applied voltage of 24.0 V, and measurement of the current value was started after the voltage was applied. The measurement is performed until the current value exceeds 5 μA, the time when the current value reaches 1 μA is defined as the copper ion permeation time, the case where the copper ion permeation time is 200 minutes or more is “A”, and the copper ion permeation time is 140 minutes. If it is less than 200 minutes, it is referred to as "B", if the copper ion permeation time is 80 minutes or more and less than 140 minutes, it is referred to as "C", and if the copper ion permeation time is less than 80 minutes, it is referred to as "D". did. The results are shown in Table 1, Table 2, and Table 3. In this measurement, it can be said that the longer the permeation time, the more the movement (permeation) of copper ions is suppressed.
[埋込性の評価]
<半導体装置の作製>
実施例1~4及び比較例1~9のフィルム状接着剤を用いて埋込性の評価を行った。ダイシングテープ(日立化成株式会社製、厚み110μm)を用意し、作製した実施例1~4及び比較例1~9のフィルム状接着剤(厚み10μm)を貼り付けて、ダイシングテープ及びフィルム状接着剤を備えるダイシング-ダイボンディング一体型接着シートを作製した。ダイシング-ダイボンディング一体型接着シートのフィルム状接着剤側に、ステージ温度70℃で75μm厚の半導体ウェハをラミネートし、ダイシングサンプルを作製した。
[Evaluation of embedding property]
<Manufacturing of semiconductor devices>
The implantability was evaluated using the film-like adhesives of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 9. A dicing tape (manufactured by Hitachi Kasei Co., Ltd.,
フルオートダイサーDFD-6361(株式会社ディスコ製)を用いて、得られたダイシングサンプルを切断した。切断には、2枚のブレードを用いるステップカット方式で行い、ダイシングブレードZH05-SD3500-N1-xx-DD、及びZH05-SD4000-N1-xx-BB(いずれも株式会社ディスコ製)を用いた。切断条件は、ブレード回転数4000rpm、切断速度50mm/sec、チップサイズ7.5mm×7.5mmとした。切断は、半導体ウェハが30μm程度残るように1段階目の切断を行い、次いで、ダイシングテープに20μm程度の切り込みが入るように2段階目の切断を行った。 The obtained dicing sample was cut using a fully automatic dicing DFD-6361 (manufactured by Disco Corporation). The cutting was performed by a step cutting method using two blades, and dicing blades ZH05-SD3500-N1-xx-DD and ZH05-SD4000-N1-xx-BB (both manufactured by DISCO Corporation) were used. The cutting conditions were a blade rotation speed of 4000 rpm, a cutting speed of 50 mm / sec, and a chip size of 7.5 mm × 7.5 mm. For cutting, the first step was cut so that the semiconductor wafer remained about 30 μm, and then the second step was cut so that the dicing tape had a notch of about 20 μm.
次に、ピックアップ用コレットを用いて、ピックアップすべき半導体チップをピックアップした。ピックアップでは、中央の1本のピンを用いて突き上げた。ピックアップ条件は、突き上げ速度を20mm/sとし、突き上げ高さを450μmに設定した。このようにして、フィルム状接着剤付き半導体素子(半導体チップ)を得た。 Next, the semiconductor chip to be picked up was picked up using the pick-up collet. In the pickup, I pushed it up using one pin in the center. As the pickup conditions, the push-up speed was set to 20 mm / s, and the push-up height was set to 450 μm. In this way, a semiconductor element (semiconductor chip) with a film-like adhesive was obtained.
次に、ダイボンダBESTEM-D02(キャノンマシナリー社製)を用いてダミー回路を有するガラスエポキシ基板に、フィルム状接着剤付き半導体素子(半導体チップ)を圧着した。このとき、半導体素子がダミー回路の中央となるように位置を調整した。このようにして、半導体素子を備える半導体基板を得た。 Next, a semiconductor element (semiconductor chip) with a film-like adhesive was crimped onto a glass epoxy substrate having a dummy circuit using a die bonder BESTEM-D02 (manufactured by Canon Machinery Co., Ltd.). At this time, the position was adjusted so that the semiconductor element was in the center of the dummy circuit. In this way, a semiconductor substrate including a semiconductor element was obtained.
<モールド埋込性の評価>
得られた半導体素子を備える半導体基板を評価サンプルとして3つ用意した。評価サンプルを乾燥機で150℃、それぞれ1時間、2時間、又は3時間加熱し、熱履歴を与えた。その後、半導体素子を備える半導体基板を、モールド用封止材(日立化成株式会社製、CEL-9750ZHF10)を用いて、モールド装置(アピックヤマダ株式会社製、MSL-06M)で175℃、6.9MPa、120秒の条件で樹脂封止行った。
<Evaluation of mold embedding property>
Three semiconductor substrates including the obtained semiconductor elements were prepared as evaluation samples. The evaluation sample was heated in a dryer at 150 ° C. for 1 hour, 2 hours, or 3 hours, respectively, and a heat history was given. After that, the semiconductor substrate provided with the semiconductor element was molded at 175 ° C., 6.9 MPa with a molding device (MSL-06M, manufactured by Apic Yamada Corporation) using a sealing material for molding (CEL-9750ZHF10 manufactured by Hitachi Kasei Co., Ltd.). Resin sealing was performed under the condition of 120 seconds.
樹脂封止を行った半導体装置を超音波映像装置(SAT)(日立建機株式会社製、HYE-FOCUS)にて分析し、ボイドが発生しなかった限界時間(0時間、1時間、2時間、又は3時間)を埋込性として評価した。限界時間が3時間であった場合を「A」、限界時間が2時間であった場合を「B」、限界時間が1時間であった場合を「C」、限界時間が0時間であった場合を「D」とした。結果を表1、表2、及び表3に示す。本評価では、ボイドが発生しない限界時間が長いほど、熱履歴を与えても埋込可能であることから、埋込性に優れているといえる。 The resin-sealed semiconductor device was analyzed by an ultrasonic imaging device (SAT) (HYE-FOCUS, manufactured by Hitachi Construction Machinery Co., Ltd.), and the limit time (0 hours, 1 hour, 2 hours) at which no voids occurred was analyzed. , Or 3 hours) was evaluated as implantability. When the limit time was 3 hours, it was "A", when the limit time was 2 hours, it was "B", when the limit time was 1 hour, it was "C", and the limit time was 0 hours. The case was set to "D". The results are shown in Table 1, Table 2, and Table 3. In this evaluation, it can be said that the longer the limit time during which voids do not occur, the better the implantability because it can be embedded even if a thermal history is given.
[接着性の評価]
<硬化後ダイシェア強度の測定>
上記フィルム状接着剤付き半導体素子(半導体チップ)を用いて、硬化後ダイシェア強度を測定した。半導体チップをソルダーレジスト(太陽ホールディングス株式会社、商品名:AUS-308)上に熱圧着した。圧着条件は、温度120℃、時間1秒、圧力0.1MPaとした。続いて、圧着によって得られたサンプルを乾燥機に入れ、170℃、1時間硬化させた。ソルダーレジストに圧着した半導体チップを硬化させ、万能ボンドテスター(ノードソン・アドバンス・テクノロジー株式会社製、商品名:シリーズ4000)によって半導体チップを引っ掛けながら引っ張ることによって、半導体チップとソルダーレジストとの硬化後ダイシェア強度を測定した。測定条件はステージ温度を250℃とした。硬化後ダイシェア強度が2.8MPa以上であった場合を「A」、硬化後ダイシェア強度が2.2MPa以上2.8MPa未満であった場合を「B」、硬化後ダイシェア強度が1.6MPa以上2.2MPa未満であった場合を「C」、硬化後ダイシェア強度が1.6MPa未満であった場合を「D」とした。結果を表1、表2、及び表3に示す。
[Evaluation of adhesiveness]
<Measurement of die shear strength after curing>
The die shear strength after curing was measured using the semiconductor element (semiconductor chip) with a film-like adhesive. The semiconductor chip was thermocompression bonded onto a solder resist (Taiyo Holdings Co., Ltd., trade name: AUS-308). The crimping conditions were a temperature of 120 ° C., a time of 1 second, and a pressure of 0.1 MPa. Subsequently, the sample obtained by crimping was placed in a dryer and cured at 170 ° C. for 1 hour. By curing the semiconductor chip crimped to the solder resist and pulling it while hooking the semiconductor chip with a universal bond tester (manufactured by Nordson Advance Technology Co., Ltd., product name: Series 4000), the die share after curing of the semiconductor chip and the solder resist The strength was measured. The measurement conditions were a stage temperature of 250 ° C. "A" when the die-share strength after curing is 2.8 MPa or more, "B" when the die-share strength after curing is 2.2 MPa or more and less than 2.8 MPa, and the die-share strength after curing is 1.6 MPa or more 2 The case where it was less than .2 MPa was designated as "C", and the case where the die shear strength after curing was less than 1.6 MPa was designated as "D". The results are shown in Table 1, Table 2, and Table 3.
表1、表2、及び表3に示すとおり、実施例1~4のフィルム状接着剤は、銅イオン透過時間、埋込性、及び接着性の点でいずれの評価もB以上であり、比較例1~9のフィルム状接着剤に比べて、優れていた。 As shown in Tables 1, 2 and 3, the film-like adhesives of Examples 1 to 4 were evaluated as B or higher in terms of copper ion permeation time, embedding property, and adhesiveness, and were compared. It was superior to the film-like adhesives of Examples 1 to 9.
以上より、本発明のフィルム状接着剤が、接着剤内の銅イオンの移動に伴う不具合を充分に抑制することができ、さらに基板との接着性及び埋込性に優れることが確認された。 From the above, it was confirmed that the film-shaped adhesive of the present invention can sufficiently suppress defects due to the movement of copper ions in the adhesive, and is further excellent in adhesiveness to a substrate and embedding property.
1…フィルム状接着剤、2…基材、3…カバーフィルム、6…粘着剤層、7…ダイシングテープ、9,9a,9b…半導体素子、10…支持部材、11…ワイヤ、12…封止材、13…端子、100,110,120,130…接着シート、200,210…半導体装置。 1 ... film-like adhesive, 2 ... base material, 3 ... cover film, 6 ... adhesive layer, 7 ... dicing tape, 9,9a, 9b ... semiconductor element, 10 ... support member, 11 ... wire, 12 ... sealing Material, 13 ... Terminal, 100, 110, 120, 130 ... Adhesive sheet, 200, 210 ... Semiconductor device.
Claims (12)
エポキシ当量が140~220g/eqであるエポキシ樹脂と、
水酸基当量が90~130g/eqであるフェノール樹脂と、
熱可塑性樹脂と、
を含有し、
前記熱可塑性樹脂の含有量が、フィルム状接着剤全量を基準として、55~75質量%である、フィルム状接着剤。 A film-like adhesive for adhering a semiconductor element and a support member on which the semiconductor element is mounted.
Epoxy resin having an epoxy equivalent of 140 to 220 g / eq, and
Phenol resin having a hydroxyl group equivalent of 90 to 130 g / eq, and
Thermoplastic resin and
Contains,
A film-like adhesive having a content of the thermoplastic resin of 55 to 75% by mass based on the total amount of the film-like adhesive.
前記基材の一方の面上に設けられた請求項1~5のいずれか一項に記載のフィルム状接着剤と、
を備える、接着シート。 With the base material
The film-like adhesive according to any one of claims 1 to 5 provided on one surface of the substrate and the film-like adhesive.
Equipped with an adhesive sheet.
前記半導体素子を搭載する支持部材と、
前記半導体素子及び前記支持部材の間に設けられ、前記半導体素子と前記支持部材とを接着する接着部材と、
を備え、
前記接着部材が、請求項1~5のいずれか一項に記載のフィルム状接着剤の硬化物である、半導体装置。 With semiconductor devices
A support member on which the semiconductor element is mounted and
An adhesive member provided between the semiconductor element and the support member to bond the semiconductor element and the support member, and an adhesive member.
Equipped with
A semiconductor device in which the adhesive member is a cured product of the film-like adhesive according to any one of claims 1 to 5.
前記フィルム状接着剤を貼り付けた前記半導体ウェハを切断することによって、複数の個片化されたフィルム状接着剤付き半導体素子を作製する工程と、
前記フィルム状接着剤付き半導体素子を支持部材に接着する工程と、
を備える、半導体装置の製造方法。 The step of attaching the film-like adhesive of the adhesive sheet according to claim 6 or 7 to the semiconductor wafer,
A step of manufacturing a plurality of individualized semiconductor devices with a film-like adhesive by cutting the semiconductor wafer to which the film-like adhesive is attached.
The process of adhering the semiconductor element with a film-like adhesive to the support member,
A method for manufacturing a semiconductor device.
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