TW201521124A - 半導體裝置之製造方法 - Google Patents
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Abstract
本發明之半導體裝置之製造方法包括:步驟A,其準備將半導體晶片暫時固定於暫時固定用片材上而成之積層體;步驟B,其準備密封用片材;步驟C,其將半導體晶片嵌入至密封用片材,形成半導體晶片已嵌入密封用片材中之密封體;及步驟D,其於步驟C之後,使密封用片材熱硬化;且藉由步驟C獲得之密封體之俯視外周上之最遠2點間之距離d1與暫時固定用片材之俯視外周上之最遠2點間之距離d2的比d2/d1為1.03以上。
Description
本發明係關於一種半導體裝置之製造方法。
近年來,半導體裝置之小型化或配線之微細化有越發進展之傾向,且於較窄半導體晶片區域(於俯視下透視半導體晶片之情形時為與半導體晶片重疊之區域)中必須配置更多之I/O(input/output,輸入/輸出)墊或通孔,同時接腳密度亦逐漸上升。進而,於BGA(Ball Grid Array,球柵陣列)封裝中,於半導體晶片區域內形成有大量端子,而用以形成其他元件之區域受限,故採取於半導體封裝基板上將配線自端子抽出至半導體晶片區域之外側之方法。
先前,已知如下方法:於形成於支持體上之感熱性接著劑上排列經單片化之複數個晶片後,將該等晶片嵌入密封樹脂而形成共用載具,其次,藉由加熱將嵌入有晶片之共用載具與感熱性接著劑剝離,其後於晶片上形成金屬再配線(例如參照專利文獻1)。將晶片嵌入密封樹脂係藉由自支持體側、及密封樹脂側加壓而進行。
[專利文獻1]美國專利第7,202,107號
然而,於藉由上述般之方法製造半導體裝置之情形時,存在如
下問題:有於將晶片嵌入密封樹脂時,密封樹脂於橫方向上漏出,而會污染支持體等之虞。
本發明係鑒於上述問題而成者,其目的在於提供一種可防止支持體等被污染之半導體裝置之製造方法。
本案發明者等發現藉由採用下述構成,可解決上述問題,從而完成本發明。
即,本發明係一種半導體裝置之製造方法,其特徵在於包括:步驟A,其準備將半導體晶片暫時固定於暫時固定用片材上而成之積層體;步驟B,其準備密封用片材;步驟C,其將上述半導體晶片嵌入至上述密封用片材,形成上述半導體晶片已嵌入上述密封用片材中之密封體;及步驟D,其於上述步驟C後,使上述密封用片材熱硬化;且藉由上述步驟C獲得之上述密封體之俯視外周上之最遠2點間之距離d1與上述暫時固定用片材之俯視外周上之最遠2點間之距離d2的比d2/d1為1.03以上。
根據本發明之半導體裝置之製造方法,藉由上述步驟C獲得之上述密封體之俯視外周上之最遠2點間之距離d1與上述暫時固定用片材之俯視外周上之最遠2點間之距離d2的比d2/d1為1.03以上。因此,於密封體形成後(步驟C之後),密封體以不自暫時固定用片材伸出之態樣暫時固定於暫時固定用片材上。即,即便假設構成密封用片材之樹脂於密封體形成步驟中被於橫方向上擠出,而亦收容於暫時固定用片材上之範圍內。其結果可防止伸出之樹脂折入至暫時固定用片材之背面側等,可防止支持體等被污染。
上述步驟C中,較佳為將上述半導體晶片嵌入至上述密封用片材
時之熱壓條件為溫度40~150℃之範圍內、且0.1~10MPa之範圍內。
若上述熱壓條件為溫度40~150℃之範圍內、且0.1~10MPa之範圍內,則密封體形成時之構成密封用片材之樹脂之伸出成為一定範圍內。其結果可更加防止支持體等被污染。
上述構成中,較佳為上述密封用片材之40℃~150℃下之最低熔融黏度為50Pa‧s~20000Pa‧s。
若上述密封用片材之40℃~150℃下之最低熔融黏度為50Pa‧s以上,則密封體形成時之構成密封用片材之樹脂之伸出成為一定範圍內。其結果可進一步防止支持體等被污染。又,若上述最低熔融黏度為20000Pa‧s以下,則可較佳地嵌入半導體晶片。
根據本發明,可提供一種可防止支持體等被污染之半導體裝置之製造方法。
40‧‧‧密封用片材
41‧‧‧剝離襯墊
50‧‧‧積層體
53‧‧‧半導體晶片
53a‧‧‧暫時固定區域
53c‧‧‧半導體晶片之背面
58‧‧‧密封體
59‧‧‧半導體裝置
60‧‧‧暫時固定用片材
61‧‧‧支持體
62‧‧‧下側加熱板
64‧‧‧上側加熱板
67‧‧‧凸塊
69‧‧‧再配線
d1‧‧‧密封體之俯視外周上之最遠2點間之距離
d2‧‧‧暫時固定用片材之俯視外周上之最遠2點間距離
圖1係用以說明本實施形態之半導體裝置之製造方法之剖面模式圖。
圖2係用以說明本實施形態之半導體裝置之製造方法之剖面模式圖。
圖3係用以說明本實施形態之半導體裝置之製造方法之剖面模式圖。
圖4係用以說明比d2/d1之俯視圖。
圖5係用以說明本實施形態之半導體裝置之製造方法之剖面模式圖。
圖6係用以說明本實施形態之半導體裝置之製造方法之剖面模式圖。
圖7係用以說明本實施形態之半導體裝置之製造方法之剖面模式
圖。
圖8係用以說明本實施形態之半導體裝置之製造方法之剖面模式圖。
圖9係用以說明本實施形態之半導體裝置之製造方法之剖面模式圖。
以下,就本發明之實施形態一面參照圖式一面進行說明。但是,本發明並不僅限定於該等實施形態。
本實施形態之半導體裝置之製造方法至少包括:步驟A,其準備將半導體晶片暫時固定於暫時固定用片材上而成之積層體;步驟B,其準備密封用片材;步驟C,其將上述半導體晶片嵌入至上述密封用片材,形成上述半導體晶片已嵌入上述密封用片材中之密封體;及步驟D,其於上述步驟C後,使上述密封用片材熱硬化;且藉由上述步驟C獲得之上述密封體之俯視外周上之最遠2點間之距離D1與上述暫時固定用片材之俯視外周上之最遠2點間之距離D2的比D2/D1為1.03以上。
圖1~圖3、圖5~圖9係用以說明本實施形態之半導體裝置之製造方法之剖面模式圖。
如圖1所示,於本實施形態之半導體裝置之製造方法中,首先,準備將半導體晶片53暫時固定於暫時固定用片材60上而成之積層體50(步驟A)。如圖1所示,暫時固定用片材60通常以積層於成為強度母體之支持體61上之形態使用。暫時固定用片材60可貼附於支持體61之整個面,亦可如圖1所示般僅貼附於支持體61之一部分,而支持體61
之一部分露出。
作為暫時固定用片材60,可採用以下所說明之熱膨脹性黏著劑層。又,作為暫時固定用片材60,亦可採用具有源自具有醯亞胺基且至少一部分具有醚結構之二胺之結構單元之熱剝離片材。關於具有源自具有醯亞胺基且至少一部分具有醚結構之二胺之結構單元之熱剝離片材,於日本專利特開2013-153122號公報等中有詳細記載,故此處省略其說明。
熱膨脹性黏著劑層可由包含聚合物成分、及發泡劑之黏著劑組合物形成。作為聚合物成分(尤其是基礎聚合物),可較佳地使用丙烯酸系聚合物(有時稱為「丙烯酸系聚合物A」)。作為丙烯酸系聚合物A,可列舉使用(甲基)丙烯酸酯作為主單體成分者。作為上述(甲基)丙烯酸酯,例如可列舉:(甲基)丙烯酸烷基酯(例如甲酯、乙酯、丙酯、異丙酯、丁酯、異丁酯、第二丁酯、第三丁酯、戊酯、異戊酯、己酯、庚酯、辛酯、2-乙基己酯、異辛酯、壬酯、癸酯、異癸酯、十一烷基酯、十二烷基酯、十三烷基酯、十四烷基酯、十六烷基酯、十八烷基酯、二十烷基酯等烷基之碳數1~30、尤其是碳數4~18之直鏈狀或支鏈狀之烷基酯等)及(甲基)丙烯酸環烷基酯(例如環戊酯、環己酯等)等。該等(甲基)丙烯酸酯可單獨使用,或亦可併用2種以上。
再者,關於上述丙烯酸系聚合物A,以凝集力、耐熱性、交聯性等之改善為目的,亦可視需要含有對應於可與上述(甲基)丙烯酸酯共聚合之其他單體成分之單元。作為此種單體成分,例如可列舉:丙烯酸、甲基丙烯酸、伊康酸、順丁烯二酸、反丁烯二酸、丁烯酸、丙烯酸羧基乙酯等含羧基單體;順丁烯二酸酐、伊康酸酐等含酸酐基單體;(甲基)丙烯酸羥基乙酯、(甲基)丙烯酸羥基丙酯、(甲基)丙烯酸
羥基丁酯等含羥基單體;(甲基)丙烯醯胺、N,N-二甲基(甲基)丙烯醯胺、N-丁基(甲基)丙烯醯胺、N-羥甲基(甲基)丙烯醯胺、N-羥甲基丙烷(甲基)丙烯醯胺等(N-經取代或未經取代)醯胺系單體;乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯等乙烯酯系單體;苯乙烯、α-甲基苯乙烯等苯乙烯系單體;乙烯基甲醚、乙烯基乙醚等乙烯醚系單體;丙烯腈、甲基丙烯腈等氰基丙烯酸酯系單體;(甲基)丙烯酸縮水甘油酯等含環氧基丙烯酸系單體;乙烯、丙烯、異戊二烯、丁二烯、異丁烯等烯烴或二烯系單體;(甲基)丙烯酸胺基乙酯、(甲基)丙烯酸N,N-二甲基胺基乙酯、(甲基)丙烯酸第三丁基胺基乙酯等含(經取代或未經取代)胺基之單體;(甲基)丙烯酸甲氧基乙酯、(甲基)丙烯酸乙氧基乙酯等(甲基)丙烯酸烷氧基烷基酯系單體;N-乙烯基吡咯啶酮、N-甲基乙烯基吡咯啶酮、N-乙烯基吡啶、N-乙烯基哌啶酮、N-乙烯基嘧啶、N-乙烯基哌、N-乙烯基吡、N-乙烯基吡咯、N-乙烯基咪唑、N-乙烯基唑、N-乙烯基啉、N-乙烯基己內醯胺等具有含氮原子環之單體;N-乙烯基羧醯胺類;苯乙烯磺酸、烯丙基磺酸、(甲基)丙烯醯胺丙磺酸、(甲基)丙烯酸磺丙酯等含磺酸基單體;2-羥基乙基丙烯醯基磷酸酯等含磷酸基單體;N-環己基順丁烯二醯亞胺、N-異丙基順丁烯二醯亞胺、N-月桂基順丁烯二醯亞胺、N-苯基順丁烯二醯亞胺等順丁烯二醯亞胺系單體;N-甲基伊康醯亞胺、N-乙基伊康醯亞胺、N-丁基伊康醯亞胺、N-辛基伊康醯亞胺、N-2-乙基己基伊康醯亞胺、N-環己基伊康醯亞胺、N-月桂基伊康醯亞胺等伊康醯亞胺系單體;N-(甲基)丙烯醯氧基亞甲基琥珀醯亞胺、N-(甲基)丙烯醯基-6-氧基六亞甲基琥珀醯亞胺、N-(甲基)丙烯醯基-8-氧基八亞甲基琥珀醯亞胺等丁二醯亞胺系單體;聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇(甲基)丙烯酸酯等二醇系丙烯酸酯單體;(甲基)丙烯酸四氫糠酯等具有含氧原子雜環之單體;氟系(甲基)丙烯酸酯等含氟原子之丙烯酸酯系單體;聚矽氧系(甲基)丙
烯酸酯等含矽原子之丙烯酸酯系單體;己二醇二(甲基)丙烯酸酯、(聚)乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、(聚)丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇二(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、環氧丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、丙烯酸胺基甲酸酯、二乙烯苯、二(甲基)丙烯酸丁酯、二(甲基)丙烯酸己酯等多官能單體等。
上述丙烯酸系聚合物A係藉由使單一單體或2種以上之單體混合物聚合而獲得。聚合亦可藉由溶液聚合(例如自由基聚合、陰離子聚合、陽離子聚合等)、乳化聚合、塊狀聚合、懸浮聚合、光聚合(例如紫外線(UV)聚合等)等之任一方式進行。
丙烯酸系聚合物A之重量平均分子量並無特別限制,較佳為35萬~100萬,進而較佳為45萬~80萬左右。
又,為了調整黏著力,於熱膨脹性黏著劑中亦可適當使用外部交聯劑。作為外部交聯方法之具體方法,可列舉添加聚異氰酸酯化合物、環氧化合物、氮丙啶化合物、三聚氰胺系交聯劑等所謂交聯劑,進行反應之方法。於使用外部交聯劑之情形時,其使用量根據與所應交聯之基礎聚合物之平衡性,進而根據作為黏著劑之使用用途而適當決定。關於外部交聯劑之使用量,一般而言,相對於上述基礎聚合物100重量份,為20重量份以下(較佳為0.1重量份~10重量份)。
熱膨脹性黏著劑層如上所述般含有用以賦予熱膨脹性之發泡劑。因此,於作為暫時固定用片材60之熱膨脹性黏著劑層上形成有密封體58之狀態(參照圖5)下,於任意時間至少部分地加熱暫時固定用片材60,使該經加熱之暫時固定用片材60之部分所含有之發泡劑發泡及/或膨脹,藉此,使暫時固定用片材60至少部分地膨脹,藉由該暫時固定用片材60之至少部分膨脹,使對應於該膨脹部分之黏著面(與密封體58之界面)變形為凹凸狀,而該暫時固定用片材60與密封體58
之接著面積減少,藉此,可使兩者間之接著力減小,從而使密封體58自暫時固定用片材60剝離(參照圖6)。
作為用於熱膨脹性黏著劑層之發泡劑,並無特別限制,可自公知之發泡劑中適當選擇。發泡劑可單獨使用或組合2種以上使用。作為發泡劑,可較佳地使用熱膨脹性微球。
作為熱膨脹性微球,並無特別限制,可自公知之熱膨脹性微球(各種無機系熱膨脹性微球或有機系熱膨脹性微球等)中適當選擇。作為熱膨脹性微球,就混合操作容易之觀點等而言,可較佳地使用微膠囊化之發泡劑。作為此種熱膨脹性微球,例如可列舉將異丁烷、丙烷、戊烷等藉由加熱容易地氣化而膨脹之物質內包於具有彈性之殼內而成之微球等。上述殼多由熱熔融性物質或因熱膨脹而破壞之物質形成。作為形成上述殼之物質,例如可列舉:偏二氯乙烯-丙烯腈共聚物、聚乙烯醇、聚乙烯丁醛、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈、聚偏二氯乙烯、聚碸等。
熱膨脹性微球可藉由慣用之方法製造,例如凝聚法或界面聚合法等。再者,關於熱膨脹性微球,例如可使用松本油脂製藥股份有限公司製造之商品名「Matsumoto Microsphere」系列(例如,商品名「Matsumoto Microsphere F30」、商品名「Matsumoto Microsphere F301D」、商品名「Matsumoto Microsphere F50D」、商品名「Matsumoto Microsphere F501D」、商品名「Matsumoto Microsphere F80SD」、商品名「Matsumoto Microsphere F80VSD」等),此外亦可使用Expancel公司製造之商品名「051DU」、商品名「053DU」、商品名「551DU」、商品名「551-20DU」、商品名「551-80DU」等市售品。
再者,於使用熱膨脹性微球作為發泡劑之情形時,作為該熱膨
脹性微球之粒徑(平均粒徑),可根據熱膨脹性黏著劑層之厚度等適當選擇。作為熱膨脹性微球之平均粒徑,例如可自100μm以下(較佳為80μm以下,進而較佳為1μm~50μm,尤其是1μm~30μm)之範圍內選擇。再者,熱膨脹性微球之粒徑之調整可於熱膨脹性微球之產生過程中進行,亦可於產生後藉由分級等方法進行。作為熱膨脹性微球,較佳為粒徑一致。
本實施形態中,作為發泡劑,亦可使用熱膨脹性微球以外之發泡劑。作為此種發泡劑,可適當選擇各種無機系發泡劑或有機系發泡劑等各種發泡劑而使用。作為無機系發泡劑之代表例,例如可列舉:碳酸銨、碳酸氫銨、碳酸氫鈉、亞硝酸銨、硼氫化鈉、各種迭氮基類等。
又,作為有機系發泡劑之代表例,例如可列舉:水;三氯單氟甲烷、二氯單氟甲烷等氟氯化烷烴系化合物;偶氮雙異丁腈、偶氮二甲醯胺、偶氮二羧酸鋇等偶氮系化合物;對甲苯磺醯肼、二苯基碸-3,3'-二磺醯肼、4,4'-氧基雙(苯磺醯肼)、烯丙基雙(磺醯肼)等肼系化合物;對甲苯磺醯半卡肼、4,4'-氧基雙(苯磺醯半卡肼)等半卡肼系化合物;5-啉基-1,2,3,4-噻三唑等三唑系化合物;N,N'-二亞硝基五亞甲基四胺、N,N'-二甲基-N,N'-二亞硝基對苯二甲醯胺等N-亞硝基系化合物等。
本實施形態中,為了藉由加熱處理使熱膨脹性黏著劑層之接著力效率較佳且穩定地降低,較佳為具有至體積膨脹率達到5倍以上、其中達到7倍以上、尤其是達到10倍以上而不破裂之適當強度的發泡劑。
發泡劑(熱膨脹性微球等)之調配量可根據熱膨脹性黏著劑層之膨脹倍率或接著力之降低性等而適當設定,通常相對於形成熱膨脹性黏
著劑層之基礎聚合物100重量份,例如為1重量份~150重量份(較佳為10重量份~130重量份,進而較佳為25重量份~100重量份)。
本實施形態中,作為發泡劑,可較佳地使用發泡起始溫度(熱膨脹起始溫度)(T0)為80℃~210℃之範圍者,較佳為具有90℃~200℃(更佳為95℃~200℃,尤佳為100℃~170℃)之發泡起始溫度者。若發泡劑之發泡起始溫度低於80℃,則有發泡劑因製造或使用密封體時之熱而發泡之情形,操作性或生產性降低。另一方面,於發泡劑之發泡起始溫度超過210℃之情形時,支持體或密封用片材40變得需要過度之耐熱性,就操作性、生產性或成本之方面而言不佳。再者,發泡劑之發泡起始溫度(T0)相當於熱膨脹性黏著劑層之發泡起始溫度(T0)。
再者,作為使發泡劑發泡之方法(即,使熱膨脹性黏著劑層熱膨脹之方法),可自公知之加熱發泡方法中適當選擇並採用。
本實施形態中,關於熱膨脹性黏著劑層,就加熱處理前之適度之接著力及加熱處理後之接著力之降低性之平衡性之方面而言,於23℃~150℃時,不含有發泡劑之形態下之彈性模數較佳為5×104Pa~1×106Pa,進而較佳為5×104Pa~8×105Pa,尤佳為5×104Pa~5×105Pa。若熱膨脹性黏著劑層之不含有發泡劑之形態下之彈性模數(溫度:23℃~150℃)未達5×104Pa,則有熱膨脹性較差,剝離性降低之情形。又,熱膨脹性黏著劑層之不含有發泡劑之形態下之彈性模數(溫度:23℃~150℃)大於1×106Pa之情形時,有初期接著性較差之情形。
再者,不含有發泡劑之形態之熱膨脹性黏著劑層相當於由黏著劑(不含有發泡劑)所形成之黏著劑層。因此,熱膨脹性黏著劑層之不含有發泡劑之形態下之彈性模數可使用黏著劑(不含有發泡劑)測定。再者,熱膨脹性黏著劑層可由包含可形成23℃~150℃下之彈性模數
為5×104Pa~1×106Pa之黏著劑層之黏著劑及發泡劑之熱膨脹性黏著劑形成。
熱膨脹性黏著劑層於不含有發泡劑之形態下之彈性模數設為如下剪切儲存模數G'之值:製作未添加發泡劑之形態之熱膨脹性黏著劑層(即,由不含有發泡劑之黏著劑製成之黏著劑層)(樣品),使用Rheometric公司製造之動態黏彈性測定裝置「ARES」,以樣品厚度約為1.5mm,使用φ7.9mm平行板之治具,於剪切模式下,以頻率:1Hz、升溫速度:5℃/分鐘、應變:0.1%(23℃)、0.3%(150℃)之條件下進行測定,獲得於23℃及150℃下之剪切儲存模數G'之值。
熱膨脹性黏著劑層之彈性模數可藉由調節黏著劑之基礎聚合物之種類、交聯劑、添加劑等而控制。
熱膨脹性黏著劑層之厚度並無特別限制,可根據接著力之降低性等而適當選擇,例如為5μm~300μm(較佳為20μm~150μm)左右。然而,於使用熱膨脹性微球作為發泡劑之情形時,熱膨脹性黏著劑層之厚度較佳為較所含之熱膨脹性微球之最大粒徑更厚。若熱膨脹性黏著劑層之厚度過薄,則因熱膨脹性微球之凹凸而使表面平滑性受損,加熱前(未發泡狀態)之接著性降低。又,因加熱處理所導致之熱膨脹性黏著劑層之變形度較小,導致接著力難以順利地降低。另一方面,若熱膨脹性黏著劑層之厚度過厚,則有於因加熱處理所導致之膨脹或發泡後,熱膨脹性黏著劑層變得易於產生凝聚破壞,而於密封體58產生糊劑殘留之情形。
再者,熱膨脹性黏著劑層可為單層,亦可為複數層。
本實施形態中,於熱膨脹性黏著劑層中亦可含有各種添加劑(例如著色劑、增黏劑、增量劑、填充劑、黏著賦予劑、塑化劑、抗老化劑、抗氧化劑、界面活性劑、交聯劑等)。
支持體61係成為暫時固定用片材60之強度母體之薄板狀構件。作為支持體61之材料,只要考慮操作性或耐熱性等適當選擇即可,例如可使用SUS等金屬材料、聚醯亞胺、聚醯胺醯亞胺、聚醚醚酮、聚醚碸等塑膠材料、玻璃或矽晶圓等。該等之中,就耐熱性或強度、可再利用性等觀點而言,較佳為SUS板。
支持體61之厚度可考慮目標強度或操作性而適當選擇,較佳為100~5000μm,更佳為300~2000μm。
暫時固定用片材60係藉由於支持體61上形成暫時固定用片材60而獲得。於採用熱膨脹性黏著劑層作為暫時固定用片材60之情形時,熱膨脹性黏著劑層例如可利用將黏著劑、發泡劑(熱膨脹性微球等)、及視需要之溶劑或其他添加劑等混合,形成片狀之層之慣用方法而形成。具體而言,例如可藉由如下方法形成熱膨脹性黏著劑層:將包含黏著劑、發泡劑(熱膨脹性微球等)、及視需要之溶劑或其他添加劑之混合物塗佈於支持體61上之方法;將上述混合物塗佈於適當之隔片(剝離紙等)上而形成熱膨脹性黏著劑層,將其轉印(轉移)至支持體61上之方法等。
本實施形態中,熱膨脹性黏著劑層可藉由加熱而熱膨脹。作為加熱處理方法,例如可利用加熱板、熱風乾燥機、近紅外線燈、空氣乾燥機等適當之加熱機構進行。加熱處理時之加熱溫度只要為熱膨脹性黏著劑層中之發泡劑(熱膨脹性微球等)之發泡起始溫度(熱膨脹起始溫度)以上即可,加熱處理之條件可根據發泡劑(熱膨脹性微球等)之種類等所引起之接著面積之減少性、包含支持體及半導體晶片之密封體等之耐熱性、加熱方法(熱容量、加熱機構等)等而適當設定。作為一般之加熱處理條件,為以溫度100℃~250℃進行1秒~90秒(加熱板
等)或5分鐘~15分鐘(熱風乾燥機等)。再者,加熱處理可根據使用目的以適當之階段進行。又,亦有可使用紅外線燈或加熱水作為加熱處理時之熱源之情形。
本實施形態中,亦可於暫時固定用片材60與支持體61之間設置以密接力之提高或加熱後之剝離性之提高等為目的之中間層(未圖示)。其中,較佳為設置橡膠狀有機彈性中間層作為中間層。如此,藉由設置橡膠狀有機彈性中間層,可於使半導體晶片53接著於暫時固定用片材60時(參照圖1),使暫時固定用片材60之表面良好地追隨半導體晶片53之表面形狀,從而增大接著面積,並且可於將密封體58自暫時固定用片材60加熱剝離時,高度(精度較佳)地控制暫時固定用片材60之加熱膨脹,使暫時固定用片材60於厚度方向上優先且均勻地膨脹。
再者,橡膠狀有機彈性中間層可介置於支持體61之單面或兩面。
關於橡膠狀有機彈性中間層,例如較佳為由基於ASTM D-2240之D型蕭氏D型硬度為50以下,尤其為40以下之天然橡膠、合成橡膠或具有橡膠彈性之合成樹脂形成。再者,即便為如聚氯乙烯等般本質上為硬質系聚合物,亦可藉由與塑化劑或柔軟劑等複合劑之組合而表現橡膠彈性。此種組合物亦可作為上述橡膠狀有機彈性中間層之構成材料使用。
橡膠狀有機彈性中間層例如可藉由如下形成方法而形成:將包含上述天然橡膠、合成橡膠或具有橡膠彈性之合成樹脂等橡膠狀有機彈性層形成材料之塗佈液塗佈於基材上之方式(塗佈法);使包含上述橡膠狀有機彈性層形成材料之膜、或事先於1層以上之熱膨脹性黏著劑層上形成有包含上述橡膠狀有機彈性層形成材料而構成之層之積層
膜與基材接著之方式(乾式層壓法);將包含基材之構成材料之樹脂組合物與包含上述橡膠狀有機彈性層形成材料之樹脂組合物共擠出之方式(共擠出法)等。
再者,橡膠狀有機彈性中間層可由以天然橡膠或合成橡膠或具有橡膠彈性之合成樹脂為主成分之黏著性物質形成,又,亦可由以該成分為主體之發泡膜等形成。發泡可藉由慣用之方法進行,例如藉由機械攪拌之方法、利用反應產生氣體之方法、使用發泡劑之方法、去除可溶性物質之方法、藉由噴霧之方法、形成混凝泡之方法、燒結法等。
橡膠狀有機彈性中間層等中間層之厚度例如為5μm~300μm,較佳為20μm~150μm左右。再者,於中間層例如為橡膠狀有機彈性中間層之情形時,若橡膠狀有機彈性中間層之厚度過薄,則有無法形成加熱發泡後之三維結構變化,導致剝離性變差之情形。
橡膠狀有機彈性中間層等中間層可為單層,亦可包含2層以上之層。
再者,於中間層中,亦可於不損害暫時固定用片材之作用效果之範圍內含有各種添加劑(例如著色劑、增黏劑、增量劑、填充劑、黏著賦予劑、塑化劑、抗老化劑、抗氧化劑、界面活性劑、交聯劑等)。
積層體準備步驟中,將複數個半導體晶片53以其電路形成面53a與暫時固定用片材60相對向之方式配置於上述暫時固定用片材60上,進行暫時固定(參照圖1)。於半導體晶片53之暫時固定時,可使用覆晶接合機或黏晶機等公知之裝置。
半導體晶片53之配置佈局或配置數可根據暫時固定用片材60之形狀或尺寸、目標封裝之生產數等而適當設定,例如,可排列成複數列且複數行之矩陣狀而配置。以上表示積層體準備步驟之一例。
又,於本實施形態之半導體裝置之製造方法中,如圖2所示,準備密封用片材40(步驟B)。密封用片材40亦可以積層於聚對苯二甲酸乙二酯(PET)膜等剝離襯墊41上之狀態準備。
關於密封用片材40,40℃~150℃下之最低熔融黏度較佳為於50~20000Pa‧s之範圍內,更佳為100~15000Pa‧s之範圍內,進而較佳為200~10000Pa‧s之範圍內。密封用片材40之40℃~150℃下之最低熔融黏度可藉由選擇密封用片材40之構成材料而控制。若密封用片材40之40℃~150℃下之最低熔融黏度為50Pa‧s以上,則密封體58形成時之構成密封用片材40之樹脂之伸出成為一定範圍內。其結果可進一步防止支持體61等被污染。又,若上述最低熔融黏度為20000Pa‧s以下,則可較佳地嵌入半導體晶片53。
密封用片材40之構成材料較佳為包含環氧樹脂、及用作硬化劑之酚樹脂。藉此,可獲得良好之熱硬化性。
作為上述環氧樹脂,並無特別限定。例如,可使用三苯基甲烷型環氧樹脂、甲酚酚醛清漆型環氧樹脂、聯苯型環氧樹脂、改性雙酚A型環氧樹脂、雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、改性雙酚F型環氧樹脂、二環戊二烯型環氧樹脂、酚系酚醛清漆型環氧樹脂、苯氧樹脂等各種環氧樹脂。該等環氧樹脂可單獨使用,亦可併用2種以上。
就確保環氧樹脂之硬化後之韌性及環氧樹脂之反應性之觀點而言,較佳為環氧當量150~250、軟化點或者熔點為50~130℃之常溫下為固體形狀者,其中,就可靠性之觀點而言,更佳為三苯基甲烷型環氧樹脂、甲酚酚醛清漆型環氧樹脂、聯苯型環氧樹脂。
上述酚樹脂只要為與環氧樹脂之間發生硬化反應者,則並無特
別限定。例如可使用酚系酚醛清漆樹脂、苯酚芳烷基樹脂、聯苯芳烷基樹脂、二環戊二烯型酚樹脂、甲酚酚醛清漆樹脂、可溶酚醛樹脂等。該等酚樹脂可單獨使用,亦可併用2種以上。
作為上述酚樹脂,就與環氧樹脂之反應性之觀點而言,較佳為使用羥基當量為70~250、軟化點為50~110℃者,其中,就硬化反應性較高之觀點而言,可較佳地使用酚系酚醛清漆樹脂。又,就可靠性之觀點而言,亦可較佳地使用苯酚芳烷基樹脂或聯苯芳烷基樹脂般之低吸濕性者。
關於環氧樹脂與酚樹脂之調配比率,就硬化反應性之觀點而言,較佳為以相對於環氧樹脂中之環氧基1當量,酚樹脂中之羥基之合計成為0.7~1.5當量之方式調配,更佳為0.9~1.2當量。
密封用片材40中之環氧樹脂及酚樹脂之合計含量較佳為2.5重量%以上,更佳為3.0重量%以上。若為2.5重量%以上,則可良好地獲得對半導體晶片53之接著力。密封用片材40中之環氧樹脂及酚樹脂之合計含量較佳為20重量%以下,更佳為10重量%以下。若為20重量%以下,則可降低吸濕性。
密封用片材40較佳為含有熱塑性樹脂。藉此,可獲得未硬化時之操作性或硬化物之低應力性。
作為上述熱塑性樹脂,可列舉:天然橡膠、丁基橡膠、異戊二烯橡膠、氯丁二烯橡膠、乙烯-乙酸乙酯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-丙烯酸酯共聚物、聚丁二烯樹脂、聚碳酸酯樹脂、熱塑性聚醯亞胺樹脂、6-尼龍或6,6-尼龍等聚醯胺樹脂、苯氧基樹脂、丙烯酸系樹脂、PET或PBT(polybutylene terephthalate,聚對苯二甲酸丁二酯)等飽和聚酯樹脂、聚醯胺醯亞胺樹脂、氟樹脂、苯乙烯-異丁烯-苯乙烯嵌段共聚物等。該等熱塑性樹脂可單獨使用,或亦可併用2種以上。其中,就低應力性、低吸水性之觀點而言,較佳為苯乙烯-異丁
烯-苯乙烯嵌段共聚物。
密封用片材40中之熱塑性樹脂之含量較佳為1.5重量%以上,更佳為2.0重量%以上。若為1.5重量%以上,則可獲得柔軟性、可撓性。密封用片材40中之熱塑性樹脂之含量較佳為6重量%以下,更佳為4重量%以下。若為4重量%以下,則與半導體晶片53之接著性良好。
密封用片材40較佳為含有無機填充劑。
上述無機填充劑並無特別限定,可使用先前公知之各種填充劑,例如可列舉:石英玻璃、滑石、二氧化矽(熔融二氧化矽或晶質二氧化矽等)、氧化鋁、氮化鋁、氮化矽、氮化硼之粉末。該等可單獨使用,亦可併用2種以上。其中,就可良好地減小線膨脹係數之原因而言,較佳為二氧化矽、氧化鋁,更佳為二氧化矽。
作為二氧化矽,較佳為二氧化矽粉末,更佳為熔融二氧化矽粉末。作為熔融二氧化矽粉末,可列舉球狀熔融二氧化矽粉末、破碎熔融二氧化矽粉末,但就流動性之觀點而言,較佳為球狀熔融二氧化矽粉末。其中,較佳為平均粒徑為10~30μm之範圍者,更佳為15~25μm之範圍者。
再者,關於平均粒徑,例如可藉由使用自母群中任意抽選之試樣,使用雷射繞射散射式粒度分佈測定裝置進行測定而推導得出。
關於密封用片材40中之上述無機填充劑之含量,相對於密封用片材40整體,較佳為75~95重量%,更佳為78~95重量%。若上述無機填充劑之含量相對於密封用片材40整體為75重量%以上,則可藉由將熱膨脹率抑制得較低,而抑制因熱衝擊所導致之機械性破壞。其結果是,另一方面,若上述無機填充劑之含量相對於密封用片材40整體為95重量%以下,則柔軟性、流動性、接著性變得更佳。
密封用片材40較佳為含有硬化促進劑。
作為硬化促進劑,只要為使環氧樹脂與酚樹脂之硬化進行者,則並無特別限定,例如可列舉:三苯基膦、四苯基硼酸四苯基鏻等有機磷系化合物;2-苯基-4,5-二羥基甲基咪唑、2-苯基-4-甲基-5-羥基甲基咪唑等咪唑系化合物等。其中,就即便因混練時溫度上升而硬化反應亦不急遽進行,而可較佳地製作密封用片材40之原因而言,較佳為2-苯基-4,5-二羥基甲基咪唑。
硬化促進劑之含量相對於環氧樹脂及酚樹脂之合計100重量份,較佳為0.1~5重量份。
密封用片材40較佳為含有阻燃劑成分。藉此,可降低因零件短路或放熱等所導致之著火時之燃燒擴大。作為阻燃劑組成成分,例如可使用氫氧化鋁、氫氧化鎂、氫氧化鐵、氫氧化鈣、氫氧化錫、複合化金屬氫氧化物等各種金屬氫氧化物;磷腈系阻燃劑等。
就即便少量亦發揮阻燃效果之觀點而言,磷腈系阻燃劑所含之磷元素之含有率較佳為12重量%以上。
關於密封用片材40中之阻燃劑成分之含量,於全部有機成分(無機填料除外)中,較佳為10重量%以上,更佳為15重量%以上。若為10重量%以上,則可良好地獲得阻燃性。密封用片材40中之熱塑性樹脂之含量較佳為30重量%以下,更佳為25重量%以下。若為30重量%以下,則有硬化物之物性降低(具體而言,玻璃轉移溫度或高溫樹脂強度等物性之降低)較少之傾向。
密封用片材40較佳為含有矽烷偶合劑。作為矽烷偶合劑,並無特別限定,可列舉3-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷等。
密封用片材40中之矽烷偶合劑之含量較佳為0.1~3重量%。若為0.1重量%以上,則可充分獲得硬化物之強度,降低吸水率。若為3重量%以下,則可使釋氣量降低。
密封用片材40較佳為經著色。藉此,可發揮優異之標記性及外
觀性,可製成有附加價值之外觀之半導體裝置。經著色之密封用片材40由於具有優異之標記性,故而可實施標記,賦予文字資訊或圖形資訊等各種資訊。尤其是藉由控制著色之顏色,可以優異之視認性視認藉由標記所賦予之資訊(文字資訊、圖形資訊等)。進而,密封用片材40亦可按製品加以分類。於將密封用片材40製成有色之情形時(不為無色、透明之情形),作為藉由著色所呈現之顏色並無特別限制,例如較佳為黑色、藍色、紅色等深色,尤佳為黑色。
本實施形態中,所謂深色,基本而言意指L*a*b*表色系統中規定之L*成為60以下(0~60)[較佳為50以下(0~50),進而較佳為40以下(0~40)]之深色。
又,所謂黑色,基本而言意指L*a*b*表色系統中規定之L*成為35以下(0~35)[較佳為30以下(0~30),進而較佳為25以下(0~25)]之黑色系顏色。再者,關於黑色,L*a*b*表色系統中規定之a*或b*分別可根據L*之值適當選擇。作為a*或b*,例如兩者均較佳為-10~10,更佳為-5~5,尤佳為-3~3之範圍(其中,0或大致為0)。
再者,本實施形態中,L*a*b*表色系統中規定之L*、a*、b*係藉由使用色彩色差計(商品名「CR-200」Minolta公司製造;色彩色差計)進行測定而求出。再者,L*a*b*表色系統為國際照明委員會(CIE)於1976年推薦之色空間,意指被稱為CIE1976(L*a*b*)表色系統之色空間。又,L*a*b*表色系統於日本工業標準中規定為JIS Z 8729。
於將密封用片材40著色時,可根據目標顏色使用色料(著色劑)。本發明之密封用片材可為一層構成,亦可由複數層構成,較佳為至少於相對於與暫時固定用片材相對向之面為相反之面側添加著色劑。具體而言,於密封用片材為1層構成之情形時,可於整個密封用片材均勻地含有著色劑,亦可於相對於與暫時固定用片材相對向之面為相反之面側以著色劑離散之態樣含有著色劑。又,於由複數層構成之情形
時,可於相對於與暫時固定用片材相對向之面為相反之面側之層添加著色劑,並且不對其以外之層添加著色劑。本實施形態中,就本發明之密封用片材為1層構成之情形進行說明。其原因在於:若於密封用片材之相對於與暫時固定用片材相對向之面為相反之面側添加著色劑,則可提高經雷射標記之部分之視認性。作為此種色料,可較佳地使用黑色系色料、藍色系色料、紅色系色料等各種深色系色料,尤佳為黑色系色料。作為色料,可為顏料、染料等之任意者。色料可單獨使用,或可組合2種以上使用。再者,作為染料,可使用酸性染料、反應染料、直接染料、分散染料、陽離子染料等任一形態之染料。
又,關於顏料,其形態亦並無特別限制,可自公知之顏料中適當選擇而使用。
尤其若使用染料作為色料,則成為染料藉由溶解而均勻或大致均勻地分散於密封用片材40中之狀態,故可容易地製造著色濃度均勻或大致均勻之密封用片材40,可提高標記性或外觀性。
作為黑色系色料,並無特別限制,例如可自無機黑色系顏料、黑色系染料中適當選擇。又,作為黑色系色料,亦可為混合有氰系色料(藍綠系色料)、洋紅系色料(紫紅系色料)及黃色(Yellow)系色料之色料混合物。黑色系色料可單獨使用,或可組合2種以上使用。當然,黑色系色料亦可與黑色以外之顏色之色料併用。
具體而言,作為黑色系色料,例如可列舉:碳黑(爐黑、煙囪黑、乙炔黑、熱碳黑、燈黑等)、石墨(Graphite)、氧化銅、二氧化錳、偶氮系顏料(甲亞胺偶氮黑等)、苯胺黑、苝黑、鈦黑、花青黑、活性碳、鐵氧體(非磁性鐵氧體、磁性鐵氧體等)、磁鐵礦、氧化鉻、氧化鐵、二硫化鉬、鉻錯合物、複合氧化物系黑色色素、蒽醌系有機黑色色素等。
本發明中,作為黑色系色料,亦可利用C.I.溶劑黑3、C.I.溶劑黑
7、C.I.溶劑黑22、C.I.溶劑黑27、C.I.溶劑黑29、C.I.溶劑黑34、C.I.溶劑黑43、C.I.溶劑黑70、C.I.直接黑17、C.I.直接黑19、C.I.直接黑22、C.I.直接黑32、C.I.直接黑38、C.I.直接黑51、C.I.直接黑71、C.I.酸性黑1、C.I.酸性黑2、C.I.酸性黑24、C.I.酸性黑26、C.I.酸性黑31、C.I.酸性黑48、C.I.酸性黑52、C.I.酸性黑107、C.I.酸性黑109、C.I.酸性黑110、C.I.酸性黑119、C.I.酸性黑154、C.I.分散黑1、C.I.分散黑3、C.I.分散黑10、C.I.分散黑24等黑色系染料;C.I.顏料黑1、C.I.顏料黑7等黑色系顏料等。
作為此種黑色系色料,例如市售有商品名「Oil Black BY」、商品名「Oil Black BS」、商品名「Oil Black HBB」、商品名「Oil Black 803」、商品名「Oil Black 860」、商品名「Oil Black 5970」、商品名「Oil Black 5906」、商品名「Oil Black 5905」(Orient Chemical Industries股份有限公司製造)等。
作為黑色系色料以外之色料,例如可列舉:氰系色料、洋紅系色料、黃色系色料等。作為氰系色料,例如可列舉:C.I.溶劑藍25、C.I.溶劑藍36、C.I.溶劑藍60、C.I.溶劑藍70、C.I.溶劑藍93、C.I.溶劑藍95;C.I.酸性藍6、C.I.酸性藍45等氰系染料;C.I.顏料藍1、C.I.顏料藍2、C.I.顏料藍3、C.I.顏料藍15、C.I.顏料藍15:1、C.I.顏料藍15:2、C.I.顏料藍15:3、C.I.顏料藍15:4、C.I.顏料藍15:5、C.I.顏料藍15:6、C.I.顏料藍16、C.I.顏料藍17、C.I.顏料藍17:1、C.I.顏料藍18、C.I.顏料藍22、C.I.顏料藍25、C.I.顏料藍56、C.I.顏料藍60、C.I.顏料藍63、C.I.顏料藍65、C.I.顏料藍66;C.I.還原藍4、C.I.還原藍60、C.I.顏料綠7等氰系顏料等。
又,於洋紅系色料中,作為洋紅系染料,例如可列舉:C.I.溶劑紅1、C.I.溶劑紅3、C.I.溶劑紅8、C.I.溶劑紅23、C.I.溶劑紅24、C.I.溶劑紅25、C.I.溶劑紅27、C.I.溶劑紅30、C.I.溶劑紅49、C.I.溶劑紅
52、C.I.溶劑紅58、C.I.溶劑紅63、C.I.溶劑紅81、C.I.溶劑紅82、C.I.溶劑紅83、C.I.溶劑紅84、C.I.溶劑紅100、C.I.溶劑紅109、C.I.溶劑紅111、C.I.溶劑紅121、C.I.溶劑紅122;C.I.分散紅9;C.I.溶劑紫8、C.I.溶劑紫13、C.I.溶劑紫14、C.I.溶劑紫21、C.I.溶劑紫27;C.I.分散紫1;C.I.鹼性紅1、C.I.鹼性紅2、C.I.鹼性紅9、C.I.鹼性紅12、C.I.鹼性紅13、C.I.鹼性紅14、C.I.鹼性紅15、C.I.鹼性紅17、C.I.鹼性紅18、C.I.鹼性紅22、C.I.鹼性紅23、C.I.鹼性紅24、C.I.鹼性紅27、C.I.鹼性紅29、C.I.鹼性紅32、C.I.鹼性紅34、C.I.鹼性紅35、C.I.鹼性紅36、C.I.鹼性紅37、C.I.鹼性紅38、C.I.鹼性紅39、C.I.鹼性紅40;C.I.鹼性紫1、C.I.鹼性紫3、C.I.鹼性紫7、C.I.鹼性紫10、C.I.鹼性紫14、C.I.鹼性紫15、C.I.鹼性紫21、C.I.鹼性紫25、C.I.鹼性紫26、C.I.鹼性紫27、C.I.鹼性紫28等。
於洋紅系色料中,作為洋紅系顏料,例如可列舉:C.I.顏料紅1、C.I.顏料紅2、C.I.顏料紅3、C.I.顏料紅4、C.I.顏料紅5、C.I.顏料紅6、C.I.顏料紅7、C.I.顏料紅8、C.I.顏料紅9、C.I.顏料紅10、C.I.顏料紅11、C.I.顏料紅12、C.I.顏料紅13、C.I.顏料紅14、C.I.顏料紅15、C.I.顏料紅16、C.I.顏料紅17、C.I.顏料紅18、C.I.顏料紅19、C.I.顏料紅21、C.I.顏料紅22、C.I.顏料紅23、C.I.顏料紅30、C.I.顏料紅31、C.I.顏料紅32、C.I.顏料紅37、C.I.顏料紅38、C.I.顏料紅39、C.I.顏料紅40、C.I.顏料紅41、C.I.顏料紅42、C.I.顏料紅48:1、C.I.顏料紅48:2、C.I.顏料紅48:3、C.I.顏料紅48:4、C.I.顏料紅49、C.I.顏料紅49:1、C.I.顏料紅50、C.I.顏料紅51、C.I.顏料紅52、C.I.顏料紅52:2、C.I.顏料紅53:1、C.I.顏料紅54、C.I.顏料紅55、C.I.顏料紅56、C.I.顏料紅57:1、C.I.顏料紅58、C.I.顏料紅60、C.I.顏料紅60:1、C.I.顏料紅63、C.I.顏料紅63:1、C.I.顏料紅63:2、C.I.顏料紅64、C.I.顏料紅64:1、C.I.顏料紅67、C.I.顏料紅68、C.I.顏料紅81、
C.I.顏料紅83、C.I.顏料紅87、C.I.顏料紅88、C.I.顏料紅89、C.I.顏料紅90、C.I.顏料紅92、C.I.顏料紅101、C.I.顏料紅104、C.I.顏料紅105、C.I.顏料紅106、C.I.顏料紅108、C.I.顏料紅112、C.I.顏料紅114、C.I.顏料紅122、C.I.顏料紅123、C.I.顏料紅139、C.I.顏料紅144、C.I.顏料紅146、C.I.顏料紅147、C.I.顏料紅149、C.I.顏料紅150、C.I.顏料紅151、C.I.顏料紅163、C.I.顏料紅166、C.I.顏料紅168、C.I.顏料紅170、C.I.顏料紅171、C.I.顏料紅172、C.I.顏料紅175、C.I.顏料紅176、C.I.顏料紅177、C.I.顏料紅178、C.I.顏料紅179、C.I.顏料紅184、C.I.顏料紅185、C.I.顏料紅187、C.I.顏料紅190、C.I.顏料紅193、C.I.顏料紅202、C.I.顏料紅206、C.I.顏料紅207、C.I.顏料紅209、C.I.顏料紅219、C.I.顏料紅222、C.I.顏料紅224、C.I.顏料紅238、C.I.顏料紅245;C.I.顏料紫3、C.I.顏料紫9、C.I.顏料紫19、C.I.顏料紫23、C.I.顏料紫31、C.I.顏料紫32、C.I.顏料紫33、C.I.顏料紫36、C.I.顏料紫38、C.I.顏料紫43、C.I.顏料紫50;C.I.還原紅1、C.I.還原紅2、C.I.還原紅10、C.I.還原紅13、C.I.還原紅15、C.I.還原紅23、C.I.還原紅29、C.I.還原紅35等。
又,作為黃色系色料,例如可列舉:C.I.溶劑黃19、C.I.溶劑黃44、C.I.溶劑黃77、C.I.溶劑黃79、C.I.溶劑黃81、C.I.溶劑黃82、C.I.溶劑黃93、C.I.溶劑黃98、C.I.溶劑黃103、C.I.溶劑黃104、C.I.溶劑黃112、C.I.溶劑黃162等黃色系染料;C.I.顏料橙31、C.I.顏料橙43;C.I.顏料黃1、C.I.顏料黃2、C.I.顏料黃3、C.I.顏料黃4、C.I.顏料黃5、C.I.顏料黃6、C.I.顏料黃7、C.I.顏料黃10、C.I.顏料黃11、C.I.顏料黃12、C.I.顏料黃13、C.I.顏料黃14、C.I.顏料黃15、C.I.顏料黃16、C.I.顏料黃17、C.I.顏料黃23、C.I.顏料黃24、C.I.顏料黃34、C.I.顏料黃35、C.I.顏料黃37、C.I.顏料黃42、C.I.顏料黃53、C.I.顏料黃55、C.I.顏料黃65、C.I.顏料黃73、C.I.顏料黃74、C.I.顏料黃75、C.I.
顏料黃81、C.I.顏料黃83、C.I.顏料黃93、C.I.顏料黃94、C.I.顏料黃95、C.I.顏料黃97、C.I.顏料黃98、C.I.顏料黃100、C.I.顏料黃101、C.I.顏料黃104、C.I.顏料黃108、C.I.顏料黃109、C.I.顏料黃110、C.I.顏料黃113、C.I.顏料黃114、C.I.顏料黃116、C.I.顏料黃117、C.I.顏料黃120、C.I.顏料黃128、C.I.顏料黃129、C.I.顏料黃133、C.I.顏料黃138、C.I.顏料黃139、C.I.顏料黃147、C.I.顏料黃150、C.I.顏料黃151、C.I.顏料黃153、C.I.顏料黃154、C.I.顏料黃155、C.I.顏料黃156、C.I.顏料黃167、C.I.顏料黃172、C.I.顏料黃173、C.I.顏料黃180、C.I.顏料黃185、C.I.顏料黃195;C.I.還原黃1、C.I.還原黃3、C.I.還原黃20等黃色系顏料等。
氰系色料、洋紅系色料、黃色系色料等各種色料可分別單獨使用或組合2種以上使用。再者,於將氰系色料、洋紅系色料、黃色系色料等各種色料使用2種以上之情形時,作為該等色料之混合比率(或調配比率),並無特別限制,可根據各色料之種類或目標色等而適當選擇。
作為密封用片材40之可見光(波長:380nm~800nm)之光線透過率(可見光透過率),並無特別限制,例如,較佳為20%~0%之範圍,進而較佳為10%~0%,尤佳為5%~0%。藉由將密封用片材40之可見光透過率設為20%以下,可使列印視認性良好。又,可防止因光線通過所導致之對半導體元件之不良影響。
關於密封用片材40之可見光線透過率(%),製作厚度(平均厚度)為10μm之密封用片材40,使用商品名「UV-2550」(島津製作所製造),對該密封用片材40(厚度:10μm)以特定之強度照射波長為380nm~800nm之可見光線。可測定藉由該照射而透過密封用片材40之可見光線之光強度,並根據下式算出。
可見光線透過率(%)=((密封用片材40之透過後之可見光線之光
強度)/(可見光線之初期光強度))×100
再者,光線透過率(%)之上述算出方法亦可應用於厚度不為10μm之密封用片材40之光線透過率(%)之算出。具體而言,可根據朗伯-比爾定律(Lambert-Beer law)如下述般算出10μm時之吸光度A10。
A10=α×L10×C (1)
(式中,L10表示光徑長度,α表示吸光係數,C表示試樣濃度)
又,厚度X(μm)時之吸光度AX可由下述式(2)表示。
AX=α×LX×C (2)
進而,厚度20μm時之吸光度A20可由下述式(3)表示。
A10=-log10T10 (3)
(式中,T10表示厚度10μm時之光線透過率)
根據上述式(1)~(3),吸光度AX可表示為
AX=A10×(LX/L10)=-[log10(T10)]×(LX/L10)。
藉此,厚度X(μm)時之光線透過率TX(%)可根據下述式算出。
TX=10-AX
其中,AX=-[log10(T10)]×(LX/L10)
本實施形態中,求出密封用片材之光線透過率(%)時之密封用片材之厚度(平均厚度)為10μm,但該密封用片材之厚度僅為求出密封用片材之光線透過率(%)時之厚度,並不意味著本發明之密封用片材為10μm。
密封用片材40之光線透過率(%)可根據樹脂成分之種類或其含量、著色劑(顏料或染料等)之種類或其含量、填充材料之種類或其含量等進行控制。
再者,於密封用片材40中,除上述各成分以外,可視需要適當調配其他添加劑。
密封用片材40之厚度並無特別限定,就用作密封用片材之觀點、及防止自加壓後之暫時固定用片材伸出之觀點而言,例如設為50μm~2000μm,較佳為設為70μm~1200μm,更佳為設為100μm~700μm。
密封用片材40之製造方法並無特別限定,較佳為製備用以形成密封用片材40之樹脂組合物之混練物並塗佈所獲得之混練物之方法,或將所獲得之混練物塑性加工為片狀之方法。藉此,可不使用溶劑而製作密封用片材40,故可抑制半導體晶片53因揮發之溶劑受到影響。
具體而言,藉由將下述各成分利用研磨輥、加壓式捏合機、擠出機等公知之混練機熔融混練而製備混練物,將所獲得之混練物藉由塗佈或塑性加工而製成片狀。作為混練條件,溫度較佳為上述各成分之軟化點以上,例如30~150℃,若考慮到環氧樹脂之熱硬化性,則較佳為40~140℃,進而較佳為60~120℃。時間例如為1~30分鐘,較佳為5~15分鐘。
混練較佳為於減壓條件下(減壓環境下)進行。藉此,可進行脫氣,並且可防止氣體向混練物中之侵入。減壓條件下之壓力較佳為0.1kg/cm2以下,更佳為0.05kg/cm2以下。減壓下之壓力之下限並無特別限定,例如為1×10-4kg/cm2以上。
於塗佈混練物而形成密封用片材40之情形時,較佳為熔融混練後之混練物不冷卻而保持高溫狀態直接進行塗佈。作為塗佈方法,並無特別限制,可列舉棒式塗佈法、刮刀塗法,狹縫式塗佈法等。作為塗佈時之溫度,較佳為上述各成分之軟化點以上,若考慮到環氧樹脂之熱硬化性及成形性,則例如為40~150℃,較佳為50~140℃,進而較佳為70~120℃。
於對混練物塑性加工而形成密封用片材40之情形時,較佳為熔融混練後之混練物不冷卻而保持高溫狀態直接進行塑性加工。作為塑
性加工方法,並無特別限制,可列舉平板加壓法、T模擠出法、螺旋模頭擠出法、輥壓延法、輥混練法、吹脹擠出法、共擠出法、軋光機成形法等。作為塑性加工溫度,較佳為上述各成分之軟化點以上,若考慮到環氧樹脂之熱硬化性及成形性,則例如為40~150℃,較佳為50~140℃,進而較佳為70~120℃。
再者,關於密封用片材40,亦可將用以形成密封用片材40之樹脂等溶解、分散於適當之溶劑中而製備清漆,並塗佈該清漆而獲得。
於準備密封用片材之步驟後,如圖2所示,將積層體50以暫時固定有半導體晶片53之面朝上之方式配置於下側加熱板62上,並且於積層體50之暫時固定有半導體晶片53之面上配置密封用片材40。於該步驟中,可首先於下側加熱板62上配置積層體50,其後於積層體50上配置密封用片材40,亦可首先於積層體50上配置密封用片材40,其後,將積層有積層體50及密封用片材40之積層物配置於下側加熱板62上。
其次,如圖3所示,藉由下側加熱板62及上側加熱板64進行熱壓,而將半導體晶片53嵌入至密封用片材40,形成半導體晶片53已嵌入密封用片材40中之密封體58(步驟C)。密封用片材40作為用以保護半導體晶片53及其附帶之元件遠離外部環境之密封樹脂而發揮功能。藉此,獲得暫時固定於暫時固定用片材60上之半導體晶片53已嵌入密封用片材40中之密封體58。
作為將半導體晶片53嵌入密封用片材40時之熱壓條件,只要於密封用片材40不自暫時固定用片材60伸出之範圍內,則並無特別限定,溫度例如為40~150℃,較佳為60~120℃,壓力例如為0.1~10MPa,較佳為0.5~8MPa,時間例如為0.3~10分鐘,較佳為0.5~5分鐘。藉此,可獲得半導體晶片53已嵌入密封用片材40中之半導體裝
置。又,若考慮到提高密封用片材40對半導體晶片53及暫時固定用片材60之密接性及追隨性,則較佳為於減壓條件下壓製。
作為上述減壓條件,壓力例如為0.1~5kPa,較佳為0.1~100Pa,減壓保持時間(自減壓開始至加壓開始之時間)例如為5~600秒,較佳為10~300秒。
此處,藉由該步驟C獲得之密封體58之俯視外周上之最遠2點間之距離d1與暫時固定用片材60之俯視外周上之最遠2點間之距離d2的比d2/d1為1.03以上,較佳為1.05以上,進而較佳為1.07以上。又,上述比d2/d1越大越佳,但例如可設為1.5以下。
再者,關於上述d1,於密封體58之形狀俯視下為矩形之情形時,係指其對角線之長度,於圓形之情形時,係指其直徑。又,關於上述d2,於暫時固定用片材60之形狀俯視下為矩形之情形時,係指其對角線之長度,於圓形之情形時,係指其直徑。
圖4係用以說明比d2/d1之俯視圖。圖4中,表示暫時固定用片材60及密封體58於俯視下為矩形之情形之情況為例。圖4所示之例中,比d2/d1為1.03以上。
由於上述比d2/d1為1.03以上,故形成密封體後(步驟C之後),密封體58以不於橫方向(俯視方向)上自暫時固定用片材60伸出之態樣被暫時固定於暫時固定用片材60上。即,即便假設構成密封用片材40之樹脂之一部分於密封體形成步驟中被於橫方向上擠出,而亦收容於暫時固定用片材60上之範圍內。其結果可防止伸出之樹脂折入至暫時固定用片材60之背面側等,可防止支持體61等被污染。
作為將上述比d2/d1設為1.03以上之方法,可藉由事先假定因上述步驟C導致構成密封用片材40之樹脂被於橫方向上擠出之量,於上述步驟C之後以上述比d2/d1成為1.03以上之方式選擇密封用片材40及暫時固定用片材60之大小,或者選擇熱壓條件,從而實現。
其次,將剝離襯墊41剝離(參照圖5)。
其次,使密封用片材40熱硬化(步驟D)。具體而言,例如對暫時固定於暫時固定用片材60上之半導體晶片53已嵌入密封用片材40中之密封體58整體進行加熱。
作為熱硬化處理之條件,加熱溫度較佳為100℃以上,更佳為120℃以上。另一方面,加熱溫度之上限較佳為200℃以下,更佳為180℃以下。加熱時間較佳為10分鐘以上,更佳為30分鐘以上。另一方面,加熱時間之上限較佳為180分鐘以下,更佳為120分鐘以下。
又,亦可視需要進行加壓,較佳為0.1MPa以上,更佳為0.5MPa以上。另一方面,上限較佳為10MPa以下,更佳為5MPa以下。
其次,如圖6所示,藉由使暫時固定用片材60熱膨脹,而於暫時固定用片材60與密封體58之間進行剝離。或者,亦可較佳地採用如下順序:於支持體61與暫時固定用片材60之界面進行剝離,其後於暫時固定用片材60與密封體58之界面進行由熱膨脹引起之剝離。於任一情形時,皆可利用將暫時固定用片材60加熱使其熱膨脹,降低黏著力,而容易地進行於暫時固定用片材60與密封體58之界面之剝離。作為熱膨脹之條件,可較佳地採用上述「熱膨脹性黏著劑層之熱膨脹方法」之欄之條件。尤佳為熱膨脹性黏著劑層為於上述熱硬化步驟之加熱時不會剝離而於該熱膨脹性黏著劑層剝離步驟中之加熱時會剝離的構成。
其次,如圖7所示,視需要研磨密封體58之密封用片材40,使半導體晶片53之背面53c露出。作為研磨密封用片材40之方法,並無特
別限定,例如可列舉使用高速旋轉之磨石之研磨法。
本實施形態中,較佳為進而包含於密封體58之半導體晶片53之電路形成面53a形成再配線69之再配線形成步驟。再配線形成步驟中,於剝離上述暫時固定用片材60後,在密封體58上形成與上述露出之半導體晶片53連接之再配線69(參照圖8)。
作為再配線之形成方法,例如可利用真空成膜法等公知之方法於露出之半導體晶片53上形成金屬籽晶層,藉由半加成法等公知之方法形成再配線69。
其後,亦可於再配線69及密封體58上形成聚醯亞胺或PBO(Polybenzoxazole,聚苯并唑)等之絕緣層。
其次,亦可進行於所形成之再配線69上形成凸塊67之凸塊製作加工(參照圖8)。凸塊製作加工可利用焊錫球或鍍錫鉛等公知之方法進行。
最後,對包含半導體晶片53、密封用片材40及再配線69等元件之積層體進行切割(參照圖9)。藉此,可獲得將配線抽出至晶片區域之外側之半導體裝置59。
關於本發明,只要進行上述步驟A、上述步驟B、上述步驟C、及上述D步驟即可,其以外之步驟為任意,可進行亦可不進行。
以下,關於本發明,使用實施例詳細進行說明,但本發明只要不超出其主旨,則並不限定於以下實施例。又,各例中,只要無特別說明,份均為重量基準。
利用攪拌器將以下成分混合,藉由雙軸混練機以120℃進行2分鐘熔融混練,繼而,自T型模頭擠出,藉此,製作厚度200μm之密封用片材A。
環氧樹脂:雙酚F型環氧樹脂(新日鐵化學股份有限公司製造,YSLV-80XY(環氧當量200g/eq.軟化點80℃)) 332.7份
酚樹脂:具有聯苯芳烷基骨架之酚樹脂(明和化成公司製造,MEH-7851-SS(羥基當量203g/eq.,軟化點67℃)) 351.9份
硬化促進劑:作為硬化觸媒之咪唑系觸媒(四國化成工業股份有限公司製造,2PHZ-PW) 11.7份
無機填充劑:球狀熔融二氧化矽粉末(電氣化學工業公司製造,FB-9454,平均粒徑20μm) 8800份
矽烷偶合劑:含環氧基之矽烷偶合劑(信越化學工業股份有限公司製造,KBM-403) 5份
碳黑(三菱化學股份有限公司製造,#20) 30份
彈性體:苯乙烯-異丁烯-苯乙烯三嵌段共聚物(Kaneka股份有限公司製造,SIBSTAR 072T) 298.4份
利用攪拌器將以下成分混合,藉由雙軸混練機以120℃進行2分鐘熔融混練,繼而,自T型模頭擠出,藉此,製作厚度200μm之密封用片材B。
環氧樹脂:雙酚F型環氧樹脂(新日鐵化學股份有限公司製造,YSLV-80XY(環氧當量200g/eq.軟化點80℃)) 286份
酚樹脂:具有聯苯芳烷基骨架之酚樹脂(明和化成公司製造,MEH-7851-SS(羥基當量203g/eq.,軟化點67℃)) 303份
硬化促進劑:作為硬化觸媒之咪唑系觸媒(四國化成工業股份有
限公司製造,2PHZ-PW) 6份
無機填充劑:球狀熔融二氧化矽粉末(電氣化學工業公司製造,FB-9454,平均粒徑20μm) 1595份
矽烷偶合劑:含環氧基之矽烷偶合劑(信越化學工業股份有限公司製造,KBM-403) 5份
碳黑(三菱化學股份有限公司製造,#20) 5份
準備熱發泡帶(日東電工公司製造,製品名:REVALPHA(編號:No.3195V),厚度:100μm)作為暫時固定用片材A。
準備材質為Pyrex(註冊商標)(耐熱玻璃),且長320mm×寬420mm×厚1.1mm之尺寸者作為支持體A。
準備材質為Pyrex(註冊商標)(耐熱玻璃),且長500mm×寬550mm×厚1.1mm之尺寸者作為支持體B。
將使用黏彈性測定裝置ARES(Rheometric Scientific公司製造)測定各密封用片材時之25℃~200℃下之熔融黏度之最低值設為最低熔融黏度。測定條件設為升溫速度10℃/min、應變:20%、頻率:0.1Hz。將結果示於表1。
將密封用片材A切為長300mm×寬400mm×厚0.2mm。又,將暫時固定用片材A切為長315mm×寬415mm。其次,將暫時固定用片材A貼附於支持體A上。
其次,將半導體晶片(7mm見方,厚度100μm)以間隔(晶片端與晶片端之間隔)4.8mm暫時固定於暫時固定用片材A上。此時,半導體晶片排列有長25個×寬33個。
其次,將製作之密封用片材A配置於半導體晶片上。此時,以俯視下密封用片材A之中心與暫時固定用片材A之中心一致之方式配置。
其次,使用真空壓製裝置(商品名「VACUUM ACE」,Mikado Technos公司製造),以真空壓力10Pa、壓製壓力0.5MPa、壓製溫度90℃、壓製時間60秒進行熱壓。
其後,測定密封用片材與暫時固定用片材之長度、寬度,求出熱壓後之比d2/d1(步驟C之後之比d2/d1)。將結果示於表2。
再者,其後以150℃於大氣壓下進行60分鐘熱硬化。測定熱硬化後之密封用片材與暫時固定用片材之長度、寬度,亦求出熱硬化後之比d2/d1(步驟D之後之比d2/d1)。將結果示於表2。
將密封用片材B切為長450mm×寬500mm×厚0.2mm。又,將暫時固定用片材A切為長490mm×寬540mm。其次,將暫時固定用片材A貼附於支持體B上。
其次,將半導體晶片(6mm見方,厚度150μm)以間隔(晶片之端與晶片之端之間隔)9mm暫時固定於暫時固定用片材A上。此時,半導體晶片排列有長30個×寬33個。
其次,將密封用片材B配置於半導體晶片上。此時,以俯視下密封用片材B之中心與暫時固定用片材A之中心一致之方式配置。
其次,使用真空壓製裝置(商品名「VACUUM ACE」,Mikado
Technos公司製造),以真空壓力10Pa、壓製壓力8MPa、壓製溫度60℃、壓製時間60秒進行熱壓。
其後,測定密封用片材與暫時固定用片材之長度、寬度,求出熱壓後之比d2/d1(步驟C之後之比d2/d1)。將結果示於表2。
再者,其後以150℃於大氣壓下進行60分鐘熱硬化。測定熱硬化後之密封用片材與暫時固定用片材之長度、寬度,亦求出熱硬化後之比d2/d1(步驟D之後之比d2/d1)。將結果示於表2。
將暫時固定用片材A切為長310mm×寬410mm,除此以外,以與實施例1相同之方式求出比較例1之樣品之熱壓後之比d2/d1、及熱硬化後之比d2/d1。將結果示於表2。
將暫時固定用片材A切為長460mm×寬510mm,除此以外,以與實施例2相同之方式求出比較例2之樣品之熱壓後之比d2/d1、及熱硬化後之比d2/d1。將結果示於表2。
關於各實施例、比較例,利用目視確認熱壓後支持體是否被樹脂污染。將無法確認出污染者設為○,確認出污染者設為×,進行評價。將結果示於表2。
40‧‧‧密封用片材
41‧‧‧剝離襯墊
53‧‧‧半導體晶片
53a‧‧‧暫時固定區域
53c‧‧‧半導體晶片之背面
58‧‧‧密封體
60‧‧‧暫時固定用片材
61‧‧‧支持體
62‧‧‧下側加熱板
64‧‧‧上側加熱板
Claims (3)
- 一種半導體裝置之製造方法,其特徵在於包括:步驟A,其準備將半導體晶片暫時固定於暫時固定用片材上而成之積層體;步驟B,其準備密封用片材;步驟C,其將上述半導體晶片嵌入至上述密封用片材,形成上述半導體晶片已嵌入上述密封用片材中之密封體;及步驟D,其於上述步驟C後,使上述密封用片材熱硬化;且藉由上述步驟C獲得之上述密封體之俯視外周上之最遠2點間之距離d1與上述暫時固定用片材之俯視外周上之最遠2點間之距離d2的比d2/d1為1.03以上。
- 如請求項1之半導體裝置之製造方法,其中上述步驟C之將上述半導體晶片嵌入至上述密封用片材時之熱壓條件為溫度40~150℃之範圍內、且0.1~10MPa之範圍內。
- 如請求項1或2之半導體裝置之製造方法,其中上述密封用片材之40℃~150℃下之最低熔融黏度為50Pa‧s~20000Pa‧s。
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