TWI806980B - 封裝用接著薄片 - Google Patents
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Abstract
封裝用接著薄片係將構裝於基板上之電子元件進行封裝，同時接著於基板。封裝用接著薄片含有接著組成物。相對於加熱前之封裝用接著薄片而言，封裝用接著薄片於150℃下加熱30分鐘時之排氣的發生量為500ppm以上。
Description
本發明係有關於一種封裝用接著薄片。
以往，已知有藉由封裝用樹脂薄片，將構裝於基板之電子元件(電子裝置)進行封裝，而製造電子裝置者。
例如，有人提出一種電子裝置封裝體之製造方法，其係將電子裝置封裝用樹脂薄片層合於電子裝置上，接著使電子裝置封裝用樹脂薄片硬化而形成封裝體(例如參照日本特開2017-98353號公報)。
然而，電子裝置封裝用薄片係將半導體晶片進行封裝，同時接著於由半導體晶片露出之基板的表面而固定。藉此，可製造可靠性優良的電子裝置封裝體。因此，電子裝置封裝用薄片係要求對基板之良好的接著性。
本發明係提供一種對基板之接著性優良的封裝用接著薄片。
本發明(1)係包含一種封裝用接著薄片，其係將構裝於基板上之電子元件進行封裝，同時接著於前述基板之封裝用接著薄片，其中，含有接著組成物，相對於加熱前之前述封裝用接著薄片而言，前述封裝用接著薄片於150℃下加熱30分鐘時之排氣的發生量為500ppm以上。
本發明(2)係包含如(1)之封裝用接著薄片，其中，前述接著組成物含有熱硬化性成分、無機填充劑及偶合劑。
本發明(3)係包含如(2)之封裝用接著薄片，其中，相對於前述熱硬化性成分及前述無機填充劑的總量100質量份而言，前述偶合劑之摻合份數為1質量份以上。
本發明(4)係包含如(2)或(3)之封裝用接著薄片，其中，前述偶合劑為含有環氧基之矽烷偶合劑。
本發明(5)係包含如(1)～(4)中任一項之封裝用接著薄片，其係含有殘留溶媒，其中，前述殘留溶媒之於封裝用接著薄片中的比例為5ppm以上。
由於本發明之封裝用接著薄片含有接著組成物，因此對基板之接著性優良。
又，由於本發明之封裝用接著薄片於150℃下加熱30分鐘時之排氣的發生量為上述下限以上，因此，可藉由所述足量之排氣而提升封裝用接著薄片之硬化物的硬化接著薄片對基板之接著性。
因此，此封裝用接著薄片其可靠性優良。
茲參照圖1～圖2B來說明本發明之封裝用接著薄片之一實施形態的半導體元件封裝用接著薄片。
此半導體元件封裝用接著薄片1係將作為構裝於基板2之電子元件之一例的半導體元件3(參照圖2A)進行封裝，同時接著於基板2的封裝用接著薄片。
又，半導體元件封裝用接著薄片1係用來製造後述之半導體元件封裝體集合體4(參照圖2B)的零件，非為半導體元件封裝體4本身，半導體元件封裝用接著薄片1不包含半導體元件3及構裝半導體元件3之基板2，具體而言，係以單獨零件流通，為產業上可利用之裝置。
此外，半導體元件封裝用接著薄片1非為封裝半導體元件3後的硬化接著薄片10(參照圖2B)(後述)，亦即，其為封裝半導體元件3前的薄片。
如圖1所示，半導體元件封裝用接著薄片1係具有朝與厚度方向正交之方向(面方向)延伸的略平板形狀(薄膜狀)。又，半導體元件封裝用薄片1係具備作為位於厚度方向其中一側之一方的面之一例的接著面5，及作為與接著面5於厚度方向相對向之另一面之一例的第1相向面6。接著面5及第1相向面6均具有平坦面，且彼此平行。
接著面5係位於半導體元件封裝用接著薄片1之厚度方向另一側的面(下表面)，如圖2B所示，當半導體元件封裝用接著薄片1封裝半導體元件3時，係接觸半導體元件3及基板2而接著的接觸面(厚度方向另一面)。
另一方面，第1相向面6係半導體元件封裝用接著薄片1封裝半導體元件3時，未與半導體元件3接觸，而與基板2之被接著面8(後述)於厚度方向隔著間隔相向配置的非接觸面(厚度方向其中一面)(上表面)。
半導體元件封裝用薄片1係含有接著組成物。具體而言，半導體元件封裝用接著薄片1之材料為接著組成物(封裝性接著組成物)。接著組成物係含有例如熱硬化性成分、無機填充劑及偶合劑。
熱硬化性成分係在半導體元件封裝用接著薄片1(封裝組成物)中，使無機填充劑彼此結合的黏著劑成分，可藉由熱硬化而提升接著組成物的硬度，由此使接著組成物展現接著力。較佳可舉出環氧系熱硬化性成分(後述)。
熱硬化性成分係包含例如主劑(封裝樹脂)、硬化劑及硬化促進劑。
作為主劑，可舉出例如環氧樹脂、酚樹脂、三聚氰胺樹脂、乙烯酯樹脂、氰基酯樹脂、馬來醯亞胺樹脂、聚矽氧樹脂等。作為主劑，基於耐熱性等觀點，較佳可舉出環氧樹脂。主劑若為環氧樹脂，則熱硬化性成分係構成後述之硬化劑(環氧系硬化劑)及硬化促進劑(環氧系硬化促進劑)，以及環氧系熱硬化性成分。
又，主劑為將半導體元件封裝用薄片1加熱而將半導體元件3進行封裝時，發生源自主劑之氣體(主劑(較佳為環氧樹脂)之氣化物)的氣體發生成分。
作為環氧樹脂，可舉出例如雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、改質雙酚A型環氧樹脂、改質雙酚F型環氧樹脂、聯苯型環氧樹脂等2官能環氧樹脂，例如酚酚醛清漆型環氧樹脂、甲酚酚醛清漆型環氧樹脂、參羥基苯基甲烷型環氧樹脂、四羥苯基乙烷型環氧樹脂、二環戊二烯型環氧樹脂等3官能以上之多官能環氧樹脂等。此等環氧樹脂可單獨使用或併用2種以上。
較佳可舉出單獨使用2官能環氧樹脂，具體而言，可舉出單獨使用雙酚F型環氧樹脂。
環氧樹脂的環氧當量例如為10g/eq.以上，較佳為100g/eq.以上；又，例如為300g/eq.以下，較佳為250 g/eq.以下。
主劑(較佳為環氧樹脂)的軟化點例如為50℃以上，較佳為70℃以上；又，例如為110℃以下，較佳為90℃以下。
主劑(較佳為環氧樹脂)的比例，在接著組成物中，例如為1質量%以上，較佳為2質量%以上；又，例如為30質量%以下，較佳為10質量%以下。此外，主劑(較佳為環氧樹脂)的比例，在熱硬化性成分中，例如為50質量%以上，較佳為60質量%以上；又，例如為90質量%以下，較佳為10質量%以下。
主劑(較佳為環氧樹脂)的比例若為上述下限以上，則可釋放出足量之源自主劑之氣體，而發生所要量的排氣。
硬化劑係藉由加熱而使上述主劑硬化的成分(較佳為環氧樹脂硬化劑)。作為硬化劑，可舉出例如酚酚醛清漆樹脂等酚樹脂。
硬化劑的比例，若主劑為環氧樹脂、硬化劑為酚樹脂，係以相對於環氧樹脂中的環氧基1當量，酚樹脂中之羥基的合計例如為0.7當量以上，較佳為0.9當量以上，例如為1.5當量以下，較佳為1.2當量以下的方式來調整。具體而言，相對於主劑100質量份，硬化劑的摻合份數例如為30質量份以上，較佳為50質量份以上；又，例如為75質量份以下，較佳為60質量份以下。
硬化促進劑為藉由加熱而促進主劑之硬化的觸媒(熱硬化觸媒)(較佳為環氧樹脂硬化促進劑)，可舉出例如有機磷系化合物；例如2-苯基-4-甲基-5-羥基甲基咪唑(2P4MHZ)等咪唑化合物等。較佳可舉出咪唑化合物。相對於主劑100質量份，硬化促進劑的摻合份數例如為0.05質量份以上；又，例如為5質量份以下。
無機填充劑係用來提升半導體元件封裝用接著薄片1之強度，且對半導體元件封裝用薄片1賦予優良的韌性的無機粒子。作為無機填充劑之材料，可舉出例如石英玻璃、滑石、二氧化矽、氧化鋁、氮化鋁、氮化矽、氮化硼等無機化合物。此等可單獨使用或併用2種以上。較佳可舉出二氧化矽。
無機填充劑的形狀不特別限定，可舉出例如略球狀、略板狀、略針狀、不定形狀等。較佳可舉出略球狀。
無機填充劑之最大長度的平均值(若為略球狀則為平均粒徑)M例如為50μm以下，較佳為20μm以下，更佳為10μm以下；又，例如為0.1μm以上，較佳為0.5μm以上。此外，平均粒徑M係基於例如藉由雷射散射法中之粒度分布測定法所求得的粒度分布，以D50值(累積50%中值徑)求得。
又，無機填充劑可包含第1填充劑，與具有小於第1填充劑之最大長度的平均值M1之最大長度的平均值M2的第2填充劑。
第1填充劑之最大長度的平均值(若為略球狀則為平均粒徑)M1例如為1μm以上，較佳為3μm以上；又，例如為50μm以下，較佳為30μm以下。
第2填充劑之最大長度的平均值(若為略球狀則為平均粒徑)M2例如為未滿1μm，較佳為0.8μm以下；又，例如為0.01μm以上，較佳為0.1μm以上。
第1填充劑之最大長度的平均值相對於第2填充劑之最大長度的平均值的比(M1/M2)例如為2以上，較佳為5以上；又，例如為50以下，較佳為20以下。
第1填充劑及第2填充劑之材料可均為相同或相異。較佳的是第1填充劑及第2填充劑之材料皆相同，具體而言為二氧化矽。
再者，無機填充劑其表面亦可部分或全部以矽烷偶合劑等進行表面處理。較佳可舉出併用未經表面處理之第1填充劑與經表面處理之第2填充劑。
無機填充劑(若併用第1填充劑及第2填充劑則為彼等的總量)的比例，在半導體元件封裝用接著薄片1 (接著組成物)中，例如為50質量%以上，較佳為超過50質量%，更佳為55質量%以上，再更佳為60質量%以上；又，例如為95質量%以下，例如為90質量%以下，較佳為85質量%以下，更佳為75質量%以下，再更佳為70質量%以下，尤佳為未滿70質量%。
無機填充劑的比例若高於上述之下限，則可確保半導體元件封裝用接著薄片1的韌性。
另一方面，無機填充劑的比例若低於上述之上限，則可抑制半導體元件封裝用接著薄片1脆化，而確實地封裝半導體元件3。
當無機填充劑包含上述第1填充劑與第2填充劑時，第1填充劑的比例，在接著組成物中例如為40質量%以上，較佳為超過50質量%；又，例如為80質量%以下，較佳為70質量%以下。
當無機填充劑包含上述第1填充劑與第2填充劑時，相對於第1填充劑100質量份而言，第2填充劑的摻合份數例如為30質量份以上，較佳為45質量份以上，更佳為50質量份以上，再更佳為超過50質量份；又，例如為未滿100質量份，較佳為80質量份以下，更佳為70質量份以下，再更佳為60質量份以下。
第2填充劑的摻合份數若高於上述下限或者低於上述上限，則可藉由第2填充劑有效地填充第1填充劑間之較大的間隙，而獲得韌性優良的半導體元件封裝用薄片1，甚而硬化接著薄片10。
偶合劑係用來使熱硬化性成分(尤為主劑及硬化劑)與無機填充劑(較佳為二氧化矽)(的表面)偶合(形成化學鍵)，而形成具韌性之硬化接著薄片10的反應性成分。又，偶合劑亦為將半導體元件封裝用薄片1加熱而將半導體元件3進行封裝時，發生源自偶合劑之氣體(偶合劑氣化之氣體及藉由偶合劑之水解反應(後述)而生成的生成物(R’4-n
Si-OHn
)(化學式的細節茲參照下式(1))之氣體)，與源自殘留溶媒之氣體(於後述，較佳為烷氧基與空氣中的水分進行水解反應而生成之源自醇(ROH)等溶媒的溶媒氣體)的氣體發生成分。此外，上述之源自偶合劑之氣體與源自殘留溶媒之氣體係與上述之源自主劑之氣體(環氧樹脂之氣化物)共同構成(含於)排氣。
偶合劑係於1分子中具有可與主劑反應之第1反應性基，及可與無機填充劑反應之第2反應性基此至少2種反應性基。作為第1反應性基，可舉出例如環氧基、乙烯基、(甲基)丙烯醯基、胺基、異氰酸酯基、巰基等。第1反應性基可單獨使用或併用。作為第1反應性基，較佳可舉出環氧基。作為第2反應性基，可舉出烷氧基等。
具體而言，偶合劑例如為矽烷偶合劑。
矽烷偶合劑係例如以下述式(1)表示。
R’4-n
Si-ORn
(1)
式(1)中，R表示甲基、乙基等碳數1以上2以下之烷基。R’表示具有第1反應性基(較佳為後述之環氧基)之基。n例如表示1以上且3以下之整數，較佳為1或2之整數。
具體而言，就矽烷偶合劑而言，可舉出例如具有環氧基、乙烯基、(甲基)丙烯醯基、胺基、異氰酸酯基、巰基等作為上述第1反應性基的矽烷偶合劑。具體而言，作為矽烷偶合劑，可舉出例如含有環氧基之矽烷偶合劑、含有乙烯基之矽烷偶合劑、含有(甲基)丙烯醯基之矽烷偶合劑、含有胺基之矽烷偶合劑、含有異氰酸酯基之矽烷偶合劑、含有巰基之矽烷偶合劑等。
作為含有環氧基之矽烷偶合劑，可舉出例如3-環氧丙氧基丙基甲基二甲氧基矽烷、3-環氧丙氧基丙基甲基二乙氧基矽烷等3-環氧丙氧基二烷基二烷氧基矽烷；例如3-環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷、3-環氧丙氧基丙基三乙氧基矽烷等3-環氧丙氧基烷基三烷氧基矽烷。
作為含有乙烯基之矽烷偶合劑，可舉出例如乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷等。
作為含有(甲基)丙烯醯基之矽烷偶合劑，可舉出例如3-甲基丙烯醯氧丙基甲基二甲氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧丙基三甲氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧丙基甲基二乙氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧丙基三乙氧基矽烷等含有甲基丙烯醯基之矽烷偶合劑、例如、3-丙烯醯氧丙基三甲氧基矽烷等含有丙烯醯基之矽烷偶合劑等。
作為含有胺基之矽烷偶合劑，可舉出例如N-2-(胺基乙基)-3-胺基丙基甲基二甲氧基矽烷、N-2-(胺基乙基)-3-胺基丙基三甲氧基矽烷、3-胺基丙基三甲氧基矽烷、3-胺基丙基三乙氧基矽烷、3-三乙氧基矽基-N-(1,3-二甲基-亞丁基)丙胺、N-苯基-3-胺基丙基三甲氧基矽烷等。
作為含有異氰酸酯基之矽烷偶合劑，可舉出例如3-異氰酸酯丙基三乙氧基矽烷等。
作為含有巰基之矽烷偶合劑，可舉出例如3-巰基丙基甲基二甲氧基矽烷、3-巰基丙基三甲氧基矽烷等。
作為偶合劑，較佳可舉出含有環氧基之矽烷偶合劑，更佳可舉出3-環氧丙氧基烷基三烷氧基矽烷。
偶合劑的比例，在接著組成物中例如為0.2質量%以上，較佳為0.5質量%以上，更佳為1.0質量%以上；又，例如為10質量%以下，較佳為5質量%以下。又，相對於熱硬化性成分及無機填充劑的總量100質量份，偶合劑的摻合份數例如為0.2質量份以上，較佳為0.5質量份以上，更佳為1質量份以上；又，例如為10質量份以下，較佳為5質量份以下。
偶合劑的比例及/或摻合份數若為上述下限以上，可使熱硬化性成分與無機填充劑確實地偶合，同時釋放出足量之源自偶合劑之氣體及源自殘留溶媒之氣體，而能夠發生所要量的排氣。
另一方面，偶合劑的比例及/或摻合份數若為上述上限以下，較無半導體元件封裝用接著薄片1製造後向表面(接著面5及第1相向面6)析出(滲出)之虞，而能夠製作穩定的清漆(後述)。
此外，亦可對接著組成物以適宜的比例添加熱塑性樹脂、顏料等添加劑。
熱塑性樹脂為提升加熱時的硬化接著薄片10之柔軟性的成分。
作為熱塑性樹脂，可舉出例如天然橡膠、丁基橡膠、異戊二烯橡膠、氯丁二烯橡膠、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、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、聚醯胺樹脂(6-尼龍或6,6-尼龍等)、苯氧基樹脂、丙烯酸樹脂、飽和聚酯樹脂(PET等)、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。此等熱塑性樹脂可單獨使用或併用2種以上。
作為熱塑性樹脂，較佳的是，基於提升與主劑(較佳為環氧樹脂)之分散性的觀點，可舉出丙烯酸樹脂。
作為丙烯酸樹脂，可舉出例如將包含具有直鏈或分支之烷基之(甲基)丙烯酸烷基酯，與其他單體(共聚合性單體)的單體成分聚合而成之含有羧基的(甲基)丙烯酸酯共聚物(較佳為含有羧基的丙烯酸酯共聚物)等。
作為烷基，可舉出例如甲基、乙基、丙基、異丙基、正丁基、三級丁基、異丁基、戊基、己基等碳數1~6之烷基。
作為其他單體，可舉出例如丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸羧基乙酯、丙烯酸羧基戊酯、伊康酸、馬來酸、富馬酸、巴豆酸等含有羧基的單體。
熱塑性樹脂的重量平均分子量例如為10萬以上，較佳為30萬以上；又，例如為100萬以下，較佳為80萬以下。此外，重量平均分子量係根據凝膠滲透層析法(GPC)，基於標準聚苯乙烯換算值來測量。
熱塑性樹脂的比例(固體成分比例)係以不妨礙接著組成物之熱硬化的方式來調整，具體而言，相對於接著組成物，例如為1質量%以上，較佳為2質量%以上，更佳為3.5質量%以上；又，例如為10質量%以下，較佳為5質量%以下，更佳為5質量%以下。
此外，熱塑性樹脂亦能以適當溶媒稀釋而調製。
作為顏料，可舉出例如碳黑等黑色顏料。顏料的平均粒徑例如為0.001μm以上，且例如為1μm以下。相對於接著組成物，顏料的比例例如為0.1質量%以上，且例如為2質量%以下。
要調製接著組成物，係摻合熱硬化性成分、無機填充劑、偶合劑與視需求而定之添加劑，並將該等混合。較佳為摻合上述之各成分與溶媒，將該等混合，而調製清漆。
作為溶媒，不特別限定，可舉出例如甲基乙基酮等酮；例如甲苯等芳香族系溶媒；例如乙酸乙酯等酯；例如甲醇、乙醇等醇等。較佳可舉出酮。
又，溶媒較佳為低分子量，具體而言，其分子量例如為300以下，較佳為200以下，更佳為100以下；又，例如為20以上，較佳為50以上。溶媒的分子量若為上述上限以下且下限以上，可充分發生構成排氣的一部分的源自殘留溶媒之氣體(源自溶媒之氣體)，而發生所要量的排氣。
溶媒的摻合份數係適宜設定，相對於上述之成分的總量(熱硬化性成分、無機填充劑、矽烷偶合劑及添加劑的總量)(所謂的固體成分的總量)100質量份，例如為5質量份以上，較佳為25質量份以上，更佳為75質量份以上；又，例如為1000質量份以下，較佳為500質量份以下。溶媒的摻合份數若為上述下限以上，可充分發生構成排氣的一部分的源自殘留溶媒之氣體(源自溶媒之氣體)，而發生所要量的排氣。溶媒的摻合份數若為上述上限以下，則可藉由塗佈及乾燥等簡易地製造較厚的半導體元件封裝用薄片1。
其次，說明半導體元件封裝用接著薄片1之製造方法。
要製造半導體元件封裝用接著薄片1，例如，首先係調製上述之清漆。其次，如圖1所示，將清漆塗佈於第1剝離薄片15並加以乾燥。乾燥條件係不使熱硬化性成分硬化(具體而言為未完全硬化)，另外可去除溶媒之大部分(非全部的量之溶媒)的條件，具體而言，加熱溫度例如為40℃以上，較佳為70℃以上；又，130℃以下，較佳為120℃以下；又，加熱時間例如為10秒以上，較佳為1分以上；又，例如為15分以下，較佳為10分以下。
藉此，在被第1剝離薄片15所支撐的狀態下製造半導體元件封裝用接著薄片1。其後，將第2剝離薄片16配置於相對於半導體元件封裝用接著薄片1與第1剝離薄片15相反之一側。換言之，係以由第1剝離薄片15及第2剝離薄片16於厚度方向包夾之狀態製造半導體元件封裝用接著薄片1。半導體元件封裝用接著薄片1的接著面5及第1相向面6各者係各自接觸第1剝離薄片15及第2剝離薄片16。
第1剝離薄片15及第2剝離薄片16各者係具有可撓性，且具有朝面方向延伸的薄片形狀。作為第1剝離薄片15及第2剝離薄片16之材料，可舉出例如聚對苯二甲酸乙二酯、聚醯亞胺等樹脂，例如不鏽鋼等金屬等，較佳可舉出樹脂。又，第1剝離薄片15及第2剝離薄片16的表面(接觸半導體元件封裝用接著薄片1的接觸面)亦可實施剝離處理。第1剝離薄片15及第2剝離薄片16各者的厚度例如為1μm以上，較佳為10μm以上；又，例如為1000μm以下，較佳為500μm以下。
另外，也可不調製清漆，而是藉由混練擠出而由接著組成物(實質上不含溶媒之組成物)製造半導體元件封裝用接著薄片1。第1剝離薄片15及第2剝離薄片16係配置於擠出後之半導體元件封裝用接著薄片1。
較佳為調製清漆，並將其藉由塗佈形成半導體元件封裝用薄片1。若由清漆形成半導體元件封裝用薄片1，則可發生所要量的排氣(尤為源於溶媒的源自殘留溶媒之氣體)。
半導體元件封裝用接著薄片1中的熱硬化性成分例如為B階段(非完全硬化之半硬化)。B階段係熱硬化性成分處於呈液狀之A階段與完全硬化之C階段之間的狀態，係僅些微進行硬化及凝膠化，且壓縮彈性模數小於C階段之彈性模數的狀態。
藉此，以接著面5及第1相向面6各者由第1剝離薄片15及第2剝離薄片16支撐(保護)之狀態製造半導體元件封裝用接著薄片1。
此半導體元件封裝用薄片1中，較佳為容許溶媒的殘留。換言之，半導體元件封裝用薄片1係含有殘留溶媒。以往，殘留溶媒為半導體元件封裝用薄片1中不佳之成分，而於一實施形態中，許容殘留溶媒反而較佳。
殘留溶媒係包含例如清漆調製時追加摻合之溶媒，及偶合劑與空氣中的水分進行水解反應而生成的醇(甲醇、乙醇等的ROH(參照下式(2))等。
此外，偶合劑的水解反應係以下述式(2)表示。
R’4-n
Si-ORn
+nH2
O→R’4-n
Si-OHn
+nROH (2)
式(2)中，R、R’及n係與上述式(1)所例示者相同。
殘留溶媒之於半導體元件封裝用接著薄片1中的比例，以質量基準計例如為5ppm以上，較佳為10ppm以上，更佳為20ppm以上，再更佳為30ppm以上；又，例如為500ppm以下，較佳為200ppm以下。
殘留溶媒的比例若為上述下限以上，則可發生以下所說明之所要量的排氣，而提升接著面5對基板2之接著性。
殘留溶媒的比例係基於GC-MS的甲基乙基酮換算來測定，其細節係於後述實施例中說明。
而且，相對於加熱前的半導體元件封裝用接著薄片1，此半導體元件封裝用薄片1於150℃下加熱30分鐘時之排氣的發生量，以質量基準計為500ppm以上，較佳為750ppm，更佳為1,000ppm以上，再更佳為1,250ppm以上，再佳為1,300ppm以上，再佳為1,400ppm以上，再佳為1,500ppm以上；又，例如為10,000ppm以下，較佳為5,000ppm以下。
上述加熱條件(於150℃下加熱30分鐘)係用來使半導體元件封裝用薄片1完全硬化而獲得硬化接著薄片10的條件之一例，具體而言，亦為用來獲得接著(接觸)於基板2之硬化接著薄片10的條件之一例。
傳統上，排氣係於由半導體元件封裝用薄片1獲得硬化接著薄片10時發生，屬不佳之成分；而於此一實施形態中，反而需要發生大量排氣。
排氣係於上述之加熱條件(具體而言為用以獲得硬化接著薄片10之加熱條件)中由半導體元件封裝用薄片1(詳言之為由半導體元件封裝用薄片1轉移至硬化接著薄片10的途中之薄片或者硬化接著薄片10)所發生之低分子量(例如為300以下，較佳為200以下；又，例如為20以上，較佳為50以上的低分子量)的有機氣體。
具體而言，排氣係包含例如上述之源自主劑之氣體、源自偶合劑之氣體、源自殘留溶媒之氣體(源於殘留溶媒之溶媒氣體)等。
排氣係以驅氣及集氣氣相層析儀測定，其詳細的條件係於後述之實施例詳細敘述。
半導體元件封裝用接著薄片1的厚度不特別限定，例如為100μm以上；又，例如為2000μm以下。
其次，茲說明使用此半導體元件封裝用接著薄片1來封裝半導體元件3，而製造半導體元件封裝體4的方法。
製造半導體元件封裝體4之方法係具備：準備半導體元件3之步驟(參照圖2A)；準備半導體元件封裝用接著薄片1之步驟(參照圖1及圖2A)；及藉由半導體元件封裝用接著薄片1封裝半導體元件3，而得到半導體元件封裝體4之步驟(參照圖2B)。
於此方法中，係如圖2A所示，首先，準備半導體元件3。
作為半導體元件3，不特別限定，可舉出各種半導體元件。又，半導體元件3係例如具有朝面方向延伸的略平板形狀。半導體元件3之厚度方向的一方之面(下表面)上，於面方向隔著間隔設有配置的多個端子(未圖示)。
半導體元件3係構裝於基板2的被接著面8(上表面)(後述)。具體而言，半導體元件3係經由上述端子，例如對基板2進行覆晶安裝。
基板2係具有朝面方向延伸的略平坦形狀之構裝基板。又，基板2係具有構裝半導體元件3的被接著面8(上表面)；及與被接著面8於厚度方向隔著間隔地配置的第2相向面9。
被接著面8係接觸硬化接著薄片10之接著面5而接著的面，具有沿著面方向之平面。又，被接著面8係構裝半導體元件3的構裝面，具有包圍多個半導體元件3的大小。換言之，基板2的被接著面8係具有俯視下與半導體元件3重疊的重疊區域11，及未與半導體元件3重疊而由基板2露出，而直接接著於硬化接著薄片10的被接著區域(露出區域)12。被接著面8係於重疊區域11具備對應半導體元件3之端子(未圖示)的基板端子(未圖示)。此外，圖2A及圖2B中，雖未圖示，重疊區域11係與半導體元件3的下表面於厚度方向隔著微小間隙地配置。
第2相向面9係平行於被接著面8，具有沿著面方向之平面。
就此方法，係另外如圖1及圖2A所示，準備半導體元件封裝用接著薄片1。具體而言，係如圖1之箭號及假想線所示，將第1剝離薄片15從半導體元件封裝用接著薄片1的接著面5剝離。
如圖2A之箭號及圖2B所示，其後，將半導體元件封裝用接著薄片1，以其接著面5接觸半導體元件3之厚度方向另一面(上表面)的方式配置於半導體元件3上。
如圖2B所示，接著，藉由半導體元件封裝用接著薄片1封裝半導體元件3。
例如，使用具備下板及上板的平板壓機(未圖示)，將半導體元件封裝用接著薄片1加熱及加壓，而以半導體元件封裝用接著薄片1封裝半導體元件3。
又，藉由上述之加熱，半導體元件封裝用接著薄片1即熱硬化。具體而言，暫時軟化後，半導體元件封裝用接著薄片1之接著組成物便完全硬化(進行C-階段化)。
加熱條件係使接著組成物完全硬化之條件。具體而言，加熱溫度例如為85℃以上，較佳為100℃以上；又，例如為125℃以下，較佳為110℃以下。加熱時間例如為10分鐘以上，較佳為30分鐘以上；又，例如為300分鐘以下，較佳為180分鐘以下。壓力不特別限定，例如為0.1MPa以上，較佳為0.5MPa以上；又，例如為10MPa以下，較佳為5MPa以下。
半導體元件封裝用接著薄片1經暫時軟化，即會埋覆半導體元件3。換言之，半導體元件3便由半導體元件封裝用接著薄片1包埋。
半導體元件封裝用接著薄片1的接著面5被覆半導體元件3的上表面及周側面，同時觸及被接著面8的被接著區域12。
藉此，半導體元件3即藉由半導體元件封裝用接著薄片1而封裝。又，基板2的被接著區域12被半導體元件封裝用接著薄片1接觸(密接)。
此外，將半導體元件3進行封裝且接觸基板2的被接著區域12之半導體元件封裝用接著薄片1係既已藉由加熱而呈熱硬化(完全硬化)(C階段)狀態。因此，半導體元件封裝用接著薄片1便成為硬化接著薄片10。硬化接著薄片10為半導體元件封裝用接著薄片1之硬化物。
透過上述之半導體元件封裝用接著薄片1的接著組成物完全硬化，硬化接著薄片10即顯現對基板2及半導體元件3之接著力。
如圖2B之箭號所示，其後，將第2剝離薄片16從硬化接著薄片10的第1相向面6剝離。換言之，使第1相向面6露出。
藉此，可獲得具備基板2、半導體元件3及硬化接著薄片10的半導體元件封裝體4(硬化接著構造體20)。
而且，由於此半導體元件封裝用薄片1含有接著組成物，因此對基板2之接著性優良。
又，由於此半導體封裝用接著薄片1於150℃下加熱30分鐘時之排氣的發生量為上述下限以上，因此，可藉由所述足量之排氣而提升半導體元件封裝用接著薄片1之硬化物的硬化接著薄片10對基板之接著性。
由此推測其主因在於，排氣，具體而言為包含源自主劑之氣體、源自偶合劑之氣體、源自殘留溶媒之氣體的排氣，尤為自主劑之氣體及源自偶合劑之氣體對基板2之構裝面8的露出區域12進行表面處理(於露出區域12彼此反應)，由此提升構裝面8與接著面5的接著力。
＜變形例＞
就以下變形例，對於與上述一實施形態相同的構件及步驟，係附加相同的參照符號，並省略其詳細的說明。此外，就各變形例，除非特別明記，否則可發揮與一實施形態同樣的作用效果。而且，一實施形態及變形例可適宜組合。
雖未圖示，惟亦可藉由半導體元件封裝用接著薄片1來封裝多個半導體元件3。此時，係將封裝有多個半導體元件3的硬化接著薄片10以切割機等進行切斷加工。
此外，於一實施形態中，作為封裝用接著薄片之一例係舉出半導體元件封裝接著用薄片1來封裝作為電子元件之一例的半導體元件3，但不限定於此，例如，雖未圖示，惟亦可為供封裝其他電子元件的電子元件封裝用接著薄片。此時，可藉由電子元件封裝用接著薄片來封裝電子元件，而得到電子元件封裝體。
實施例
以下示出實施例及比較例，對本發明更具體地加以說明。此外，本發明不受實施例及比較例任何限定。此外，以下記載中所使用之摻合比例(比例)、物性值、參數等具體之數值可替換為上述之「實施方式」中所記載，且對應於彼等之摻合比例(比例)、物性值、參數等該記載之上限(以「以下」、「未滿」所定義之數值)或下限(以「以上」、「超過」所定義之數值)。
以下示出實施例及比較例中所使用之各成分、薄片等。
環氧樹脂：新日鐵化學公司製YSLV-80XY (熱硬化性成分)(雙酚F型環氧樹脂(2官能環氧樹脂)、環氧當量200g/eq.軟化點80℃)
硬化劑：群榮化學公司製LVR-8210DL(熱硬化性成分)(酚醛清漆型酚樹脂、環氧樹脂硬化劑、羥基當量：104g/eq.、軟化點：60℃)
硬化促進劑：四國化成工業公司製2PHZ-PW(熱硬化性成分)(2-苯基-4,5-二羥基甲基咪唑)、環氧樹脂硬化促進劑
第1填充劑：Denka公司製FB-8SM(球狀熔融二氧化矽粉末(無機填充劑)、平均粒徑15μm)
第2填充劑：將Admatechs公司製SC220G-SMJ(平均粒徑0.5μm)以3-甲基丙烯醯氧丙基三甲氧基矽烷(信越化學公司製之製品名：KBM-503)進行表面處理之無機填充劑。相對於100質量份的SC220G-SMJ以1質量份的矽烷偶合劑進行表面處理之無機填充劑。
矽烷偶合劑：信越化學公司製KBM-403(含有環氧基之偶合劑)(3-環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷)
熱塑性樹脂：根上工業公司製HME-2006M，含有羧基的丙烯酸酯共聚物，重量平均分子量：60萬、固含量濃度20質量%之甲基乙基酮溶液
顏料：三菱化學公司製＃20(碳黑)
溶媒：甲基乙基酮
實施例1～4及比較例1～2
依循表1所記載之摻合配方，將各成分溶解及分散於甲基乙基酮，而得到清漆。
將清漆塗佈於第1剝離薄片15的表面後，以110℃加以乾燥5分鐘。藉此，製成厚度260μm的半導體元件封裝用接著薄片1。其後，在半導體元件封裝用接著薄片1的第1相向面6配置第2剝離薄片16。
藉此，分別在接著面5及第1相向面6配置第1剝離薄片15及第2剝離薄片16各者，而得到處於B階段的半導體元件封裝用薄片1。
[物性]
針對半導體元件封裝用薄片1，測定下述項目。將其結果記載於表1。
(排氣的測定)
採取具有2mm見方大小的半導體元件封裝用薄片1作為試樣，將此試樣裝入管瓶中，秤量試樣的質量。接著，將試樣於150℃下加熱30分鐘。將於此期間由試樣所發生的排氣捕集至經冷卻的捕集管中，將其加熱，藉由連接於質譜儀的氣相層析儀(GC-MS)，根據以甲基乙基酮為標準物質的檢量線，算出捕集之全部排氣的質量。接著，以算出之排氣的質量除以裝入之半導體元件封裝用薄片1的質量所得的值作為排氣量(單位：ppm)而得(動態頂空注入分析法)。
作為排氣濃縮裝置，係使用GL Sciences製MSTD-258M。
作為排氣的捕集條件，係以腔室驅氣氣體流量為N2
氣體340mL/min、捕集時間30分鐘來實施。
作為分析方法，係使用分析裝置之GC-MS；作為分析條件，管柱係使用J&W毛細管柱DB-5MS，管柱溫度取40℃保持3分鐘後，至220℃前係以升溫速度9℃/分進行升溫20分鐘，進而以升溫速度10℃/分，以8分鐘升溫至300℃，於300℃下保持3分鐘。
注入口的溫度係設為250℃。
載流氣體係使用He，流速為1.5mL/min，分流比取1：10。
MS分析(質量分析)係使用分析裝置(Agilent公司製HP6890/5973-GC/MS)，根據電子離子化法來實施。
檢測器的溫度係取230℃。
(殘留溶媒的測定)
根據基於GC-MS的甲基乙基酮換算之測定，測定半導體元件封裝用薄片1的殘留溶媒。
[硬化接著薄片的評定]
依循下述評定硬化接著薄片10的接著性(接著強度的測定)。
如圖3A(剖面圖)及圖3B(俯視圖)所示，準備由長50mm、寬10mm、厚200μm之氧化鋁基板所構成的基板2。此外，基板2非為構裝半導體元件3，而是用來測定接著強度的測試基板。
如圖3A之假想線及箭號所示，接著準備具有2mm見方大小的半導體元件封裝用薄片1，將半導體元件封裝用薄片1之接著面5貼附於基板2的表面。其次，於150℃下加熱30分鐘。藉此，將半導體元件封裝用薄片1接著固定於基板2。由此，製成具有半導體元件封裝用薄片1及基板2的硬化接著構造體20。
其後，使用萬能型黏結強度試驗機(Nordson Advanced Technology公司製Dage4000)來測定硬化接著構造體20之半導體元件封裝用薄片1及基板2的剝離強度。如圖3A及圖3B所示，萬能型黏結強度試驗機係具備可沿縱向移動的量器30。量器30係於縱向其中一側具有可對硬化接著薄片10按壓的按壓面31(縱向的一方之面)。
剝離強度的測定係將量器30，於硬化接著薄片10的縱向其中一側與基板2的表面隔著50μm的間隔(間隙)地配置。接著，一邊將量器30朝向硬化接著薄片10，朝縱向另一側移動，一邊將量器30的按壓面31抵接硬化接著薄片10的側面(下端部除外的部分)，接著將量器30朝向縱向另一側推壓(加壓)。
然後，獲得硬化接著薄片10由基板2剝離時的強度(剪切強度)作為接著強度。
同時，硬化接著薄片10由基板2剝離時，就破壞模式，係將硬化接著薄片10與基板2發生界面剝離者評為「○」；於硬化接著薄片10僅發生些微內聚破壞時評為「△」；於硬化接著薄片10發生內聚破壞時評為「×」。
表1中，若未特別記述時，數值為摻合份數。
此外，上述說明係作為本發明所例示之實施形態提供，其僅為例示，不應限定性地解釋。由該技術領域之本業者所明瞭的本發明之變形例係包含於後述申請專利範圍。
1‧‧‧半導體元件封裝用接著薄片
2‧‧‧基板
3‧‧‧半導體元件
4‧‧‧半導體元件封裝體
5‧‧‧接著面
6‧‧‧第1相向面
8‧‧‧被接著面
9‧‧‧第2相向面
10‧‧‧硬化接著薄片
11‧‧‧重疊區域
12‧‧‧被接著區域
15‧‧‧第1剝離薄片
16‧‧‧第2剝離薄片
20‧‧‧硬化接著構造體
30‧‧‧量器
31‧‧‧按壓面
圖1表示本發明之封裝用接著薄片之一實施形態的半導體元件封裝用接著薄片的剖面圖。
圖2A～圖2B表示使用圖1所示半導體元件封裝用接著薄片，將半導體元件進行封裝，同時接著於基板，而製造半導體元件封裝體之方法的步驟圖；圖2A表示分別準備半導體元件與半導體元件封裝用接著薄片之步驟；圖2B表示藉由半導體元件封裝用接著薄片將半導體元件進行封裝，同時接著於基板之步驟。
圖3A～圖3B為實施例中之接著強度測定的示意圖；圖3A表示剖面圖，圖3B表示俯視圖。
1‧‧‧半導體元件封裝用接著薄片
2‧‧‧基板
3‧‧‧半導體元件
4‧‧‧半導體元件封裝體
5‧‧‧接著面
6‧‧‧第1相向面
8‧‧‧被接著面
9‧‧‧第2相向面
10‧‧‧硬化接著薄片
11‧‧‧重疊區域
12‧‧‧被接著區域
16‧‧‧第2剝離薄片
Claims (5)
- 一種封裝用接著薄片，其係將構裝於基板上之電子元件進行封裝，同時接著於前述基板之封裝用接著薄片，其特徵為：含有接著組成物，前述接著組成物含有熱硬化性成分、55質量%以上且85質量%以下之無機填充劑及0.5質量%以上且10質量%以下之偶合劑，相對於加熱前之前述封裝用接著薄片而言，前述封裝用接著薄片於150℃下加熱30分鐘時之排氣的發生量為500ppm以上。
- 如請求項1之封裝用接著薄片，其中，前述發生量為750ppm以上。
- 如請求項2之封裝用接著薄片，其中，相對於前述熱硬化性成分及前述無機填充劑的總量100質量份而言，前述偶合劑之摻合份數為1質量份以上。
- 如請求項2之封裝用接著薄片，其中，前述偶合劑為含有環氧基之矽烷偶合劑。
- 如請求項1之封裝用接著薄片，其係含有殘留溶媒， 其中，前述殘留溶媒之於封裝用接著薄片中的比例為5ppm以上。
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