JP2008081734A - 接着シート、一体型シート、半導体装置、及び半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】半導体チップと接着シートを積層した接着シート付き半導体チップを、凹凸または中空ワイヤ配線を有する基板または半導体チップに、速度0.01〜200mm/s、荷重0.001〜1MPaで接着、積層するために使用する、厚さが10〜100μmの接着シートであって、硬化前の70℃でのずり弾性率測定において、ひずみ量1%の場合の貯蔵弾性率G’(1%)、ひずみ量10%の場合の貯蔵弾性率G’(10%)の比G’(1%)/G’(10%)が1.2〜100であり、硬化前の70℃で剪断速度0.1(s−1)、ひずみ量0.4%の条件で測定した場合の溶融粘度が100Pa・s〜25万Pa・sである接着シート。
【選択図】なし
Description
本発明の接着シートは、硬化前(Bステージ状態)の25℃での動的粘弾性測定による貯蔵弾性率が200〜3000MPaであると、ダイシング性が優れる点で好ましく、500〜2000MPaであるとダイシング性に優れ、かつウエハとの密着性が優れる点でより好ましい。また、硬化前(Bステージ状態)の80℃での動的粘弾性測定による貯蔵弾性率が0.1〜10MPaであると、80℃でウエハにラミネートが可能である点で好ましく、0.5〜5MPaであると、特にウエハへの密着性が高い点でより好ましい。
本発明において用いられる高分子量成分としては、エポキシ基、アルコール性水酸基、フェノール性水酸基、カルボキシル基などの架橋性官能基を有するポリイミド樹脂、(メタ)アクリル樹脂、ウレタン樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、フェノキシ樹脂、変性ポリフェニレンエーテル樹脂等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。高分子量成分として、例えば、グリシジルアクリレートまたはグリシジルメタクリレートなどの官能性モノマと(メタ)アクリル酸モノマを含有するモノマを重合して得た、エポキシ基含有(メタ)アクリル共重合体などが好ましい。エポキシ基含有(メタ)アクリル共重合体としては、例えば、エポキシ基含有(メタ)アクリル酸エステル共重合体、エポキシ基含有アクリルゴムなどを使用することができ、エポキシ基含有アクリルゴムがより好ましい。アクリルゴムは、アクリル酸エステルを主成分とし、主として、ブチルアクリレートとアクリロニトリルなどの共重合体や、エチルアクリレートとアクリロニトリルなどの共重合体などからなるゴムである。
(実施例1)
エポキシ樹脂としてビスフェノールF型エポキシ樹脂(エポキシ当量160、分子量320、東都化成株式会社製、商品名YD−8170Cを使用)29重量部、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂(エポキシ当量210、分子量800〜1500、東都化成株式会社製、商品名YDCN−703を使用)9.7重量部;エポキシ樹脂の硬化剤としてフェノールノボラック樹脂(大日本インキ化学工業株式会社製、商品名プライオーフェンLF2882を使用)27.4重量部;エポキシ基含有アクリル系共重合体としてエポキシ基含有アクリルゴム(ゲル パーミエーション クロマトグラフィーによる重量平均分子量80万、グリシジルメタクリレート3重量%、Tgは−7℃、ナガセケムテックス株式会社製、商品名HTR−860P−3DRを使用)28.3重量部;硬化促進剤としてイミダゾール系硬化促進剤(四国化成工業株式会社製、キュアゾール2PZ−CNを使用)0.1重量部;シリカフィラー(アドマファイン株式会社製、S0−C2(比重:2.2g/cm3、モース硬度7、平均粒径0.5μm、比表面積6.0m2/g))を使用)94.4重量部;シランカップリング剤として(日本ユニカー株式会社製、商品名A−189を使用)0.25重量部および(日本ユニカー株式会社製、商品名A−1160を使用)0.5重量部;からなる組成物に、シクロヘキサノンを加えて撹拌混合し、真空脱気して接着剤ワニスを得た。
下記表1に示す配合を用いて、実施例1と同様に接着シートを作製した。なお、実施例4においては実施例1で用いたエポキシ基含有アクリル系共重合体としてエポキシ基含有アクリルゴムの分子量低減品(ゲル パーミエーション クロマトグラフィーによる重量平均分子量30万、グリシジルメタクリレート3重量%、Tgは−7℃、ナガセケムテックス株式会社製)を用いた。
下記表1に示す配合を用いて、実施例1と同様に接着シートを作製した。
(1)貯蔵弾性率の比G1/G10の測定方法
硬化前の接着シートを70℃でずり弾性率測定試験に供した。TAインスツルメンツ製ARESを用い、一定周波数1.0(s−1)で、ひずみ量1(%)における貯蔵弾性率G1とひずみ量10(%)における貯蔵弾性率G10(%)を測定し、貯蔵弾性率の比G1/G10を求めた。
硬化前の接着シートをTAインスツルメンツ製ARESを用いて、70℃、ひずみ量0.4(%)、剪断速度0.1(s−1)の条件でずり粘度η1を測定し、ひずみ量0.4(%)、剪断速度100(s−1)の条件でずり粘度η2を測定し、ずり粘度の比η1/η2を求めた。
Bステージ状態の基材フィルム付き接着シートの塗工した上面のタック強度を、レスカ株式会社製プローブタッキング試験機を用いて、JIS Z0237−1991に記載の方法(プローブ直径5.1mm、引き剥がし速度10mm/s、接触荷重100gf/cm2、接触時間1s)により測定した。
ホットロールラミネータ(60℃、0.3m/分、0.3MPa)で幅10mmの接着シートとウエハを貼り合わせ、その後、接着シートをTOYOBALWIN製UTM−4−100型テンシロンを用いて、25℃の雰囲気中で、90°の角度で、50mm/分の引張り速度で剥がしたときの90°ピール強度を求めた。90°ピール強度が30N/m以上の場合はラミネート性良好、90°ピール強度が30N/m未満の場合はラミネート性不良とした。
半導体ウエハ(厚さ80μm)に接着シートを60℃でラミネートし、端部を切断した。ダイシングテープ(古河電工株式会社製、商品名UC3004M−80、膜厚100μm)を接着シート側に積層し、ホットロールラミネータ(Du Pont製、Riston)で25℃でラミネートした。次いで、ダイシングカッターを用いてダイシングし、さらに洗浄、乾燥を行った後、ピックアップによりダイシングテープを剥離して接着シート付き半導体チップを得た。接着シート付き半導体チップと、厚み25μmのポリイミドフィルムを基材に用いた高さ10μmの凹凸を有する配線基板を0.05MPa、1秒、130℃の条件で貼り合せた半導体装置サンプル(片面にはんだボールを形成)を作製し、吸湿耐リフロークラック性、耐温度サイクル性を調べた。
吸湿耐リフロークラック性の評価は、半導体装置サンプルを85℃相対湿度60%の環境に168時間放置した後、サンプル表面の最高温度が260℃でこの温度を20秒間保持するように温度設定したIRリフロー炉にサンプルを通し、室温で放置することにより冷却する処理を2回繰り返したサンプル中のクラックを、目視と超音波顕微鏡で視察した。試料10個すべてでクラックの発生していないものを○とし、1個以上発生していたものを×とした。
耐温度サイクル性は、サンプルを−55℃雰囲気に30分間放置し、その後125℃の雰囲気に30分間放置する工程を1サイクルとして、1000サイクル後において超音波顕微鏡を用いて剥離やクラック等の破壊が試料10すべてで発生していないものを○、1個以上発生したものを×とした。
前記により作製された半導体チップ付き接着シートと、半導体チップ上に高さ50μmになるように金ワイヤ(直径25μm)を布線した半導体チップとを0.4MPaあるいは0.08MPaの圧力で1秒、130℃の条件で貼り合せたサンプルについて充てん性を評価した。半導体チップ中央部の断面を研磨し、光学顕微鏡でボイドの有無を調査した。直径300μm以上のボイドのないものを○、あるものを×とした。
*2:エポキシ基含有アクリルゴムの分子量低減品(ゲル パーミエーション クロマトグラフィーによる重量平均分子量30万、グリシジルメタクリレート3重量%、Tgは−7℃、ナガセケムテックス株式会社製)
*3:アクリルゴムの含有率(wt%)はアクリルゴム、エポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤及びシリカフィラーの総重量に対するアクリルゴムの割合を示す。
*4:フィラーの含有率(wt%)はアクリルゴム、エポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤及びシリカフィラーの総重量に対するシリカフィラーの割合を示す。
*5:樹脂中のアクリルゴムの含有率(wt%)はアクリルゴム、エポキシ樹脂、硬化剤の総重量に対するアクリルゴムの割合を示す。
実施例1〜4は、充てん性、吸湿耐リフロークラック性、耐温度サイクル性が良好である。比較例1〜3はいずれも不良である。
A1 半導体チップ
a 第1の接着剤層
b 接着シート
b’ 第2の接着剤層
b1 接着剤
c 多層接着シート
1 ダイシングテープ
2 ワイヤ
3 基板
4 配線
5 基材フィルム
Claims (9)
- 硬化前の70℃でのずり弾性率測定において、ひずみ量1%の貯蔵弾性率G1、ひずみ量10%の貯蔵弾性率G10の比G1/G10が1.2〜100であり、硬化前の70℃での剪断速度0.1(s−1)、ひずみ量0.4%の条件で測定した溶融粘度が100Pa・s〜25万Pa・sであることを特徴とする接着シート。
- 熱硬化性成分及び高分子量成分を合わせて40〜85体積%と、フィラー15〜60体積%とを含む組成物を含有することを特徴とする請求項1記載の接着シート。
- 樹脂100重量部とフィラー40〜180重量部とを含む樹脂組成物を含有し、前記樹脂が分子量800以上のエポキシ樹脂を含む熱硬化性成分60〜85重量%と、重量平均分子量が10万〜100万で、かつTgが−50〜50℃である架橋性官能基を含む高分子量成分15〜40重量%とを含むことを特徴とする請求項1記載の接着シート。
- 硬化前の70℃での剪断速度0.1(s−1)、ひずみ量0.4%の条件で測定したずり粘度η1と、剪断速度100(s−1)、ひずみ量0.4%の条件で測定したずり粘度η2との比η1/η2が50以下であることを特徴とする請求項1〜3いずれか一項に記載の接着シート。
- 硬化前の25℃での動的粘弾性測定による貯蔵弾性率が200〜3000MPaであり、80℃での動的粘弾性測定による貯蔵弾性率が0.1〜10MPaである請求項1〜4いずれか一項に記載の接着シート。
- 請求項1〜5いずれか一項に記載の接着シートとダイシングテープとを貼り合わせた一体型シート。
- ウエハ、請求項1〜5いずれか一項に記載の接着シート、ダイシングテープの順に0℃〜120℃で貼り合わせる工程、
ウエハ、接着シート及びダンシングテープを同時に切断し、接着シートとダイシングテープ間ではく離して接着シート付き半導体チップを得る工程、
前記接着シート付き半導体チップを凹凸を有する基板又は半導体チップに荷重0.001〜1MPaで接着する工程と、
を含む半導体装置の製造方法。 - ウエハと請求項6に記載の一体型シートの接着シート側とを0℃〜120℃で貼り合わせる工程、
ウエハと一体型シートを同時に切断し、一体型シートの接着シートとダイシングテープ間で剥離して接着シート付き半導体チップを得る工程、
前記接着シート付き半導体チップを凹凸を有する基板又は半導体チップに荷重0.001〜1MPaで接着する工程と、
を含む半導体装置の製造方法。 - 請求項7又は8に記載の半導体装置の製造方法により製造した半導体装置。
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