JP2011178840A - 接着剤組成物、回路部材接続用接着剤シート及び半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明は、(a)芳香環を有し、エポキシ当量が100〜250g/eqである第1のエポキシ樹脂と、(b)芳香環を有し、エポキシ当量が300〜1300g/eqである第2のエポキシ樹脂と、(c)マイクロカプセル型の硬化促進剤とを含む接着剤組成物に関する。
【選択図】なし
Description
(a)主面の一方に複数の回路電極を有する半導体ウエハを準備し、該半導体ウエハの回路電極が設けられている側に、本発明の接着剤組成物からなる接着剤層を設ける工程と、
(b)半導体ウエハの回路電極が設けられている側とは反対側を研削して半導体ウエハを薄化する工程と、
(c)薄化した半導体ウエハ及び接着剤層をダイシングしてフィルム状接着剤付半導体素子に個片化する工程と、
(d)フィルム状接着剤付半導体素子の回路電極を半導体素子搭載用支持部材の回路電極にハンダ接合する工程と、
を備える。
先ず、接着剤シート10を所定の装置に配置し、保護フィルム1を剥がす。続いて、主面の一方に複数の回路電極20を有する半導体ウエハAを準備し、半導体ウエハAの回路電極が設けられている側に接着剤層2を貼付け、支持基材3/接着剤層2/半導体ウエハAが積層された積層体を得る(図3を参照)。回路電極20には、ハンダ接合用のハンダが塗布されたバンプが設けられている。なお、半導体素子搭載用支持部材の回路電極にハンダを設けることもできる。
次に、図4に示されるように、半導体ウエハAの回路電極20が設けられている側とは反対側をグラインダー4によって研削し、半導体ウエハを薄化する。半導体ウエハの厚みは、例えば、10〜300μmとすることができる。半導体装置の小型化、薄型化の観点から、半導体ウエハの厚みを20〜100μmとすることが好ましい。
次に、図5(a)に示されるように、積層体の半導体ウエハAにダイシングテープ5を貼付け、これを所定の装置に配置して支持基材3を剥がす。このとき、支持基材3が粘着剤層3aを備えており、粘着剤層3aが放射線硬化性である場合には、支持基材3側から放射線を照射することにより、粘着剤層3aを硬化させ接着剤層2と支持基材3との間の接着力を低下させることができる。ここで、使用される放射線としては、例えば、紫外線、電子線、赤外線等が挙げられる。これにより支持基材3を容易に剥がすことができる。支持基材3の剥離後、図5(b)に示されるように、半導体ウエハA及び接着剤層2をダイシングソウ6によりダイシングする。こうして、半導体ウエハAは複数の半導体素子A’に分割され、接着剤層2は複数のフィルム状接着剤2aに分割される。
次に、図7に示されるように、フィルム状接着剤2aが付着した半導体素子A’の回路電極20と、半導体素子搭載用支持部材8の回路電極22とを位置合わせし、フィルム状接着剤付半導体素子12と半導体素子搭載用支持部材8とを熱圧着する。この熱圧着により、回路電極20と回路電極22とがハンダ接合により電気的且つ機械的に接続されるとともに、半導体素子A’と半導体素子搭載用支持部材8との間にフィルム状接着剤2aの硬化物が形成される。
まず、主モノマーとして2−エチルヘキシルアクリレートとメチルメタクリレートとを用い、官能基モノマーとしてヒドロキシエチルアクリレートとアクリル酸とを用いた溶液重合法によりアクリル共重合体を合成した。得られたアクリル共重合体の重量平均分子量は40万、ガラス転移点は−38℃であった。このアクリル共重合体100質量部に対し、多官能イソシアネート架橋剤(日本ポリウレタン工業株式会社製、商品名「コローネートHL」)10質量部を配合して粘着剤組成物溶液を調製した。
<接着剤組成物の調製>
熱可塑性樹脂である「FX293」(東都化成株式会社製、商品名、フェノキシ樹脂)20質量部、(a)第1のエポキシ樹脂である「1032H60」(ジャパンエポキシレジン株式会社製、商品名、エポキシ当量170)20質量部及び「YL−983U」(ジャパンエポキシレジン株式会社製、商品名、エポキシ当量184)10質量部、(b)第2のエポキシ樹脂である「EXA−4850−1000」(DIC株式会社製、商品名、エポキシ当量350)5質量部並びに(c)マイクロカプセル型硬化促進剤である「HX−3941HP」(旭化成ケミカルズ株式会社製、商品名)30質量部を、トルエンと酢酸エチルとの混合溶媒中に溶解した。この溶液に、無機フィラー「SE2050」(株式会社アドマテックス社製、商品名、シリカ粒子、平均粒径0.5μm)100質量部及び有機微粒子「EXL−2655」(ロームアンドハースジャパン株式会社製、商品名、コアシェルタイプ有機微粒子)15質量部を分散し、接着剤ワニスを得た。
得られた接着剤ワニスを、保護フィルムであるポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(帝人デュポンフィルム社製、商品名「A31」、厚み38μm)上にロールコータを用いて塗布し、110℃のオーブンで10分間乾燥させて、厚み30μmの接着剤層を形成した。次に、接着剤層と上記支持基材における粘着剤層面とを60℃で貼り合わせて、回路部材接続用接着剤シートを得た。
接着剤ワニスの調製における「EXA−4850−1000」に代えて「YL−7175−1000」(ジャパンエポキシレジン株式会社製、商品名、エポキシ当量1120)5質量部を配合した以外は実施例1と同様にして、回路部材接続用接着剤シートを得た。
接着剤ワニスの調製における「EXA−4850−1000」に代えて「YDF−2004」(東都化成株式会社製、商品名、エポキシ当量980)5質量部を配合した以外は実施例1と同様にして、回路部材接続用接着剤シートを得た。
接着剤ワニスの調製において「EXA−4850−1000」を配合しなかった以外は実施例1と同様にして、回路部材接続用接着剤シートを得た。
接着剤ワニスの調製における「EXA−4850−1000」に代えて「YDCN−700−10」(東都化成株式会社製、商品名、エポキシ当量197)5質量部を配合した以外は実施例1と同様にして、回路部材接続用接着剤シートを得た。
接着剤ワニスの調製における「HX−3941HP−ss」に代えて「2PHZ」(四国化成株式会社製、商品名)10質量部を配合した以外は実施例1と同様にして、回路部材接続用接着剤シートを得た。
接着剤ワニスの調製における「1032H60」及び「YL−983U」に代えて「EXA−4850−1000」25質量部を配合した以外は実施例1と同様にして、回路部材接続用接着剤シートを得た。
<耐リフロー性評価>
実施例1〜3及び比較例1〜4の接着シートの耐リフロー性を以下の手順で評価した。まず、接着シートを10cm角の大きさに切断し、保護フィルムを剥離した後、金ワイヤーバンプ(レベリング済み、バンプ高さ30μm、184バンプ)付きチップ(10mm角、厚み280μm)に60〜80℃でラミネートして、支持基材を剥離し接着剤層付き半導体チップを得た。その後、接着剤層付き半導体チップを、表面にレジスト「SR−AUS308」(太陽インキ製造株式会社製、商品名)を塗布したNi/AuめっきCu回路プリント基板上に加熱温度250℃、荷重0.5MPaの条件で、10秒間圧着して半導体装置のサンプルを作製した。次に、このサンプルに対して、封止剤(日立化成工業株式会社製、商品名「CEL−9700−HF10」)を用いて所定の形状にモールドし、175℃で5時間硬化させてパッケージとした。次に、このパッケージを85℃/60%RHの条件で7日間保管した後、パッケージ表面の最高温度が260℃となる温度で20秒間保持するように設定したIRリフロー炉にパッケージを通過させ、パッケージ中のクラックを目視と超音波顕微鏡で視察した。この時のパッケージ10個に対するクッラク発生率により耐リフロー性を評価した。
A:クラック発生率20%未満
B:クラック発生率20%以上
IRリフロー後のパッケージを温度サイクル試験機(条件:−55℃30分間/室温5分間/125℃30分間)内に放置し、試験器内における接続抵抗を測定した。パッケージの接続抵抗が50Ωを超えたサイクル数をNGとし、5個のNGの平均値をそのフィルムの耐TCT性のサイクル数として評価した。
A:NGの平均値が500サイクル以上
B:NGの平均値が500サイクル未満
Claims (7)
- (a)芳香環を有し、エポキシ当量が100〜250g/eqである第1のエポキシ樹脂と、
(b)芳香環を有し、エポキシ当量が300〜1300g/eqである第2のエポキシ樹脂と、
(c)マイクロカプセル型の硬化促進剤と、
を含む接着剤組成物。 - 前記第1のエポキシ樹脂のエポキシ当量が150〜200g/eqである、請求項1記載の接接着剤組成物。
- 前記第2のエポキシ樹脂のエポキシ当量が800〜1200g/eqである、請求項1又は2記載の接着剤組成物。
- 前記第2のエポキシ樹脂のエポキシ当量が300〜500g/eqである、請求項1又は2記載の接着剤組成物。
- 支持基材と、該支持基材上に設けられ、請求項1〜4のいずれか一項に記載の接着剤組成物からなる接着剤層と、を備える、回路部材接続用接着剤シート。
- 前記支持基材が、プラスチックフィルムと該プラスチックフィルム上に設けられた粘着剤層とを備え、前記接着剤層が前記粘着剤層上に設けられている、請求項5記載の回路部材接続用接着剤シート。
- 主面の一方に複数の回路電極を有する半導体ウエハを準備し、該半導体ウエハの前記回路電極が設けられている側に、請求項1〜4のいずれか一項に記載の接着剤組成物からなる接着剤層を設ける工程と、
前記半導体ウエハの前記回路電極が設けられている側とは反対側を研削して前記半導体ウエハを薄化する工程と、
前記薄化した半導体ウエハ及び前記接着剤層をダイシングしてフィルム状接着剤付半導体素子に個片化する工程と、
前記フィルム状接着剤付半導体素子の前記回路電極を半導体素子搭載用支持部材の回路電極にハンダ接合する工程と、
を備える、半導体装置の製造方法。
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