JP2016115804A - ダイシングダイボンディングシート - Google Patents
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Abstract
Description
本発明のダイシングダイボンディングシートは、前記染料がジスアゾ染料であるものが好ましい。
本発明のダイシングダイボンディングシートは、前記染料が、その構造中に金属原子又は金属イオンを含まないものが好ましい。
本発明に係るダイシングダイボンディングシートは、基材上に、染料を含有する接着剤層を備え、前記接着剤層の前記染料の含有量が8.3質量%以下であり、前記基材と前記接着剤層との間のL*a*b*表色系における色差(以下、「ΔE」と略記することがある)が、30〜53であることを特徴とする。
本明細書において、前記L*、a*及びb*は、JIS Z8781−4:2013に従って、算出されるものである。
また、低温で脆質部が形成された接着剤層をエキスパンドして割断する、所謂クールエキスパンドを行う際にも、ステルスダイシングを行う際と同様に、接着剤層が確実に割断できたか否か、状態を容易に視認でき、半導体装置の製造効率の低下を抑制できる。
通常、これらエキスパンドを行う際には、目視や顕微鏡による観察で接着剤層が割断されたか否かを確認するが、本発明によれば接着剤層の視認が容易であるので、短時間で確認できる。接着剤層が割断されていなければ、目的とするチップのピックアップ時に、周辺のチップも同時に持ち上げられてしまい、トラブルが発生してしまう。
前記基材は、接着剤層との間で色差(ΔE)が上述の関係を満たすものである。
基材の色は、接着剤層の色と同じでなければ、特に限定されないが、通常は白色であることが好ましい。
基材が前記粘着基材である場合には、支持基材及び粘着剤層の積層構造が一体として、接着剤層との間で上述の色差(ΔE)の関係を満たしていればよい。
これらの中でも前記非粘着基材及び支持基材は、ダイシング時のブレードの摩擦による基材の断片の発生が抑制される点から、特に表面が電子線照射処理を施されたものが好ましい。
前記粘着剤層は、公知のものを適宜使用できる。粘着剤層が無色である場合には、前記粘着基材は支持基材の色を反映したものとなり、粘着剤層が有色である(着色している)場合には、前記粘着基材は粘着剤層の色、又は支持基材と粘着剤層の両方の色を反映したものとなる。
前記粘着剤層が、エネルギー線の照射により重合する成分を含んでいる場合には、エネルギー線を照射してその粘着性を低下させることで、半導体チップのピックアップが可能となる。このような粘着剤層は、例えば、エネルギー線の照射により重合する、エネルギー線重合性のアクリル重合体を含有する各種の粘着剤組成物を用いて形成できる。
各成分の配合時における添加順序は特に限定されず、2種以上の成分を同時に添加してもよい。
配合時に各成分を混合する方法は特に限定されず、撹拌子又は撹拌翼等を回転させて混合する方法;ミキサーを用いて混合する方法;超音波を加えて混合する方法等、公知の方法から適宜選択すればよい。
各成分の添加及び混合時の温度並びに時間は、各配合成分が劣化しない限り特に限定されず、適宜調節すればよいが、温度は15〜30℃であることが好ましい。
溶媒を用いる場合には、溶媒を溶媒以外のいずれかの配合成分と混合してこの配合成分を予め希釈しておくことで用いてもよいし、溶媒以外のいずれかの配合成分を予め希釈しておくことなく、溶媒をこれら配合成分と混合することで用いてもよい。
接着剤層は染料を含有する。染料は顔料とは異なり、接着剤層中で凝集物を発生しにくいため、前記ダイシングダイボンディングシートは、高品質が維持される。
本発明においては、接着剤層の厚さが、例えば、10μm以下程度と薄い場合であっても、着色成分として顔料を用いた場合とは異なり、接着剤層中での凝集物の発生が抑制されるので、最終的に得られた半導体パッケージにおけるクラックの発生等が抑制される。
染料として具体的には、アゾ染料、ニトロソ染料、キノリン染料、硫化染料、ニトロ染料、メチン染料、ポリメチン染料、アミノケトン染料、チアゾール染料、オキシケトン染料、スチルベン染料、インダミン染料、インドフェノール染料、ジフェニルメタン染料、アントラキノン染料、トリアリールメタン染料、アジン染料、インジゴイド染料、ザンセン染料、オキサジン染料、チアジン染料、フタロシアニン染料、アクリジン染料等が例示できる。
前記アゾ染料は、一分子中に有するアゾ基の個数に応じて、モノアゾ染料、ジスアゾ染料、トリスアゾ染料、テトラキスアゾ染料及びポリアゾ染料(一分子中に有するアゾ基の個数が5以上のもの)のいずれでもよいが、構造が比較的剛直で、耐熱性がより高く、特性が良好な接着剤層を形成し易い点から、ジスアゾ染料であることが好ましい。
ΔE=[(L1*−L2*)2+(a1*−a2*)2+(b1*−b2*)2]1/2 ・・・・(I)
(式中、L1*は基材のL*の値であり、L2*は接着剤層のL*の値であり、a1*は基材のa*の値であり、a2*は接着剤層のa*の値であり、b1*は基材のb*の値であり、b2*は接着剤層のb*の値である。)
接着剤層は、前記染料等の接着剤層を構成するための成分を含有する接着剤組成物を用いて形成でき、接着剤組成物中の非揮発性成分同士の含有量の比率は、接着剤層においても同じとなる。
接着剤層は、バインダー樹脂(a)、エポキシ系熱硬化性樹脂(b)及び前記染料(以下、「染料(s)」と記載することがある)を含有する接着剤組成物を用いて形成されたものが好ましい。
バインダー樹脂(a)は、接着剤層に造膜性及び可撓性を付与するための重合体化合物である。
バインダー樹脂(a)は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
アクリル系樹脂の重量平均分子量(Mw)は、10000〜2000000であることが好ましく、100000〜1500000であることがより好ましい。アクリル系樹脂の重量平均分子量が小さ過ぎると、接着剤層と粘着剤層との接着力が高くなって、半導体チップのピックアップ不良が生じることがある。また、アクリル系樹脂の重量平均分子量が大き過ぎると、被着体の凹凸面へ接着剤層が追従できないことがあり、ボイド等の発生要因になることがある。
なお、本明細書において、重量平均分子量とは、特に断りのない限り、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー(GPC)法により測定されるポリスチレン換算値である。
シクロアルキル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチル(メタ)アクリレート、イミド(メタ)アクリレート等の環状骨格を有する(メタ)アクリレート;
ヒドロキシメチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート等の水酸基含有(メタ)アクリレート;
グリシジル(メタ)アクリレート等のグリシジル基含有(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸エステルが例示できる。
また、アクリル系樹脂は、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、酢酸ビニル、アクリロニトリル、スチレン、N−メチロールアクリルアミド等のモノマーが共重合されたものでもよい。
アクリル系樹脂を構成するモノマーは、1種のみでもよいし、2種以上でもよい。
なお、本明細書において、「(メタ)アクリル酸」とは、「アクリル酸」及び「メタクリル酸」の両方を包含する概念とし、「(メタ)アクリレート」とは、「アクリレート」及び「メタクリレート」の両方を包含する概念とする。
さらに、接着剤組成物の固形分中でのアクリル系樹脂の含有量は、50〜85質量%であることがより好ましい。アクリル系樹脂の含有量がこのような範囲であれば、半導体チップの易ピックアップ性が向上する。
前記熱可塑性樹脂は、重量平均分子量が1000〜100000のものが好ましく、3000〜80000のものがより好ましい。
前記熱可塑性樹脂のガラス転移温度(Tg)は、−30〜150℃であることが好ましく、−20〜120℃であることがより好ましい。
前記熱可塑性樹脂としては、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、フェノキシ樹脂、ポリブテン、ポリブタジエン、ポリスチレン等が例示できる。
前記熱可塑性樹脂は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
エポキシ系熱硬化性樹脂(b)は、エポキシ樹脂及び熱硬化剤からなる。
エポキシ系熱硬化性樹脂(b)は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
不飽和炭化水素基を有するエポキシ樹脂は、不飽和炭化水素基を有しないエポキシ樹脂よりもアクリル系樹脂との相溶性が高い。このため、不飽和炭化水素基を有するエポキシ樹脂を含む接着剤組成物を用いることで、半導体装置のパッケージ信頼性が向上する。
前記エポキシ樹脂のエポキシ当量は、100〜1000g/eqであることが好ましく、300〜800g/eqであることがより好ましい。
熱硬化剤としては、1分子中にエポキシ基と反応し得る官能基を2個以上有する化合物が例示できる。前記官能基としてはフェノール性水酸基、アルコール性水酸基、アミノ基、カルボキシル基、酸基が無水物化された基等が例示でき、フェノール性水酸基、アミノ基、酸基が無水物化された基であることが好ましく、フェノール性水酸基、アミノ基であることがより好ましく、フェノール性水酸基であることが特に好ましい。
前記熱硬化剤のうち、アミン系硬化剤(アミノ基を有する硬化剤)としては、DICY(ジシアンジアミド)等が例示できる。
不飽和炭化水素基を有する熱硬化剤としては、フェノール樹脂の水酸基の一部を、不飽和炭化水素基を含む基で置換してなる化合物、フェノール樹脂の芳香環に、不飽和炭化水素基を含む基が直接結合した化合物等が例示できる。熱硬化剤における不飽和炭化水素基は、上述の不飽和炭化水素基を有するエポキシ樹脂における不飽和炭化水素基と同様のものである。
染料(s)は、先に説明したものである。
接着剤組成物の固形分中での染料(s)の含有量は、先に説明した接着剤層の染料の含有量と同じであることが好ましい。
接着剤組成物が含有する他の成分で好ましいものとしては、無機充填材(c)、硬化促進剤(d)、カップリング剤(e)、架橋剤(f)、エポキシ系熱硬化性樹脂(b)に該当しないその他の熱硬化性樹脂(g)、汎用添加剤(h)等が例示できる。
接着剤組成物は、さらに無機充填材(c)を含有することにより、その熱膨張係数の調整が容易となり、半導体チップや金属又は有機基板に対して、硬化後の接着剤層の熱膨張係数を最適化することで、パッケージ信頼性を向上させることができる。
また、接着剤組成物は、さらに無機充填材(c)を含有することにより、硬化後の接着剤層の吸湿率を低減することもできる。
これらの中でも、無機充填材(c)は、シリカフィラー、アルミナフィラー又はこれらの表面改質品であることが好ましい。
無機充填材(c)は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
硬化促進剤(d)は、接着剤組成物の硬化速度を調整するために用いられる。
好ましい硬化促進剤(d)としては、トリエチレンジアミン、ベンジルジメチルアミン、トリエタノールアミン、ジメチルアミノエタノール、トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール等の第3級アミン;2−メチルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、2−フェニル−4−メチルイミダゾール、2−フェニル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾール、2−フェニル−4−メチル−5−ヒドロキシメチルイミダゾール等のイミダゾール類(1個以上の水素原子が水素原子以外の基で置換されたイミダゾール);トリブチルホスフィン、ジフェニルホスフィン、トリフェニルホスフィン等の有機ホスフィン類(1個以上の水素原子が有機基で置換されたホスフィン);テトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレート、トリフェニルホスフィンテトラフェニルボレート等のテトラフェニルボロン塩等が例示できる。
硬化促進剤(d)は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
カップリング剤(e)として、無機化合物と反応する官能基及び有機官能基と反応する官能基を有するものを用いることにより、接着剤層の被着体に対する接着性及び密着性を向上させることができる。また、カップリング剤(e)を用いることで、接着剤層を硬化して得られる硬化物について、その耐熱性を損なうことなく、耐水性を向上させることができる。
好ましい前記シランカップリング剤としては、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、γ−(メタクリロキシプロピル)トリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−6−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−6−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、N−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、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、γ−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)テトラスルファン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、イミダゾールシラン等が例示できる。
カップリング剤(e)は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
バインダー樹脂(a)として、イソシアネート基等の他の化合物と結合可能な官能基を有する、上述のアクリル系樹脂を用いる場合、この官能基を他の化合物と結合させて架橋するために架橋剤(f)を用いることができる。架橋剤(f)を用いて架橋することにより、接着剤層の初期接着力及び凝集力を調節できる。
架橋剤(f)としては、有機多価イソシアネート化合物、有機多価イミン化合物等が例示できる。
その他の熱硬化性樹脂(g)は、エポキシ系熱硬化性樹脂(b)における前記エポキシ樹脂に該当しないものであればよく、熱硬化性ポリイミド樹脂、ポリウレタン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂等が例示できる。
汎用添加剤(h)としては、公知の可塑剤、帯電防止剤、酸化防止剤、顔料、染料、ゲッタリング剤等が例示できる。
接着剤組成物は、さらに溶媒を含有することで、希釈によって取り扱い性が良好となる。
接着剤組成物が含有する溶媒は、特に限定されないが、好ましいものとしては、トルエン、キシレン等の炭化水素;メタノール、エタノール、2−プロパノール、イソブチルアルコール(2−メチルプロパン−1−オール)、1−ブタノール等のアルコール;酢酸エチル等のエステル;アセトン、メチルエチルケトン等のケトン;テトラヒドロフラン等のエーテル;ジメチルホルムアミド、N−メチルピロリドン等のアミド(アミド結合を有する化合物)等が例示できる。
接着剤組成物が含有する溶媒は、1種のみでもよいし、2種以上でもよい。
接着剤組成物が含有する溶媒は、接着剤組成物で用いる各成分を均一に混合する点から、メチルエチルケトン等であることが好ましい。
各成分の配合時における添加順序は特に限定されず、2種以上の成分を同時に添加してもよい。
配合時に各成分を混合する方法は特に限定されず、撹拌子又は撹拌翼等を回転させて混合する方法;ミキサーを用いて混合する方法;超音波を加えて混合する方法等、公知の方法から適宜選択すればよい。
各成分の添加及び混合時の温度並びに時間は、各配合成分が劣化しない限り特に限定されず、適宜調節すればよいが、温度は15〜30℃であることが好ましい。
溶媒を用いる場合には、溶媒を溶媒以外のいずれかの配合成分と混合してこの配合成分を予め希釈しておくことで用いてもよいし、溶媒以外のいずれかの配合成分を予め希釈しておくことなく、溶媒をこれら配合成分と混合することで用いてもよい。
[実施例1〜6、比較例1〜2]
(接着剤組成物の製造)
表1に示す量で各成分を配合し、さらにメチルエチルケトンで希釈して、接着剤組成物を得た。
表1中の各成分の略号は、それぞれ以下の意味を有する。
(a)−1:アクリル系樹脂(トーヨケム社製、重量平均分子量500000、ガラス転移温度9℃、メチルアクリレート(95質量部)及び2−ヒドロキシエチルアクリレート(5質量部)が共重合されてなるもの)
・エポキシ系熱硬化性樹脂(b)
(b)−11:アクリロイル基を有するクレゾールノボラック型エポキシ樹脂(日本化薬社製「CNA−147」)
(b)−21:アラルキルフェノール樹脂(三井化学社製「ミレックスXLC−4L」)
・充填材(c)
(c)−1:メタクリル基修飾フィラー(アドマテックス社製「SO−C2」、平均粒径0.5μm、シリカの3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン処理品)
・カップリング剤(e)
(e)−1:シランカップリング剤(三菱化学社製「MKCシリケートMSEP2」))
・架橋剤(f)
(f)−1:芳香族多価イソシアネート(日本ポリウレタン工業社製「コロネートL」、トリメチロールプロパンのトリレンジイソシアネート三量体付加物)
・染料(s)
(s)−1:ソルベントブラック3(オリヱント化学工業社製「OIL Black 860」、油溶性ジスアゾ染料)
(s)−2:.ソルベントレッド18(中央合成化学社製「Red TR−71」、油溶性ジスアゾ染料)
ポリエチレンテレフタレート製フィルムの片面が剥離処理された剥離シートの前記剥離処理面に、上記で得られた接着剤組成物を塗布し、120℃で3分間乾燥させることで、厚さが5μm又は20μmである接着剤層を形成した。さらに、上記と同じ剥離シートを接着剤層に貼合して、接着剤層の厚さが5μm、20μmの2種のノンキャリアフィルムを作製した。
次いで、これらノンキャリアフィルムのうち、接着剤層の厚さが20μmのものを用い、その一方の剥離シートを剥離し、前記接着剤層をダイシングテープ(リンテック社製「G−562」)の粘着剤層上に転写して、ダイシングダイボンディングシートを得た。なお、前記ダイシングテープは、基材が白色で、粘着剤層が無色のものである。
上記で得られたダイシングダイボンディングシートについて、下記方法により、接着剤層の視認性、半導体パッケージの信頼性を評価した。
分光光度計(SHIMADZU社製「UV−VIS−NIR SPECTROPHOTOMETER UV−3600」)を用いて、上記のダイシングテープ(リンテック社製「G−562」)と、上記で得られた厚さが5μmの接着剤層について、光透過率を測定した。なお、ダイシングテープについては、粘着剤層側から光透過率を測定した。このとき、分光光度計に付属の大形試料室MPC−3100を用い、内蔵の積分球を使用せずに測定した。
そして、得られた光透過率の測定結果から、JIS Z8781−4:2013に従って、基材であるダイシングテープと、接着剤層それぞれについて、L*、a*、b*を算出し、前記式(I)にしたがって、色差(ΔE)を算出した。結果を表1に示す。表1には、接着剤層のL*、a*、b*もあわせて示す。なお、ダイシングテープのL*は46、a*は1.6、b*は−2.9であった。
テープマウンター(リンテック社製「Adwill RAD2500」)を用いて、ドライポリッシュ仕上げシリコンウエハ(150mm径、厚さ75μm)の研磨面に、実施例及び比較例のダイシングダイボンディングシートのうち、接着剤層の厚さが20μmのものを、その接着剤層を介して貼付し、このシリコンウエハをウエハダイシング用リングフレームに固定した。次いで、ダイシング装置(ディスコ社製「DFD651」)を用いて、8mm×8mmのサイズにシリコンウエハをダイシングして、チップを得た。このダイシングのとき、基材を表面から20μmだけ切り込むようにした。
上記の接着剤層の視認性の評価の際に作製した、前記基板及び接着剤層付きチップの積層物を、オーブンを用いて175℃で1時間加熱した。次いで、オーブンから取り出し、常温まで冷却した前記積層物を、モールド樹脂(京セラケミカル社製「KE−1100AS3」)と封止装置(アピックヤマダ社製「MPC−06M TriAl Press」)を用いて、封止厚が400μmとなるように封止し、175℃で5時間加熱することで、前記モールド樹脂を硬化させた。次いで、この封止された前記積層物をダイシングテープ(リンテック社製「Adwill D−510T」)に貼付し、ダイシング装置(ディスコ社製「DFD651」)を用いて、8mm×8mmのサイズにダイシングして、信頼性評価用の半導体パッケージを得た。
これに対して、比較例1のダイシングダイボンディングシートは、接着剤層が染料を含有していないことにより、ΔEが所定の範囲外となり、接着剤層は視認性に劣っていた。
また、比較例2のダイシングダイボンディングシートは、接着剤層が染料を含有していても、ΔEが所定の範囲外となり、接着剤層は視認性に劣っていた。さらに、接着剤層の染料の含有量が多過ぎたことにより、得られた半導体パッケージは、基板及び半導体チップの接合部に剥離が多数観察され、パッケージクラックも発生しており、信頼性が低かった。
Claims (3)
- 基材上に、染料を含有する接着剤層を備え、
前記接着剤層の前記染料の含有量が8.3質量%以下であり、
前記基材と前記接着剤層との間のL*a*b*表色系における色差が、30〜53であることを特徴とするダイシングダイボンディングシート。 - 前記染料がジスアゾ染料であることを特徴とする請求項1に記載のダイシングダイボンディングシート。
- 前記染料が、その構造中に金属原子又は金属イオンを含まないものであることを特徴とする請求項1又は2に記載のダイシングダイボンディングシート。
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