JP5011972B2 - 液状樹脂組成物、接着剤層付き半導体ウエハ、接着剤層付き半導体素子および半導体パッケージ - Google Patents
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Description
従来の半導体組立工程におけるダイアタッチ工程では、支持体に液状のダイアタッチ材を塗布して室温で半導体素子を搭載後加熱硬化することで半導体素子を支持体に接着していたが、半導体素子表面やワイヤボンドパッドへのダイアタッチ材の付着の問題、ダイアタッチ材のブリード(ダイアタッチ材の液状成分のみ毛細管現象で伝わる現象)による汚染問題が無視できなくなってきている。
そこで液状のダイアタッチ材の替わりにフィルム状のダイアタッチ材を用い、フィルム状のダイアタッチ材を支持体に貼り付けた後、加熱しながら半導体素子を搭載する方法、半導体ウエハ裏面にフィルム状ダイアタッチ材を貼り付けた状態でダイシングシートに貼り付けた後個片化することで得られたダイアタッチ材付き半導体素子を加熱しながら支持体に搭載する方法、ダイシングシート機能を有するダイアタッチフィルムに半導体ウエハを貼り付け個片化することで得られたダイアタッチ材付き半導体素子を加熱しながら支持体に搭載する方法などが採用されている。(例えば、特許文献1、2参照。)
一方、半導体素子の更なる多層化、半導体パッケージの更なる薄型化のため半導体素子のみならず支持体の薄型化も進んでいる。薄型の支持体を用いた場合、半導体構成材料の熱膨張率の差に基づくパッケージの反りがより顕著になる。また半導体デバイスの高速化のため配線間の寄生容量に起因する信号伝搬速度の低下による伝送遅延を少なくする目的で層間絶縁膜に低誘電率の絶縁膜の適用が行われているが一般に低誘電率の絶縁膜は機械的強度か弱く、半導体素子の反りは時には絶縁膜の破壊の原因となる場合がでてきた。
ここで半導体パッケージまたは半導体素子の反りは、各構成部材の熱膨張率の差により生じるので、フィルム状のダイアタッチ材を使用する場合に半導体素子を搭載する温度を下げることが望まれる。フィルム状のダイアタッチ材の半導体素子搭載温度を下げるためにはガラス転移温度の低い熱可塑成分を使用するか、低分子量の成分を増やす必要があり、その結果室温付近においてもタック(べたつき)が発生してしまう。
室温付近のべたつきはしばしばピックアップ性(半導体素子をダイシングシートから取る工程)の悪化の原因となり、またピックアップした半導体素子を一旦別のステージに置く工程(例えば、特許文献3、4、5参照。)でステージに張り付く原因となる。
ここで室温においてタックのない材料については、ウエハレベルチップサイズパッケージの封止材としていくつかの試みが提案されている。(例えば、特許文献6、7、8参照。)これらの発明では半田などのバンプの付いたウエハに樹脂組成物を塗布し加熱処理することで室温においてタックのない状態にした後、個片化しているが、次の工程で封止と半田接合を同時に行うため半田の融点以上の温度で接合する必要があった。
このように低温で搭載可能ながらも室温ではべたつきのない接着剤層付き半導体素子の要求に対し満足のいく接着剤層に用いられる液状樹脂組成物はなかった。
[1]グリシジル基を有する化合物(A)とフェノール性水酸基を有する化合物(B)と溶剤(C)を含む液状樹脂組成物であって、前記グリシジル基を有する化合物が一般式(1)で示される化合物(A1)を含むことを特徴とする液状樹脂組成物。
Gはグリシジル基、nは0〜5である。
[3]前記化合物(B)が分子量1000以下である化合物(B1)と分子量1500以上5000以下である化合物(B2)を含む[1]または[2]に記載の液状樹脂組成物。
[4][1]〜[3]に記載のいずれかの液状樹脂組成物から構成される接着剤をウエハの一方の面に塗布することを特徴とする接着剤層付き半導体ウエハ。
[5]前記ウエハの一方の面に塗布する方法がスピンコートである[4]記載の接着剤層付き半導体ウエハ。
[6][4]または[5]に記載の接着剤層付き半導体ウエハを切断することを特徴とする接着剤層付き半導体素子。
[7][6]に記載の接着剤層付き半導体素子を用いて組み立てたことを特徴とする半導体パッケージ。
[8][6]に記載の接着剤層付き半導体素子を用いて、接着剤層付き半導体素子を支持体に搭載する工程と、搭載後すぐにワイヤボンドを行う工程の順に半導体パッケージを組み立てることを特徴とする半導体パッケージの組立方法。
以下、本発明を詳細に説明する。
ここで化合物(A1)の配合量は、化合物(A)全体に対して50重量%以上、100重量%以下であることが好ましく、さらに好ましいのは60重量%以上、100重量%以下であり、特に好ましいのは75重量%以上、100重量%以下である。上記範囲であれば吸水率が低く信頼性高い液状樹脂組成物を得ることが可能だからである。前記化合物(A1)は軟化点が40℃以上80℃以下のものが好ましい。軟化点がこれより低い場合にはウエハの一方の面に塗布加熱処理した後の25℃でのタック力が0.05Nより高くなる恐れがあり、これより高い場合には80℃でのタック力が1Nに満たない恐れがある。
る。特に好ましいフェノール性水酸基を有する化合物(B)としては分子量1000以下である化合物(B1)と分子量1500以上5000以下である化合物(B2)を含むものである。ここで分子量とはGPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)により測定した数平均分子量(Mn)の値である。分子量が1000以下である化合物(B1)のみを使用した場合には、ウエハの一方の面に塗布し加熱処理した後の、25℃でのタック力、80℃でのタック力、25℃での接着強度は優れるものの130℃での接着強度および175℃での接着強度が低くなりすぎ接着剤層付き半導体素子を支持体に搭載した後硬化を行わずにワイヤボンドを行うとワイヤボンド時に半導体素子が動いてしまいワイヤボンド不良が発生する、樹脂封止時に半導体素子が剥離するなどの不具合が発生する場合があるためで、分子量1500以上5000以下である化合物(B2)を併用することで接着剤層付き半導体素子を支持体に搭載した後の130℃、175℃での接着強度が良好になるためである。逆に化合物(B)として化合物(B2)のみを使用した場合にはウエハの一方の面に塗布し加熱処理した後の80℃でのタック力が悪化し、低温での搭載ができなくなってしまう。好ましい化合物(B1)と化合物(B2)の比率は(B1)/(B2)が0.1〜9であり、より好ましくは0.6〜7であり、さらに好ましい比率は0.8〜3である。
チル、マレイン酸ジメチル、マレイン酸ジエチル、クエン酸トリブチル、エチレングリコールモノアセタート、エチレングリコールジアセタート、エチレングリコールモノギ酸エステル、エチレングリコールモノ酪酸エステル、ジエチレングリコールモノアセタート、モノアセチン、炭酸ジエチル、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジエチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N,N’,N’−テトラメチル尿素、N−メチルピロリドン、2−メトキシエタノール、2−エトキシエタノール、2−(メトキシエトキシ)エタノール、2−イソプロポキシエタノール、2−ブトキシエタノール、2−(イソペンチルオキシ)エタノール、2−(ヘキシルオキシ)エタノール、フルフリルアルコール、テトラヒドロフルフリルアルコール、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、1−メトキシ−2−プロパノール、1−エトキシ−2−プロパノール、ジプロピレングリコール、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジアセトンアルコール、N−エチルモルホリン、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸ブチル、2−メトキシエチルアセタート、2−エトキシエチルアセタート、2−ブトキシエチルアセタート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセタート、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル。なかでも特に好ましい希釈剤は、沸点が150℃以上220℃以下のものであり、特に好ましいものは、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、2−ヘプタノン、ジイソブチルケトン、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノン、3−メトキシブチルアセタート、2−エチルブチルアセタート、γ−ブチロラクトン、エチレングリコールモノアセタート、エチレングリコールジアセタート、2−ブトキシエタノール、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジアセトンアルコール、2−エトキシエチルアセタート、2−ブトキシエチルアセタート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセタートである。
本発明の液状樹脂組成物は、例えば加熱装置ならびに攪拌器を備えた混合装置内で化合物(A)、化合物(B)、溶剤(C)、必要に応じ熱可塑性樹脂を加熱混合することで均一な液体を得た後室温まで冷却し、硬化促進剤、カップリング剤などの添加剤を加え更に混合することにより製造することができる。
子を積層して作製する半導体パッケージにおいて下段の半導体素子のボンディングワイヤのループ高さを確保するために回路の書かれていないチップをスペーサーとして使用する場合)に塗布して使用するが、以下、半導体ウエハを使用した場合にて説明を行う。通常半導体ウエハは厚みを制御する目的でダイシング工程前に裏面研削を行うが、液状樹脂組成物の塗布は裏面研削の後に行う。液状樹脂組成物の塗布方法としてはスクリーン印刷、ステンシル印刷、スピンコートなどによる方法が可能であるが、塗布厚みの安定性、表面の平滑性の観点からスピンコートにより塗布されることが好ましい。スピンコートは公知の方法にて行うことが可能である。すなわちバックグラインドテープ(裏面研削時にウエハの回路面を保護する目的で回路面に貼り付けるテープ)を貼り付けた状態のウエハをウエハ裏面が上になるようにスピンコーターにセットし15℃以上40℃以下で液状樹脂組成物をウエハの中央部に供給しウエハを回転させることで液状樹脂組成物をウエハ裏面全体に均一に塗布する方法である。使用するバックグラインドテープは後述する加熱処理工程があるので耐熱性に優れるものが好ましく、ウエハサポート機能(裏面研磨後に薄くなったウエハの反り、変形を抑制する機能)を有するものも好ましい。スピンコートの温度がこれより低い場合には液状樹脂組成物の粘度が高くなり塗布後の厚みが均一にならない場合があるので好ましくなく、これより高い場合には液状樹脂組成物の揮発による粘度変化が塗布厚みの不均一性の原因となりうるので好ましくない。より好ましい温度範囲は20℃以上30℃以下で、より安定した塗布厚みを得るためには±2℃に制御した環境での塗布が好ましい。ウエハの回転数は使用する液状樹脂組成物の粘度、塗布する温度、目的とする塗布厚みに依存するが、通常300rpm以上10000rpm以下で行う。液状樹脂組成物の供給はウエハ停止状態で行い徐々に回転数を上げる方法や、300rpmといった低回転で回転している状態で供給し必要であればさらに回転数を上げていく方法も可能である。
加熱処理後の接着剤層の厚みは200μm以下が好ましく、より好ましい厚みは5μm以上50μm以下である。厚みの制御は塗布条件の調整および液状樹脂組成物の粘度の調整により可能である。例えば低粘度の液状樹脂組成物を使用すればより薄い接着剤層を得ることが可能であるし、塗布方法としてスピンコートを使用する場合には塗布時の回転数をあげることでより薄い接着剤層を得ることが可能となる。フィルム状のダイアタッチ材を用いる場合には目的とする厚みのフィルムを準備しなくてはならないが、塗布条件の調整および液状樹脂組成物の粘度の調整により厚みの制御が可能な点は本発明の利点の一つである。
のは±3μm以内である。ここで厚み精度とはチップ面内の凹凸の変化をレーザ粗さ計で
測定した表面プロファイルの平均値からの隔たりである。厚み精度がこれより大きい場合には安定した厚みを得られないからである。
次に接着剤層付き半導体ウエハをダイシングシートに貼り付け個片化する。用いるダイシングシートは市販のものを使用可能である。個片化は通常ダイシングソーなどの専用装置を用いて行い、接着剤層付き半導体素子を得る。ここで前述のように接着剤層の平滑性が十分でない場合には接着剤層とダイシングシートの間にエアが残る場合があり、このためダイシング時にチップ欠け(チップのエッジ部分が欠けてしまう現象)、チップクラック(チップのエッジ部分にクラックがはいる現象)、チップ飛び(ダイシング時にチップがダイシングシートから外れてしまう現象)などが起こり、接着剤層付き半導体素子の歩留まり悪化の原因となる場合がある。
このようにして得られた接着剤層付き半導体素子はダイシングシートに張り付いた状態で(ダイシングシートはウエハリングに貼り付けられている)ダイボンダーにセットし、ピックアップ(ダイシングシートから半導体素子を取る工程)し加熱下で支持体に搭載される。ピックアップ時には接着剤層付き半導体素子とダイシングシートとの界面で剥がれる必要があり、接着剤層のタック力が0.05Nより大きい場合にはピックアップできない、ピックアップ時に半導体素子がずれて正しい位置に搭載できない、接着剤層の一部がダイシングシートに残るなどの問題が生じる恐れがある。
ク力が1N以上であれば搭載後の接着面積が90%以上を確保できるのに対し、1Nに満たない場合には接着面積が90%に満たないことが多かったからである。ここで搭載後の接着面積はPBGA基板に搭載後の半導体素子を手で引き剥がし半導体素子の面積に対する接着部分の面積で確認した。接着していた部分はPBGA基板表面が多少白っぽくざらついた感じになるのに対し、非接着部分は表面が平滑で搭載前と変化がないので目視で容易に識別可能である。80℃でのタック力は、液状樹脂組成物が50±5μmに塗布されたウエハを120±5℃に制御した乾燥機中で10±1分間加熱処理し冷却後、接着剤層が下になるようにダイシングシート(住友ベークライト(株)製、FSL−N4003)に張り付けダイシングソーにて6×6mmにダイシングすることで得られた6×6mmに個片化された接着剤層付き半導体素子の一部を手でダイシングシートから剥がし上記タック力測定法にて接着剤層側のタック力を80℃にて測定したものである。
また上記6×6mmに個片化された接着剤層付き半導体素子をダイボンダー上でピックアップしボンド加重1.0N、 基板加熱温度130℃、搭載時間8秒(基板表面の温度
が130℃まで昇温する時間7秒を含む)の条件でPBGA基板(パッケージサイズ35×35mm、コア材:BT(ビスマレイミド−トリアジン)、ソルダーレジスト:PSR4000AUS308(太陽インキ製造(株)製)、厚み0.56mm)に搭載した接着力測定用サンプルの25℃での接着力が10N以上であることが好ましい。接着力の測定はダイシェアテスター(Dage社製、シリーズ4000)にて行った値である。接着力がこれより低い場合には搬送中に半導体素子が脱落する恐れがある。より好ましくは20N以上であり、さらに好ましいのは50N以上である。
次に支持体に搭載された半導体素子と支持体を電気的に接続する目的でワイヤボンドを行う。ワイヤボンドの条件は特に限定されず、市販のワイヤボンダーを用いて通常の条件で行うことができるが前述の反りの問題を考慮すると低温で行うことが好ましい。特に好ましいワイヤボンド温度は150℃以下である。ここで上記接着力測定用サンプル(6×6mmに個片化した接着剤層付き半導体素子をPBGA基板に搭載しただけで接着剤層の硬化は行っていない)の130℃での接着力が10N以上であれば、接着剤層付き半導体素子を支持体に搭載した後、接着剤の硬化を行うことなくワイヤボンドすることが可能なのでより好ましい。特に好ましい130℃での接着力は30N以上である。これ以上であればワイヤボンド工程においてワイヤボンド不良(ワイヤが着かない、ワイヤの接合強度が低いなど)が生じないためである。
樹脂封止は通常160℃〜180℃で行われる。このためワイヤボンド後の半導体素子の支持体への接着力が低すぎる場合には樹脂封止工程中に半導体素子の剥離が生じたり、半導体素子が流されたりする危険性がある。このため上記接着力測定用サンプル(6×6mmに個片化した接着剤層付き半導体素子をPBGA基板に搭載しただけで接着剤層の硬化は行っていない)の175℃(典型的な樹脂封止温度)での接着力が1N以上であることが好ましい。特に好ましいのは3N以上である。これ以上の接着力であれば樹脂封止中に剥離などの不具合が発生しないからである。
樹脂封止を行ったのち、必要に応じポストモールド硬化を行い、支持体としてリードフレームを使用するものの場合には必要に応じリード加工、外装めっきなどを施し半導体パッケージを得る。また支持体として有機基板を用いる場合には必要に応じ半田ボールアタッ
チなどを行うことにより半導体パッケージを得る。
さらに本発明の液状樹脂組成物は、ウエハの一方の面に50μmの厚さに塗布し120℃10分間加熱処理した後の接着剤層のGPC測定における分子量200以上の面積(a’)に対する分子量200以上5000以下の面積(b’)の割合を(b’/a’)とする時、上記B/Aとの比[(b’/a’)/(b/a)]が次の関係を満たすことが好ましい。[(b’/a’)/(b/a)]>0.7。[(b’/a’)/(b/a)]がこれよりも小さいと加熱処理後の80℃でのタック力が不十分になり、接着剤層付き半導体素子のマウント性が悪くなる可能性がある。
また液状樹脂組成物をスピンコートによりウエハの一方の面に塗布する場合には、液状樹脂組成物中にミクロンサイズの固形物が存在すると加熱処理後の接着剤層表面の平滑性が悪化、ピンホールボイドの発生などの原因となるので好ましくない。このため液状樹脂組成物に使用する熱硬化性樹脂、硬化促進剤の析出には十分注意する必要がある。液状樹脂組成物作製時には10μmのフィルターによりろ過することが好ましく、より好ましくは10μmのフィルターによりろ過した後に3μmのフィルターによりろ過することであり、特に好ましいのはさらに1μmのフィルターによりろ過することである。またフィラーを使用することはできない。液状樹脂組成物の粘度は1Pa・s以上40Pa・s以下が好ましい。これより低くても高くてもスピンコート後に良好な厚みの接着剤層を得ることができないためである。ここで粘度の値はE型粘度計(東機産業(株)製、3度コーン)を用いて25℃、2.5rpmで測定した値である。より好ましい粘度範囲は2Pa・s以上30Pa・s以下であり、さらに好ましいのは2Pa・s以上15Pa・s以下である。
[液状樹脂組成物の調整]
・液状樹脂組成物A
フェノールアラルキル型エポキシ樹脂
(軟化点52℃、エポキシ当量238、一般式(1)で示される化合物)
35.5g
フェノールアラルキル樹脂
(分子量612、軟化点75℃、水酸基当量175) 10.6g
ポリヒドロキシスチレン
(分子量2080、分散度1.26) 10.6g
γ−ブチロラクトン(沸点204℃) 42.9g
上記の原料をセパラブルフラスコに配合し、150℃1時間攪拌することで淡黄色透明の液体を得た。これを室温まで冷却した後に以下の原料を添加し、室温で30分攪拌後、1μmのメッシュにてろ過することで液状樹脂組成物Aを得た。
3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン 0.26g
リン系の触媒 0.17g
ここで使用したリン系の触媒および液状樹脂組成物B〜Fで用いるリン系の触媒は以下のようにして作製したものである。
攪拌装置付きのセパラプルフラスコに4,4’−ビスフェノールS(日華化学工業(株)製BPS−N)3 7. 5g(0.15モル)、テトラフェニルホスホニウムプロマイド4 1. 9g(0.1モル)、イオン交換水100mlを仕込み100℃で攪拌した。さらに内部が不溶なまま、攪拌しながら水酸化ナトリウム4.0g(0.1モル)を予め、50mlのイオン交換水で溶解した溶液を添加した。しばらく攪拌を継続した後、白色沈殿を得た。沈殿を濾過、乾燥し、得られた白色結晶(68.5g)を触媒として用いた。
得られた液状樹脂組成物Aの粘度は4Pa・sであった。なお粘度の測定はE型粘度計(東機産業(株)製、3度コーン)を用いて25℃、2.5rpmでの値である(以下に示す粘度も同様に測定した)。
フェノールアラルキル型エポキシ樹脂
(軟化点52℃、エポキシ当量238、一般式(1)で示される化合物)
18.3g
フェノールアラルキル樹脂
(分子量612、軟化点75℃、水酸基当量175) 5.5g
ポリヒドロキシスチレン
(分子量2080、分散度1.26) 5.5g
アクリル系ポリマー(エチルアクリレート/アクリロニトリル
/グリシジルアクリレート/N,N−ジメチルアクリルアミド
=74/20/1/5の共重合体、分子量:49万、Tg:15℃)
9.7g
γ−ブチロラクトン(沸点204℃) 60.8g
上記の原料をセパラブルフラスコに配合し、150℃1時間攪拌することで淡黄色透明の液体を得た。これを室温まで冷却した後に以下の原料を添加し、室温で30分攪拌後、1μmのメッシュにてろ過することで液状樹脂組成物Bを得た。
3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン 0.13g
リン系の触媒 0.09g
得られた液状樹脂組成物Bの粘度は8Pa・sであった。
フェノールアラルキル型エポキシ樹脂
(軟化点52℃、エポキシ当量238、一般式(1)で示される化合物)
20.8g
オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂
(軟化点70℃、エポキシ当量210) 13.9g
フェノールアラルキル樹脂
(分子量612、軟化点75℃、水酸基当量175) 10.9g
ポリヒドロキシスチレン
(分子量2080、分散度1.26) 10.9g
γ−ブチロラクトン(沸点204℃) 43.0g
上記の原料をセパラブルフラスコに配合し、150℃1時間攪拌することで淡黄色透明の液体を得た。これを室温まで冷却した後に以下の原料を添加し、室温で30分攪拌後、1μmのメッシュにてろ過することで液状樹脂組成物Cを得た。
3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン 0.25g
リン系の触媒 0.17g
得られた液状樹脂組成物Cの粘度は5Pa・sであった。
オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂
(軟化点70℃、エポキシ当量210) 33.6g
フェノールアラルキル樹脂
(分子量612、軟化点75℃、水酸基当量175) 11.4g
ポリヒドロキシスチレン
(分子量2080、分散度1.26) 11.4g
γ−ブチロラクトン(沸点204℃) 43.1g
上記の原料をセパラブルフラスコに配合し、150℃1時間攪拌することで淡黄色透明の液体を得た。これを室温まで冷却した後に以下の原料を添加し、室温で30分攪拌後、1μmのメッシュにてろ過することで液状樹脂組成物Dを得た。
3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン 0.25g
リン系の触媒 0.17g
得られた液状樹脂組成物Dの粘度は6Pa・sであった。
オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂
(軟化点70℃、エポキシ当量210) 32.7g
フェノールアラルキル樹脂
(分子量612、軟化点75℃、水酸基当量175) 27.2g
γ−ブチロラクトン(沸点204℃) 39.7g
上記の原料をセパラブルフラスコに配合し、150℃1時間攪拌することで淡黄色透明の液体を得た。これを室温まで冷却した後に以下の原料を添加し、室温で30分攪拌後、1μmのメッシュにてろ過することで液状樹脂組成物Eを得た。
3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン 0.27g
リン系の触媒 0.18g
得られた液状樹脂組成物Eの粘度は3Pa・sであった。
オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂
(軟化点90℃、エポキシ当量210) 34.4g
ポリヒドロキシスチレン
(分子量1850、分散度2.41) 19.6g
γ−ブチロラクトン(沸点204℃) 45.6g
上記の原料をセパラブルフラスコに配合し、150℃1時間攪拌することで淡黄色透明の液体を得た。これを室温まで冷却した後に以下の原料を添加し、室温で30分攪拌後、1μmのメッシュにてろ過することで液状樹脂組成物Fを得た。
3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン 0.24g
リン系の触媒 0.16g
得られた液状樹脂組成物Fの粘度は12Pa・sであった。
20mgの液状樹脂組成物Aを6mlのテトラヒドロフラン(以下THF)に溶解しGPCの測定を行った。GPCの測定はWaters社製アライアンス(2695セパレーションズモデュール、2414リフラクティブインデックスディテクター、TSKゲルGMHHR−Lx2+TSKガードカラムHHR−Lx1、移動相:THF、1.0ml/分)を用い、カラム温度40.0℃、示差屈折率計内温度40.0℃、サンプル注入量100μlの条件にて行った。分子量の検量線はショーデックススタンダードSL−105
(昭和電工(株)製)を用いて作成した。得られたGPCチャートの分子量200以上の面積(a)に対する分子量200以上5000以下の面積(b)の割合(b/a)を算出した。
また液状樹脂組成物Aを用いて6インチウエハ(回路が書かれていないベアシリコン、厚み625μm)1枚および8インチウエハ(銅0.5%のアルミパッドを有しパッシベーションはSiN、厚み350μm)1枚に塗布後の厚みが50±5μmになるようにスピンコートし、120℃に調整した乾燥機中で10分間加熱処理することで接着剤層付きウエハを得た。スピンコートはスピンコーター(ミカサ(株)製、 1H−DX)を用い
て行った。スピンコート後の厚みは非接触の厚み計で測定し、50±5μmになっていない場合にはスピンコート条件を変更することで上記範囲に入るようにした。
次に接着剤層付き6インチウエハおよび8インチウエハをダイシングシート(住友ベークライト(株)製、FSL−N4003)に張り付け夫々6×6mm、10.5×10.5mmに個片化した。6×6mmに個片化した6インチウエハの一部を手でダイシングシートから剥がし接着剤層の25℃および80℃でのタック力測定用に用いた。タック力の測定はタック力測定機(RHESCA社製)を用いプローブ下降速度(Immersion Speed)30mm/min、テスト速度600mm/min、密着荷重(Preload)0.2N、密着保持時間(Press Time)1.0秒、プローブ5.1mmφ(SUS304)で行った。
また同様に手で剥がした6×6mmに個片化した接着剤層付き半導体素子3個を6mlのTHFに浸漬し、25℃で60分間浸透することでGPC測定用サンプルとした。上記と同様の条件で測定したGPCチャートから分子量200以上の面積(a’)に対する分子量200以上5000以下の面積(b’)の割合(b’/a’)を算出し、[(b’/a’)/(b/a)]の値を算出した。
さらに以下の項目についても後述のように評価を行った。
6×6mmに個片化した接着剤層付きウエハをダイボンダーに取り付けイジェクターピン高さ350μm(ダイシングフィルム下面を0), ピックアップタイム500msの条件でピックアップしボンド加重1.0N、 基板加熱温度130℃8秒(基板表面の温度
が130℃まで昇温する時間7秒を含む)の条件でPBGA基板(パッケージサイズ35×35mm、コア材:BT(ビスマレイミド−トリアジン)、ソルダーレジスト:PSR4000AUS308(太陽インキ製造(株)製)、厚み0.56mm)に搭載した。搭載後のサンプル(硬化は行っていない)の接着力を室温、130℃、175℃で測定した。接着力の測定はダイシェアテスター(Dage社製、シリーズ4000)にて行った。・ボイド(1)
6×6mmに個片化した接着剤層付きウエハをダイシングシートから手で剥がし、25℃の純水に浸漬した。1時間25℃の純水に浸漬した個片化した接着剤層付きウエハを用いて簡易マウンターにてボンド加重0.5N、 ボンド温度130℃、ボンド時間1秒の
条件でスライドガラスに搭載した。搭載後のサンプル(硬化は行っていない)および150℃60分間硬化したサンプルのボイドの発生状況をスライドガラス裏面から観察した。画像処理によるボイドの面積(ボイドの面積/36mm2)が5%以下の場合を合格とした。
10.5×10.5mmに個片化した接着剤付きウエハをダイシングシートごと30℃85%RHの雰囲気に72時間放置後ダイボンダーに取り付けイジェクターピン高さ350μm(ダイシングフィルム下面を0)、ピックアップタイム500msの条件でピックアップしボンド加重2.9N、基板加熱温度130℃8秒(昇温時間含む)の条件でPBGA基板(パッケージサイズ35×35mm、コア材:BT(ビスマレイミド−トリアジン)、ソルダーレジスト:PSR4000AUS308(太陽インキ製造(株)製)、厚み0.56mm)に搭載した後(硬化は行わずに)、以下の条件でワイヤボンドを行った。
ワイヤボンダー:Eagle60(ASM社製)
金線:SGS−H、25μm(住友金属鉱山(株)製)
ワイヤボンド温度:130℃
ボンディング荷重:45g
超音波パワー:120(128kHz)
・半田リフロー性試験
ボイド(2)、初期剥離の観察を行ったパッケージを85℃60%RHにて168時間吸湿処理を施した後、260℃以上の時間が10秒以上になるように設定したIRリフロー装置を3回通した後、透過型の超音波探傷装置にてクラックの発生具合を観察した。試験に用いたパッケージ4個中、クラックの発生しているパッケージ数で示した。
測定結果を表1に示す。
上記液状樹脂組成物Bを用いた以外は実施例1と同様に評価を行った。
[実施例3]
上記液状樹脂組成物Cを用いた以外は実施例1と同様に評価を行った。
液状樹脂組成物D〜Fを用いて実施例1と同様に評価を行った。
ド可能であった。封止後のパッケージにおいてもボイド、剥離の発生もなく、半田リフロー後にクラックが生じていない。
Claims (7)
- グリシジル基を有する化合物(A)とフェノール性水酸基を有する化合物(B)と溶剤(C)とを含む半導体素子の接着剤層に用いられる液状樹脂組成物であって、前記グリシジル基を有する化合物(A)が一般式(1)で示される化合物(A1)を含み、前記化合物(B)が分子量1000以下のフェノールアラルキル樹脂(B1)と分子量1500以上5000以下であるポリヒドロキシスチレン(B2)とを含むものであり、かつ、前記化合物(A)と前記化合物(B)の割合は、前記化合物(A)のグリシジル基1に対して前記化合物(B)のフェノール性水酸基が0.7から1.3となることを特徴とする液状樹脂組成物。
Gはグリシジル基、nは0〜5である。 - 前記化合物(A1)の前記化合物(A)に対する割合が50重量%以上、100重量%以下である請求項1に記載の液状樹脂組成物。
- 請求項1または2に記載の液状樹脂組成物から構成される接着剤をウエハの一方の面に塗布することを特徴とする接着剤層付き半導体ウエハ。
- 前記ウエハの一方の面に塗布する方法がスピンコートである請求項3記載の接着剤層付き半導体ウエハ。
- 請求項3または4に記載の接着剤層付き半導体ウエハを切断することを特徴とする接着剤層付き半導体素子。
- 請求項5に記載の接着剤層付き半導体素子を用いて組み立てたことを特徴とする半導体パッケージ。
- 請求項5に記載の接着剤層付き半導体素子を用いて、接着剤層付き半導体素子を支持体に搭載する工程と、搭載後すぐにワイヤボンドを行う工程の順に半導体パッケージを組み立てることを特徴とする半導体パッケージの組立方法。
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