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Abstract
Description
[粘着シート]
図1には、本実施形態の粘着シート10の断面概略図が示されている。
粘着シート10は、基材11と、粘着剤組成物を含む粘着剤層12とを有する。
基材11は、第一基材面11a、及び第一基材面11aとは反対側の第二基材面11bを有する。本実施形態の粘着シート10においては、第一基材面11aに粘着剤層12が積層されている。粘着剤層12の上には、図1に示されているように、剥離シートRLが積層されている。
粘着シート10の形状は、例えば、テープ状、及びラベル状等、あらゆる形状をとり得る。
ダイプル試験で求められる値が3.0N/ダイ以上であれば、粘着シート上の半導体素子を封止する際に、半導体素子が移動して位置がずれること(以下、「ダイシフト」と称する場合がある)を防止できる。このような理由は、必ずしも明らかではないが、次のようなメカニズムによると推定する。すなわち、ダイシフトは、半導体素子が粘着剤層12上を横滑りしているわけではなく、半導体素子が一度粘着剤層12から剥離し、移動した後に再び粘着していると推定する。そして、ダイプル試験で求められる値が高いほど、半導体素子が粘着剤層12から剥離することが困難となることを示す。そのため、ダイプル試験で求められる値とダイシフトとの間に相関関係があると推定する。
また、前記条件下での粘着シート10の粘着力(加熱後の40℃雰囲気での粘着力)が1.0N/25mm以下であると、加熱後であっても、特に、ポリイミド膜が被着面である場合に、粘着シート10を被着体から剥離する際に糊残りが発生することもない。
なお、本明細書において、粘着力は、180°引き剥がし法により、剥離速度(引っ張り速度)300mm/分、粘着シートの幅25mmにて測定した値であり、より具体的には、加熱後の40℃雰囲気での粘着力は、後述の実施例に記載の方法により測定される。
ダイプル試験で求められる値が、3.0N/ダイ未満であると、ダイシフトするおそれがあり、15N/ダイを超えると粘着シートから半導体素子を剥離するときに、半導体素子の回路面を破壊するおそれがある。
なお、このダイプル試験で求められる値を調整する方法としては、以下のような方法が挙げられる。例えば、粘着剤層12で用いる粘着剤組成物の組成を変更することで、このダイプル試験で求められる値を調整できる。
前記条件下での粘着シート10の粘着力(加熱後の40℃雰囲気での粘着力)の下限値は、0.1N/25mm以上であることが好ましい。
粘着シート10の加熱後の室温での粘着力が、上記範囲の粘着力であれば、粘着シート10は、加熱後の室温においては基材11または被着体から剥がれ落ちることがなく、剥離時には、加熱することで容易に剥離することができる。
なお、本明細書において、室温とは、23℃である。
基材11は、粘着剤層12を支持する部材である。
基材11としては、例えば、合成樹脂フィルム等のシート材料等を用いることができる。合成樹脂フィルムとしては、例えば、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリブテンフィルム、ポリブタジエンフィルム、ポリメチルペンテンフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、塩化ビニル共重合体フィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム、ポリブチレンテレフタレートフィルム、ポリウレタンフィルム、エチレン酢酸ビニル共重合体フィルム、アイオノマー樹脂フィルム、エチレン・(メタ)アクリル酸共重合体フィルム、エチレン・(メタ)アクリル酸エステル共重合体フィルム、ポリスチレンフィルム、ポリカーボネートフィルム、及びポリイミドフィルム等が挙げられる。その他、基材11としては、これらの架橋フィルム及び積層フィルム等が挙げられる。
基材11としては、ポリエチレンテレフタレートフィルム、またはポリエチレンナフタレートフィルムが好ましく、ポリエチレンテレフタレートフィルムがより好ましい。
なお、本明細書において、基材11の100℃での貯蔵弾性率は、粘弾性測定機器を用いて、周波数1Hzで測定した引張弾性率の値である。測定する基材を幅5mm、長さ20mmに切断し、粘弾性測定機器(ティー・エイ・インスツルメント社製、DMAQ800)を使用し、周波数1Hz、引張モードにより、100℃の貯蔵粘弾率を測定する。
本実施形態に係る粘着剤層12は、粘着剤組成物を含んでいる。この粘着剤組成物に含まれる粘着剤としては、特に限定されず、様々な種類の粘着剤を粘着剤層12に適用できる。粘着剤層12に含まれる粘着剤としては、例えば、ゴム系粘着剤、アクリル系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ポリエステル系粘着剤、及びウレタン系粘着剤等が挙げられる。なお、粘着剤の種類は、用途及び貼着される被着体の種類等を考慮して選択される。粘着剤層12は、アクリル系粘着剤組成物、またはシリコーン系粘着剤組成物からなることが好ましく、アクリル系粘着剤組成物からなることがより好ましい。粘着剤層12がアクリル系粘着剤組成物からなることにより、効果的に糊残りを減少させることができる。
粘着剤層12がアクリル系粘着剤組成物からなる場合、アクリル系粘着剤組成物は、アクリル系共重合体を含むことが好ましい。この場合、アクリル系共重合体は、(メタ)アクリル酸アルキルエステル(CH2=CR1COOR2(R1は水素またはメチル基、R2は直鎖、分岐鎖または環状(脂環式)のアルキル基))に由来する共重合体成分を含むことが好ましい。また、アクリル酸アルキルエステル(CH2=CR1COOR2)の一部または全部が、アルキル基R2の炭素数が6〜10である(メタ)アクリル酸アルキルエステルであることが好ましい。アルキル基R2の炭素数が6〜10である(メタ)アクリル酸アルキルエステルとしては、(メタ)アクリル酸n−ヘキシル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸イソオクチル、(メタ)アクリル酸n−オクチル、及び(メタ)アクリル酸n−デシル等が挙げられる。これらの中でも、R2が直鎖または分岐鎖のアルキル基であることが好ましく、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシルがより好ましく、アクリル酸2−エチルヘキシルがさらに好ましい。
本実施形態においては、アクリル系共重合体は、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシルを主たるモノマーとするアクリル系共重合体を含むことが好ましい。
本明細書において、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシルを主たるモノマーとするとは、アクリル系共重合体全体の質量に占める、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル由来の共重合体成分の質量の割合が50質量%以上であることを意味する。
(メタ)アクリル酸アルキルエステルは、単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
なお、本明細書における「(メタ)アクリル酸」は、「アクリル酸」及び「メタクリル酸」の双方を表す場合に用いる表記であり、他の類似用語についても同様である。
本実施形態においては、アクリル系共重合体は、前記CH2=CR1COOR2を主たるモノマーとするアクリル系共重合体を含むことが好ましい。
本明細書において、CH2=CR1COOR2を主たるモノマーとするとは、アクリル系共重合体全体の質量に占める、CH2=CR1COOR2由来の共重合体成分の質量の割合が50質量%以上であることを意味する。
芳香族環を有する(メタ)アクリル酸エステルとしては、例えば、(メタ)アクリル酸フェニル等が挙げられる。
非架橋性のアクリルアミドとしては、例えば、アクリルアミド、及びメタクリルアミド等が挙げられる。
非架橋性の3級アミノ基を有する(メタ)アクリル酸エステルとしては、例えば、(メタ)アクリル酸(N,N−ジメチルアミノ)エチル、及び(メタ)アクリル酸(N,N−ジメチルアミノ)プロピル等が挙げられる。
これらのモノマーは単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
窒素原子含有環を有するモノマーとしては、N−ビニル−2−ピロリドン、N−メチルビニルピロリドン、N−ビニルピペリドン、N−ビニルピペラジン、N−ビニルピラジン、N−ビニルピロール、N−ビニルイミダゾール、N−ビニルモルホリン、N−ビニルカプロラクタム、及びN−(メタ)アクリロイルモルホリン等が挙げられる。窒素原子含有環を有するモノマーとしては、N−(メタ)アクリロイルモルホリンが好ましい。
これらのモノマーは単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
アクリル系共重合体が、水酸基を有するモノマーに由来する共重合体成分を含むことで、後述する架橋剤を使用する場合に、水酸基を架橋点とした架橋により粘着剤の凝集性が向上し、その結果、粘着シートの接着性が向上する。よって、ダイプル試験値が向上する。
アクリル系共重合体全体の質量に占める、水酸基を有するモノマーに由来する共重合体成分の質量の割合は、3質量%以上であることが好ましく、上限としては、9.9質量%以下であることが好ましい。
アクリル系共重合体の重量平均分子量(Mw)は、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー(Gel Permeation Chromatography;GPC)法により測定される標準ポリスチレン換算値である。
アクリル系粘着剤組成物が反応性粘着助剤を含むことで、上記の効果に加えて、破断伸度を向上させ糊残りを減少させることができる。また、ダイプル試験値を上昇させることが容易となる。
ポリブタジエン系樹脂としては、1,4−繰り返し単位を有する樹脂、1,2−繰り返し単位を有する樹脂、並びに1,4−繰り返し単位及び1,2−繰り返し単位の両方を有する樹脂が挙げられる。本実施形態のポリブタジエン系樹脂の水素添加物は、これらの繰り返し単位を有する樹脂の水素化物も含む。
また、粘着剤組成物全体の質量に占める、反応性粘着助剤の質量の割合は、3質量%以上50質量%以下であることが好ましく、5質量%以上30質量%以下であることがより好ましい。
また、本実施形態に係る粘着剤組成物は、前述のアクリル系共重合体と、前述の反応性粘着助剤と、さらに架橋剤とを配合した組成物を架橋させて得られる架橋物を含むことも好ましい。
また、多価イソシアネート化合物は、これら化合物のトリメチロールプロパンアダクト型変性体、水と反応させたビュウレット型変性体、またはイソシアヌレート環を有するイソシアヌレート型変性体であってもよい。
また、本実施形態に係る粘着剤組成物は、前述のアクリル系共重合体と、前述の反応性粘着助剤と、イソシアネート基を有する化合物を主成分とする架橋剤とを少なくとも配合した組成物を架橋させて得られる架橋物を含むことも好ましい。
前述の架橋物を含むアクリル系粘着剤組成物であれば、ダイプル試験値がより向上されつつ、架橋により粘着剤の凝集性がより向上するため、被着体への糊残りの抑制効果が得られる。
粘着剤層12がシリコーン系粘着剤組成物をからなる場合、シリコーン系粘着剤組成物は、シリコーン樹脂を含むことが好ましく、付加重合型シリコーン樹脂を含むことが好ましい。本明細書において、付加重合型シリコーン樹脂を含むシリコーン系粘着剤組成物を付加反応型シリコーン系粘着剤組成物と称する。
したがって、付加反応型シリコーン系粘着剤組成物を用いることにより、比較的低温での粘着シートの製造が可能となり、エネルギー経済性に優れており、かつ、比較的耐熱性の低い基材11を用いて粘着シート10を製造することも可能となる。また、過酸化物硬化型シリコーン系粘着剤のように硬化時に副生物を生じないので、臭気及び腐食等の問題もない。
シリコーン樹脂成分は、オルガノクロルシランまたはオルガノアルコキシシランを加水分解した後、脱水縮合反応を行うことにより得られる網状構造のオルガノポリシロキサンである。
シリコーンゴム成分は、直鎖構造を有するジオルガノポリシロキサンである。
オルガノ基としては、シリコーン樹脂成分、及びシリコーンゴム成分ともに、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、及びフェニル基等である。前述のオルガノ基は、一部、ビニル基、ヘキセニル基、アリル基、ブテニル基、ペンテニル基、オクテニル基、(メタ)アクリロイル基、(メタ)アクリロイルメチル基、(メタ)アクリロイルプロピル基、及びシクロヘキセニル基等のような不飽和基に置換されている。工業的に入手が容易なビニル基を有するオルガノ基が好ましい。
付加反応型シリコーン系粘着剤組成物においては、主剤における不飽和基と、架橋剤におけるヒドロシリル基との付加反応によって架橋が進行して網状の構造が形成され、粘着性が発現する。
この硬化触媒は、シリコーン樹脂成分及びシリコーンゴム成分中の不飽和基と、架橋剤中のSiH基とのヒドロシリル化反応を促進させるために使用される。
硬化触媒としては、白金系の触媒、すなわち、塩化白金酸、塩化白金酸のアルコール溶液、塩化白金酸とアルコール溶液との反応物、塩化白金酸とオレフィン化合物との反応物、塩化白金酸とビニル基含有シロキサン化合物との反応物、白金−オレフィン錯体、白金−ビニル基含有シロキサン錯体、及び白金−リン錯体等が挙げられる。前述のような硬化触媒の具体例は、例えば、特開2006−28311号公報及び特開平10−147758号公報に記載されている。
より具体的には、市販品として、例えば東レ・ダウコーニング株式会社製のSRX−212、及び信越化学工業株式会社製のPL−50T等が挙げられる。
紫外線照射により架橋させる場合の光重合開始剤としては、特に制限はなく、従来、紫外線硬化型樹脂に慣用されている光重合開始剤の中から、任意の光重合開始剤を適宜選択して用いることができる。この光重合開始剤としては、例えばベンゾイン類、ベンゾフェノン類、アセトフェノン類、α−ヒドロキシケトン類、α−アミノケトン類、α−ジケトン類、α−ジケトンジアルキルアセタール類、アントラキノン類、チオキサントン類、その他化合物等が挙げられる。
これらの光重合開始剤は、単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。また、その使用量は、主剤として用いられる前記付加反応型シリコーン成分と架橋剤との合計量100質量部に対し、通常、0.01質量部以上30質量部以下、好ましくは0.05質量部以上20質量部以下の範囲で選定される。
照射される電子線の線量は、1Mrad以上70Mrad以下が好ましく、2Mrad以上20Mrad以下がより好ましい。1Mrad以上の線量で照射することにより、粘着剤層及び基材が劣化したり変色したりするのを防止し、架橋不足により粘着性が不十分になるのを防止することができる。70Mrad以下の線量で照射することにより、粘着剤層が劣化したり変色したりすることによる凝集力の低下を防止し、基材が劣化したり収縮したりするのを防止することができる。
紫外線照射の場合の照射量としては、適宜選択されるが、光量は、100mJ/cm2以上500mJ/cm2以下、照度は、10mW/cm2以上500mW/cm2以下であることが好ましい。
加熱及び活性エネルギー線の照射は、酸素による反応阻害を防止するため、窒素雰囲気下で行うことが好ましい。
付加反応型シリコーン系粘着剤組成物には、添加剤として、ポリジメチルシロキサン及びポリメチルフェニルシロキサン等のような非反応性のポリオルガノシロキサンが含まれていてもよい。
本実施形態に係る粘着剤組成物の一例として、アクリル系共重合体と、粘着助剤と、架橋剤とを含み、前記アクリル系共重合体が、少なくともアクリル酸2−エチルヘキシル、カルボキシル基含有モノマー、及び水酸基含有モノマーを共重合して得られるアクリル系共重合体であり、前記粘着助剤が、反応性基を有するゴム系材料を主成分として含み、前記架橋剤が、イソシアネート系架橋剤である粘着剤組成物が挙げられる。
本実施形態に係る粘着剤組成物の一例として、アクリル系共重合体と、粘着助剤と、架橋剤とを含み、前記アクリル系共重合体が、少なくともアクリル酸2−エチルヘキシル、カルボキシル基含有モノマー、及び水酸基含有モノマーを共重合して得られるアクリル系共重合体であり、前記粘着助剤が、両末端水酸基水素化ポリブタジエンであり、前記架橋剤が、イソシアネート系架橋剤である粘着剤組成物が挙げられる。
本実施形態に係る粘着剤組成物の一例として、アクリル系共重合体と、粘着助剤と、架橋剤とを含み、前記アクリル系共重合体が、少なくともアクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸、及びアクリル酸2−ヒドロキシエチルを共重合して得られるアクリル系共重合体であり、前記粘着助剤が、反応性基を有するゴム系材料を主成分として含み、前記架橋剤が、イソシアネート系架橋剤である粘着剤組成物が挙げられる。
本実施形態に係る粘着剤組成物の一例として、アクリル系共重合体と、粘着助剤と、架橋剤とを含み、前記アクリル系共重合体が、少なくともアクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸、及びアクリル酸2−ヒドロキシエチルを共重合して得られるアクリル系共重合体であり、前記粘着助剤が、両末端水酸基水素化ポリブタジエンであり、前記架橋剤が、イソシアネート系架橋剤である粘着剤組成物が挙げられる。
本実施形態に係る粘着剤組成物のこれらの例においては、前記アクリル系共重合体全体の質量に占める、アクリル酸2−エチルヘキシル由来の共重合体成分の質量の割合が80質量%以上95質量%以下であり、カルボキシル基含有モノマー由来の共重合体成分の質量の割合が1質量%以下であり、残部が他の共重合体成分であることが好ましく、他の共重合体成分としては、水酸基含有モノマー由来の共重合体成分を含むことが好ましい。
剥離シートRLとしては、特に限定されない。例えば、取り扱い易さの観点から、剥離シートRLは、剥離基材と、剥離基材の上に剥離剤が塗布されて形成された剥離剤層とを備えることが好ましい。また、剥離シートRLは、剥離基材の片面のみに剥離剤層を備えていてもよいし、剥離基材の両面に剥離剤層を備えていてもよい。
剥離基材としては、例えば、紙基材、この紙基材にポリエチレン等の熱可塑性樹脂をラミネートしたラミネート紙、及びプラスチックフィルム等が挙げられる。紙基材としては、グラシン紙、コート紙、及びキャストコート紙等が挙げられる。プラスチックフィルムとしては、ポリエステルフィルム(例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、及びポリエチレンナフタレート等)、並びにポリオレフィンフィルム(例えば、ポリプロピレン、及びポリエチレン等)等が挙げられる。
剥離剤としては、例えば、オレフィン系樹脂、ゴム系エラストマー(例えば、ブタジエン系樹脂、及びイソプレン系樹脂等)、長鎖アルキル系樹脂、アルキド系樹脂、フッ素系樹脂、並びにシリコーン系樹脂等が挙げられる。粘着剤層が、シリコーン系粘着剤組成物からなる場合には、剥離剤は、非シリコーン系の剥離剤であることが好ましい。
剥離剤層の厚みは、特に限定されない。剥離剤を含む溶液を塗布して剥離剤層を形成する場合、剥離剤層の厚みは、0.01μm以上2.0μm以下であることが好ましく、0.03μm以上1.0μm以下であることがより好ましい。
剥離基材としてプラスチックフィルムを用いる場合、当該プラスチックフィルムの厚みは、3μm以上50μm以下であることが好ましく、5μm以上40μm以下であることがより好ましい。
粘着シート10の製造方法は、特に限定されない。
例えば、粘着シート10は、次のような工程を経て製造される。
まず、基材11の第一基材面11aの上に粘着剤組成物を塗布し、塗膜を形成する。次に、この塗膜を乾燥させて、粘着剤層12を形成する。その後、粘着剤層12を覆うように剥離シートRLを貼着する。
また、粘着シート10の別の製造方法としては、次のような工程を経て製造される。まず、剥離シートRLの上に粘着剤組成物を塗布し、塗膜を形成する。次に、塗膜を乾燥させて、粘着剤層12を形成し、この粘着剤層12に基材11の第一基材面11aを貼り合わせる。
有機溶媒及び低沸点成分が粘着剤層12に残留することを防ぐため、コーティング液を基材11または剥離シートRLに塗布した後、塗膜を加熱して乾燥させることが好ましい。
粘着剤組成物に架橋剤が配合されている場合には、架橋反応を進行させて凝集力を向上させるためにも、塗膜を加熱することが好ましい。
粘着シート10は、半導体素子を封止する際に使用される。粘着シート10は、金属製リードフレームに搭載されておらず、粘着シート10上に貼着された状態の半導体素子を封止する際に使用されることが好ましい。具体的には、粘着シート10は、金属製リードフレームに搭載された半導体素子を封止する際に使用されるのではなく、粘着剤層12に貼着された状態の半導体素子を封止する際に使用されることが好ましい。金属製リードフレームを用いずに半導体素子をパッケージングする形態としては、PSP及びWLP等が挙げられる。
パネルスケールパッケージのパネルとしては、例えば、平面視で円形、楕円形、及び四角形等のパネルが挙げられる。例えば、パネルが円形である場合には、直径200mm以上450mm以下程度のサイズであることが好ましい。また例えば、パネルが四角形の場合には、各々の辺が300mm以上800mm以下程度のサイズであることが好ましい。パネルが上記のサイズであれば、被着体から粘着シート10を剥離する際に、良好に剥離することができる。
粘着シート10は、複数の開口部が形成された枠部材を粘着シート10に貼着させる工程と、前記枠部材の開口部にて露出する粘着剤層12に半導体チップを貼着させる工程と、前記半導体チップを封止樹脂で覆う工程と、前記封止樹脂を熱硬化させる工程と、熱硬化させた後、粘着シート10を剥離する工程と、を有するプロセスにおいて使用されることが好ましい。
本実施形態に係る粘着シート10を用いて半導体装置を製造する方法を説明する。
図2A〜図2Eには、本実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明する概略図が示されている。
本実施形態に係る半導体装置の製造方法は、粘着シート10に複数の開口部21が形成された枠部材20を貼着させる工程(粘着シート貼着工程)と、枠部材20の開口部21にて露出する粘着剤層12に半導体チップCPを貼着させる工程(ボンディング工程)と、半導体チップCPを封止樹脂30で覆う工程(封止工程)と、封止樹脂30を熱硬化させる工程(熱硬化工程)と、熱硬化させた後、粘着シート10を剥離する工程(剥離工程)と、を実施する。必要に応じて、熱硬化工程の後に、封止樹脂30で封止された封止体50に補強部材40を貼着させる工程(補強部材貼着工程)を実施してもよい。
以下、各工程について説明する。
図2Aには、粘着シート10の粘着剤層12に枠部材20を貼着させる工程を説明する概略図が示されている。なお、粘着シート10の粘着剤層12上に剥離シートRLが貼着されている場合には、予め剥離シートRLを剥離する。
本実施形態に係る枠部材20は、格子状に形成され、複数の開口部21を有する。枠部材20は、耐熱性を有する材質で形成されていることが好ましい。枠部材の材質としては、例えば、銅及びステンレス等の金属、並びにポリイミド樹脂及びガラスエポキシ樹脂等の耐熱性樹脂等が挙げられる。
開口部21は、枠部材20の表裏面を貫通する孔である。開口部21の形状は、半導体チップCPを枠内に収容可能であれば、特に限定されない。開口部21の孔の深さも、半導体チップCPを収容可能であれば、特に限定されない。
図2Bには、粘着剤層12に半導体チップCPを貼着させる工程を説明する概略図が示されている。
枠部材20に粘着シート10を貼着させると、それぞれの開口部21において開口部21の形状に応じて粘着剤層12が露出する。各開口部21の粘着剤層12に半導体チップCPを貼着させる。半導体チップCPを、その回路面を粘着剤層12で覆うように貼着させる。
ダイシング装置は、特に限定されず、公知のダイシング装置を用いることができる。また、ダイシングの条件についても、特に限定されない。なお、ダイシングブレードを用いてダイシングする方法に代えて、レーザーダイシング法またはステルスダイシング法等を用いてもよい。
ダイシングシートの接着剤組成物または接着剤層に、エネルギー線重合性化合物が配合されている場合には、ダイシングシートの基材側から接着剤層にエネルギー線を照射し、エネルギー線重合性化合物を硬化させる。エネルギー線重合性化合物を硬化させると、接着剤層の凝集力が高まり、接着剤層の接着力を低下させることができる。エネルギー線としては、例えば、紫外線(UV)及び電子線(EB)等が挙げられ、紫外線が好ましい。エネルギー線の照射は、半導体ウェハの貼付後、半導体チップの剥離(ピックアップ)前のいずれの段階で行ってもよい。例えば、ダイシングの前もしくは後にエネルギー線を照射してもよいし、エキスパンド工程の後にエネルギー線を照射してもよい。
図2Cには、粘着シート10に貼着された半導体チップCP及び枠部材20を封止する工程を説明する概略図が示されている。
封止樹脂30の材質は、熱硬化性樹脂であり、例えば、エポキシ樹脂等が挙げられる。封止樹脂30として用いられるエポキシ樹脂には、例えば、フェノール樹脂、エラストマー、無機充填材、及び硬化促進剤等が含まれていてもよい。
封止樹脂30で半導体チップCP及び枠部材20を覆う方法は、特に限定されない。本実施形態では、シート状の封止樹脂30を用いた態様を例に挙げて説明する。シート状の封止樹脂30を半導体チップCP及び枠部材20を覆うように載置し、封止樹脂30を加熱硬化させて、封止樹脂層30Aを形成する。このようにして、半導体チップCP及び枠部材20が封止樹脂層30Aに埋め込まれる。シート状の封止樹脂30を用いる場合には、真空ラミネート法により半導体チップCP及び枠部材20を封止することが好ましい。この真空ラミネート法により、半導体チップCPと枠部材20との間に空隙が生じることを防止できる。真空ラミネート法による加熱硬化の温度条件範囲は、例えば、80℃以上120℃以下である。
図2Dには、封止体50に補強部材40を貼着させる工程を説明する概略図が示されている。
粘着シート10を剥離した後、露出した半導体チップCPの回路面に対して再配線層を形成する再配線工程及びバンプ付け工程が実施される。
このような再配線工程及びバンプ付け工程における封止体50の取り扱い性を向上させるため、必要に応じて、封止体50に補強部材40を貼着させる工程(補強部材貼着工程)を実施してもよい。補強部材貼着工程を実施する場合には、粘着シート10を剥離する前に実施することが好ましい。図2Dに示すように、封止体50は、粘着シート10及び補強部材40によって挟まれた状態で支持されている。
補強板41としては、例えば、ポリイミド樹脂及びガラスエポキシ樹脂等の耐熱性樹脂を含む板状の部材が挙げられる。
接着層42は、補強板41と封止体50とを接着させる。接着層42としては、補強板41及び封止樹脂層30Aの材質に応じて適宜選択される。例えば、封止樹脂層30Aがエポキシ系樹脂を含み、補強板41がガラスエポキシ樹脂を含んでいる場合には、接着層42としては、熱可塑性樹脂を含んだガラスクロスが好ましく、接着層42に含まれる熱可塑性樹脂としては、ビスマレイミドトリアジン樹脂(BTレジン)が好ましい。
図2Eには、粘着シート10を剥離する工程を説明する概略図が示されている。
本実施形態では、粘着シート10の基材11が屈曲可能である場合、粘着シート10を屈曲させながら、枠部材20、半導体チップCP及び封止樹脂層30Aから容易に剥離することができる。剥離角度θは、特に限定されないが、90度以上の剥離角度θで粘着シート10を剥離することが好ましい。剥離角度θが90度以上であれば、粘着シート10を、枠部材20、半導体チップCP及び封止樹脂層30Aから容易に剥離することができる。剥離角度θは、90度以上180度以下が好ましく、135度以上180度以下がより好ましい。このように粘着シート10を屈曲させながら剥離を行うことで、枠部材20、半導体チップCP及び封止樹脂層30Aにかかる負荷を低減しながら剥離することができ、粘着シート10の剥離による、半導体チップCP及び封止樹脂層30Aの損傷を抑制することができる。粘着シート10を剥離する際の温度雰囲気は、室温であってもよいが、剥離時における被着体の各部材及び部材間の界面の破壊が懸念される場合には、粘着剤の粘着性の低下を目的として、室温よりも高い温度雰囲気において粘着シート10を剥離してもよい。室温よりも高い温度雰囲気としては、30〜60℃の範囲が好ましく、35〜50℃の範囲がより好ましい。粘着シート10を剥離した後、前述の再配線工程及びバンプ付け工程等が実施される。粘着シート10の剥離後、再配線工程及びバンプ付け工程等の実施前に、必要に応じて、前述の補強部材貼着工程を実施してもよい。
なお、本明細書において、「屈曲可能」とは、例えば、ロール状に巻くことが可能であり、かつロール状に巻いても損傷が充分に抑制される程度の柔軟性を有していることを意味する。
その後、封止体50を半導体チップCP単位で個片化する(個片化工程)。封止体50を個片化させる方法は特に限定されない。例えば、前述の半導体ウェハをダイシングする際に使用した方法と同様の方法で個片化させることができる。封止体50を個片化させる工程は、封止体50をダイシングシート等に貼着させた状態で実施してもよい。封止体50を個片化することで、半導体チップCP単位の半導体パッケージが製造され、この半導体パッケージは、実装工程においてプリント配線基板等に実装される。
本発明は、前記実施形態に限定されず、本発明の目的を達成できる範囲での変形及び改良等は、本発明に含まれる。なお、以下の説明では、前記実施形態で説明した部材等と同一であれば、同一符号を付してその説明を省略または簡略する。
また、粘着シート10は、シート片であってもよく、複数枚の粘着シート10が積層された状態で提供されてもよい。この場合、例えば、粘着剤層12は、積層される別の粘着シートの基材11によって覆われていてもよい。
また、粘着シート10は、帯状のシートであってもよく、ロール状に巻き取られた状態で提供されてもよい。ロール状に巻き取られた粘着シート10は、ロールから繰り出されて所望のサイズに切断する等して使用することができる。
粘着シートの評価は、以下に示す方法に従って行った。
粘着剤層の100℃の雰囲気でのシリコンに対するダイプル試験で求められる値を測定した。具体的には、下記の(a)〜(h)の手順に沿って測定した。
(a)測定対象の半導体チップ(シリコン)を、下記の条件にてウェハを研削および個片化することにより作製した。
・ウェハ:厚さ750μm、8インチサイズの片面ミラーシリコンウェハ
・バックグラインドテープ:E−8180HR(リンテック株式会社製)、ダイシングテープ:D−174A(リンテック株式会社製)
・グラインド装置:株式会社ディスコ製の「DFG−8540」
・ダイシング装置:株式会社ディスコ製の「DFD651」
・標準ダイシング条件:ブレード=27HECC、35,000rpm、カットモードA、50mm/s
・チップ厚み:200μm(ウェハミラー面とは逆の面を研削し、♯2000仕上げとした。)、チップサイズ:6.4mm×6.4mm(6.435mmステップ)
(b)図3Aに示す裏打ち用のアルミニウム板AB(150mm×75mmサイズ)に、図3Bに示すように、両面テープDF(TL−4100S−50、リンテック株式会社製)を全面に貼り付け、その後、両面テープDFの剥離フィルムを剥離した。
(c)実施例1で作製した粘着剤層12を試料フィルムとし、図3Cに示すように、両面テープDFに、基材が両面テープDFと接するように粘着シートを貼り付け、その後、粘着シートの剥離フィルムを剥離した。
(d)図3Dに示すように、半導体チップCP(8個)を、回路面CPAが粘着剤層12に接するようにして、粘着剤層12上にピンセットを用いて、2.5cm間隔で両面テープDFを貼ったアルミニウム板ABの中央部に設置した。半導体チップCPは、アルミニウム板ABの長方形形状の短辺に沿った方向に2行、長辺に沿った方向に4列の配置とした。その際に、粘着剤層12に半導体チップCPの角を当てないように、半導体チップCPを優しく垂直に設置した。
(e)上記の(d)で作製したサンプルを、真空ラミネーターを用いて、下記の条件にて、真空ラミネートした。なお、真空ラミネートをする際には、図3Eに示すように、上下に剥離フィルムLF(厚み:38μm)を2枚配置し、真空ラミネートをした。
・真空ラミネーター:NISSHINBO社製
・温度:100℃
・圧力:100Pa、真空度:設定なし(全引き)、プレス:設定なし(大気圧との差圧)
・ラミネート速度:高速モード
・プログラム:真空引き60秒間後に、高速ラミネートで40秒間
・温度設定後、1時間後以降にラミネートを行い、実際のサンプルラミネートの前には、一度空運転した。
(f)上記の(e)で真空ラミネートしたサンプルを、プル試験機(ノードソン・アドバンスト・テクノロジー株式会社製の「Dage4000」)に載せて、100℃に予熱した。
(g)図3Fに示すように、両面テープDF2(TL−4100S−50、リンテック株式会社製)が貼り付けられたプルブロックPBを、図3Gに示すように、半導体チップCP上に置き、5秒間2Nの力を加えた。1分間経過後に、下記の条件にて、図3Hに示すようにして、ダイプル試験を行い、ロードセルの変位及び力を測定し、力のピーク値を、1つのダイ(半導体チップCP)にかかる力(単位:N/ダイ)とした。
・雰囲気の温度:100℃
・試験速度:200μm/s
(h)その後、半導体チップCPをプルブロックPBから取り外した後に、上記の(g)のようにして、別の半導体チップCPにて、ダイプル試験を行い、6個のチップについて、1つのダイにかかる力を求めた。そして、得られた有効データの平均値を、ダイプル試験で求められる値(単位:N/ダイ)とした。
比較例1〜3で作製した粘着剤層についても、上記と同様にして、100℃の雰囲気でのシリコンに対するダイプル試験で求められる値を測定した。
実施例1で作製した粘着シートの粘着剤層(粘着面)に、半導体チップ(シリコンミラーチップ、チップサイズ:2.3mm×1.7mm、チップ厚み:0.2mm)8000個を、粘着シートの粘着面と半導体チップの回路面とが接するように、80行100列の配列で設置した。この際、チップの2.3mmの長さの辺と平行な方向と、チップの配列の列方向が一致するようにした。また、隣り合うチップ同士の距離は、チップの長方形形状の中心間の距離が5mmとなるようにした。その後、真空加熱加圧ラミネーター(ROHM and HAAS社製の「7024HP5」)を用いて、封止樹脂(味の素ファインテクノ株式会社製ABFフィルム、GX T−31)で粘着シート上の半導体チップを封止した。封止条件は、下記の通りである。
・予熱温度:テーブル及びダイアフラムとも100℃
・真空引き:60秒間
・ダイナミックプレスモード:30秒間
・スタティックプレスモード:10秒間
そして、埋め込み後の粘着シート上の半導体チップを目視及び顕微鏡にて観察し、半導体チップの位置ずれの有無を確認した。半導体チップの位置ずれがない場合を「A」と判定し、半導体チップの位置ずれがある場合を「B」と判定した。なお、埋め込みを行う前後で半導体チップが20μm以上移動した場合に、「位置ずれがある」と判定した。
比較例1〜3で作製した粘着シートについても、上記と同様にして、半導体チップの位置ずれの有無を確認した。
実施例1で作製した粘着シートを25mm幅に切断し、切断した粘着シートの粘着面を、被着体(ポリイミドフィルム)に2kgfの荷重をかけて貼付した。ポリイミドフィルムとしては、東レ・デュポン株式会社製の厚さ25μmのカプトン100H(製品名)を用いた。
このポリイミドフィルム付き粘着シートを、25℃50%相対湿度の環境下で0.5時間保管した後、恒温器(エスペック株式会社製、PHH−202)を用いて、190℃及び1時間の条件で加熱した。加熱後、ポリイミドフィルム付き粘着シートを、25℃50%相対湿度の環境下で1時間保管した後に、剥離角度を180°とし、剥離速度を300mm/minとし、室温及び40℃雰囲気下で、粘着シートをポリイミドフィルムから剥離した際の、粘着シートの加熱後の粘着力をそれぞれ測定した。測定機として、恒温槽付測定機(株式会社A&D製、TENSILON)を用いた。
比較例1〜3で作製した粘着シートについても、上記と同様にして、加熱後の粘着力を測定した。
実施例1で作製した粘着シートを25mm幅に切断し、切断した粘着シートの粘着面と、被着体(ポリイミド膜を有する回路面が設けられた半導体ウェハ;直径150mm、厚さ200μm)の回路面とを貼り合わせた。この際、2kgfの荷重をかけて貼り合わせを行った。
半導体ウェハに貼付した粘着シートを、25℃50%相対湿度の環境下で0.5時間保管した後、恒温器(エスペック株式会社製、PHH−202)を用いて、190℃及び1時間の条件で加熱した。加熱後、半導体ウェハに貼付した粘着シートを、25℃50%相対湿度の環境下で1時間保管した後に、剥離角度を180°とし、剥離速度を300mm/minとし、40℃雰囲気下で、粘着シートを半導体ウェハから剥離した。剥離装置として、恒温槽付測定機(株式会社A&D製、TENSILON)を用いた。粘着シートを剥離した後の半導体ウェハを目視にて観察し、半導体ウェハ表面の残渣を確認した。テープ剥離後に、糊残りなく剥離できた場合を「C」と判定し、糊残りがあり、半導体ウェハ表面が汚染されている場合を「D」として、剥離性を評価した。
比較例1〜3で作製した粘着シートについても、上記と同様にして、半導体ウェハ表面の残渣を確認した。
(実施例1)
(1)粘着剤組成物の調製
以下の材料(ポリマー、粘着助剤、架橋剤、及び希釈溶剤)を配合し、十分に撹拌して、実施例1に係る塗布用粘着剤液(粘着剤組成物)を調製した。
アクリル酸エステル共重合体は、アクリル酸2−エチルヘキシル92.8質量%と、アクリル酸2−ヒドロキシエチル7.0質量%と、アクリル酸0.2質量%とを共重合して調製した。得られた重合体の重量平均分子量は、850,000であった。
シリコーン系剥離層を設けた38μmの透明ポリエチレンテレフタレートフィルムからなる剥離フィルム〔リンテック株式会社製;SP−PET382150〕の剥離層面側に、調製した塗布用粘着剤液を、コンマコーター(登録商標)を用いて塗布し、90℃及び90秒間の加熱を行い、続いて115℃及び90秒間の加熱を行い、塗膜を乾燥させて、粘着剤層を作製した。粘着剤層の厚さは50μmであった。
塗布用粘着剤液の塗膜を乾燥させた後、粘着剤層と、基材とを貼り合わせて、実施例1に係る粘着シートを得た。なお、基材として、透明ポリエチレンテレフタレートフィルム〔帝人デュポンフィルム株式会社製;PET50KFL12D、厚さ50μm、100℃での貯蔵弾性率3.1×109Pa〕を用い、基材の易接着面に粘着剤層を貼り合わせた。
比較例1に係る粘着シートは、粘着剤層に含まれる粘着助剤として、アセチルクエン酸トリブチル(ATBC)〔田岡化学工業株式会社製〕、5質量部(固形分)を用いたこと以外は、実施例1と同様に作製した。
比較例2に係る粘着シートは、粘着剤層に含まれるポリマーが実施例1と異なること以外は、実施例1と同様に作製した。
比較例2で用いたポリマーは、アクリル酸2−エチルヘキシル80.8質量%と、アクリル酸2−ヒドロキシエチル7質量%と、N−アクリロイルモルホリン12質量%と、アクリル酸0.2質量%とを共重合して調製した。得られた重合体の重量平均分子量は、760,000であった。
比較例3に係る粘着シートは、粘着剤層が粘着助剤を含まないこと以外は、実施例1と同様に作製した。
一方、比較例1に係る粘着シートは、粘着剤層の100℃の雰囲気でのシリコンに対するダイプル試験で求められる値が3.0N/ダイ未満であるため、ダイシフトを防止することができなかったと考えられる。また、比較例2〜3に係る粘着シートは、粘着剤層をポリイミドフィルムに貼付して190℃で1時間加熱した後の、40℃雰囲気でのポリイミドフィルムに対する粘着力が1.0N/25mmを超えているため、加熱後の剥離性に劣ると考えられる。
Claims (15)
- 粘着シート上の半導体素子を封止する際に使用される粘着シートであって、
当該粘着シートは、基材と、粘着剤組成物を含む粘着剤層とを備え、
前記粘着剤層は、100℃の雰囲気でのシリコンに対するダイプル試験で求められる値が3.0N/ダイ以上であり、かつ、
前記粘着剤層をポリイミドフィルムに貼付して190℃で1時間加熱した後の、40℃雰囲気での前記ポリイミドフィルムに対する粘着力が1.0N/25mm以下である、
粘着シート。 - 前記粘着シートは、前記粘着剤層をポリイミドフィルムに貼付して190℃で1時間加熱した後の、40℃雰囲気での前記ポリイミドフィルムに対する粘着力が0.1N/25mm以上である、
請求項1に記載の粘着シート。 - 前記粘着シートは、前記粘着剤層をポリイミドフィルムに貼付して190℃で1時間加熱した後の、室温での前記ポリイミドフィルムに対する粘着力が0.4N/25mm以上10.0N/25mm以下である、
請求項1または請求項2に記載の粘着シート。 - 前記基材の100℃での貯蔵弾性率は、1×107Pa以上である、
請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の粘着シート。 - 前記粘着剤層は、アクリル系粘着剤組成物またはシリコーン系粘着剤組成物からなる、
請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の粘着シート。 - 前記粘着剤層は、アクリル系粘着剤組成物からなる、
請求項5に記載の粘着シート。 - 前記アクリル系粘着剤組成物は、アクリル系共重合体を含み、
前記アクリル系共重合体は、(メタ)アクリル酸アルキルエステルに由来する共重合体成分を含み、
前記(メタ)アクリル酸アルキルエステルのアルキル基の炭素数が6〜10である、
請求項6に記載の粘着シート。 - 前記アクリル系共重合体全体の質量に占める、(メタ)アクリル酸アルキルエステルに由来する共重合体成分の質量の割合が、90質量%以上である、
請求項7に記載の粘着シート。 - 前記アクリル系共重合体は、(メタ)アクリル酸2エチル−ヘキシルを主たるモノマーとするアクリル系共重合体を含む、
請求項7または請求項8に記載の粘着シート。 - 前記アクリル系共重合体は、水酸基を有するモノマーに由来する共重合体成分を含む、
請求項7から請求項9のいずれか一項に記載の粘着シート。 - 前記アクリル系共重合体全体の質量に占める、前記水酸基を有するモノマーに由来する共重合体成分の質量の割合が、3質量%以上である、
請求項10に記載の粘着シート。 - 前記アクリル系粘着剤組成物は、前記アクリル系共重合体と、イソシアネート基を有する化合物を主成分とする架橋剤とを少なくとも配合した組成物を架橋させて得られる架橋物を含む、
請求項7から請求項11のいずれか一項に記載の粘着シート。 - 前記アクリル系粘着剤組成物は、反応性基を有するオリゴマーを含む粘着助剤を含有する、
請求項6から請求項11のいずれか一項に記載の粘着シート。 - 前記粘着剤組成物は、前記アクリル系共重合体と、前記粘着助剤と、イソシアネート基を有する化合物を主成分とする架橋剤とを少なくとも配合した組成物を架橋させて得られる架橋物を含む、
請求項13に記載の粘着シート。 - 前記粘着剤層は、シリコーン系粘着剤組成物からなり、前記シリコーン系粘着剤組成物は、付加重合型シリコーン樹脂を含む、
請求項5に記載の粘着シート。
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