JP6888806B2 - 半導体実装方法 - Google Patents
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Description
(1)回路面に電極をする半導体ウエハに対し、一方の面にカバーフィルムを有するNCFを熱ラミネートする。
(2)半導体ウエハからカバーフィルムを剥離した後、ダイシングして個片化する。
(3)個片化した半導体ウエハ(半導体チップ)のNCFが熱ラミネートされた側の面を、フィリップチップボンダー等を用いて、基板に対し加熱圧接(Thermal Compression Bonding:TCB)する。
(4)必要に応じて、ポストキュアを実施する。
また、半導体ウエハ(半導体チップ)ではなく、基板に対してNCFを熱ラミネートしてもよい。すなわち、電極が形成された基板の回路面に対してNCFを熱ラミネートしてもよい。この場合、基板のNCFが熱ラミネートされた側の面を電極が形成された半導体チップに対し加熱圧接(TCB)する。
前記絶縁性樹脂フィルムは、熱ラミネートを実施する温度域のタック値が0.1N以上であり、
熱ラミネート時における前記2つの熱板の温度がいずれも40℃以上であり、
熱ラミネート時における前記2つの熱板の温度差が40℃以内であることを特徴とする半導体実装方法を提供する。
本発明の半導体実装方法は、半導体チップ、若しくは半導体ウエハ、あるいは、基板に、絶縁性樹脂フィルム(NCF)を熱ラミネートする手順を有する。
熱ラミネートを行う半導体チップ、若しくは半導体ウエハ、あるいは、基板は、回路面に電極を有しており、該回路面側をNCFと熱ラミネートする。回路面に存在する電極の数は特に限定されない。半導体チップ、および基板の場合、回路面に少なくとも1つの電極を有している。一方、半導体ウエハは、NCFを熱ラミネートした後、ダイシングにより個片化して半導体チップとするため、個片化後の半導体チップの個数に応じた複数の電極を有している。
この状態でラミネート装置の2つの熱板間で挟持して熱ラミネートを実施する。熱ラミネートの実施時、2つの熱板のうち、一方の熱板(通常は下熱板)は、半導体チップ、若しくは半導体ウエハ、あるいは、基板の回路面に対し裏面と対面する。他方の熱板(通常は上熱板)は、NCFのカバーフィルムと対面する。
(1)NCFは熱ラミネートの実施時においてタック性を示すことが求められる。本発明で使用するNCFは、熱ラミネートを実施する温度域におけるタック値が0.1N以上である。熱ラミネートを実施する温度域のタック値が0.1N以上であれば、熱ラミネートの実施が可能である。なお、熱ラミネートの実施時におけるNCFの温度域は、NCFのカバーフィルムと対面する側の熱板の温度とほぼ同一である。
なお、熱ラミネートの実施時における熱板の温度域については後述する。
本発明で使用するNCFは、熱ラミネートを実施する温度域におけるタック値が1N以上であることが好ましく、3.5N以上であることがより好ましい。
熱ラミネート時における2つの熱板の温度がいずれも50℃以上であることが好ましく、70℃以上であることがより好ましい。
熱ラミネート時における2つの熱板の温度の上限は特に限定されないが、いずれも100℃以下であることが好ましい。熱板の温度が100℃超だと、熱ラミネート時にNCFの硬化反応が進行してしまい、ポストキュアの実施が困難になる。
熱ラミネート時における2つの熱板の温度がいずれも80℃以下であることがより好ましい。
熱ラミネート時における2つの熱板の温度差が30℃以内であることが好ましく、10℃以内であることがより好ましい。
本発明で使用するNCFは、熱ラミネートを実施する温度域における粘度が1700Pa・s以下であることが好ましく、1000Pa・s以下であることがより好ましく、500Pa・s以下であることがさらに好ましい。
本発明の半導体実装方法では、2つの熱板間に圧力が0.3〜0.8MPaであることがより好ましく、0.4〜0.8MPaであることがさらに好ましい。
本発明の半導体実装方法において、2つの熱板による熱ラミネート時間が240秒以下であることがより好ましく、180秒以下であることがさらに好ましい。
本発明で使用するNCFは、可視光に対する透過性を備えていることが好ましい。具体的には、波長550nmの光の透過率が15%以上であることが好ましい。
波長550nmの光の透過率が15%以上であれば、NCFを半導体チップ、若しくは半導体ウエハ、あるいは、基板の回路面上に位置合わせの基準マークが形成されている場合、NCFを通してこれらの基準マークを可視光用のカメラ等で認識できるためである。
本発明で使用するNCFは、半導体チップと基板との加熱圧接(TCB)以外にも用いることができる。例えば、多層プリント配線板を作製する際には、半導体チップ同士あるいは半導体ウエハ同士を加熱圧接(TCB)する場合や、基板同士を加熱圧接(TCB)する場合もある。これらの加熱圧接(TCB)の際にもボイドが発生しないことが好ましい。
本発明で使用するNCFは、膜厚が10μm以上であることが、電極間を十分なNCF量で封止するために好ましく、20μm以上であることがより好ましく、25μm以上であることがさらに好ましい。
半導体チップの回路面側にNCFを熱ラミネートした場合、NCFからカバーフィルムを剥離した後、半導体チップのNCFが熱ラミネートされた側の面を、フリップチップボンダー等を用いて基板と加熱圧接する。
基板の回路面側にNCFを熱ラミネートした場合は、NCFからカバーフィルムを剥離した後、基板のNCFが熱ラミネートされた側の面を、フィリップチップボンダー等を用いて半導体チップと加熱圧接する。
半導体ウエハの回路面側にNCFを熱ラミネートした場合は、必要に応じて半導体ウエハを研削して薄化した後、NCFからカバーフィルムを剥離し、ダイシングにより個片化する。個片化した半導体ウエハ(半導体チップ)NCFが熱ラミネートされた側の面を、フィリップチップボンダー等を用いて基板に対し加熱圧接する。
なお、半導体ウエハをダイシングする際は、半導体ウエハの保護と固定の目的で、半導体ウエハの回路面側に対し裏面側、つまり、NCFが熱ラミネートされた側に対し裏面側に、ダイシングフィルムが貼り付けられるが、半導体ウエハへのダイシングフィルムの貼り付けは、半導体ウエハへのNCFの熱ラミネートよりも前に実施してもよい。この場合、ラミネート装置値の一方の熱板と半導体ウエハとの間、より具体的には、ラミネート装置値の一方の熱板と半導体ウエハの回路面に対し裏面との間にはダイシングフィルムが介在する。
7.3mm□の半導体チップが16個連なった半導体ウエハを準備した。各半導体チップの回路面には電極が設けられている。半導体ウエハの回路面上に4cm□にカットしたNCFを載置した。NCFの半導体ウエハの回路面に対し裏面側にはカバーフィルムが設けられている。実施例1〜6、比較例1〜5では、熱硬化性成分がエポキシ樹脂(Ep)、その硬化剤がアミン系硬化剤のNCFを使用した。NCFの厚さは25μmであり、波長550nmの透過率は42%であった。実施例7では、熱硬化性成分がエポキシ樹脂(Ep)、その硬化剤がフェノール系硬化剤のNCFを使用した。NCFの厚さは25μmであり、波長550nmの透過率は30%であった。実施例8では、熱硬化性成分がアクリル樹脂、その硬化剤が過酸化物系硬化剤のNCFを使用した。NCFの厚さは50μmであり、波長550nmの透過率は52%であった。実施例9では、熱硬化性成分がエポキシ樹脂(Ep)、その硬化剤がアミン系硬化剤のNCFを使用した。NCFの厚さは25μmであり、波長550nmの透過率は15%であった。NCFのカバーフィルムはいずれも、厚さ70μmのポリエチレン系カバーフィルムである。
回路面上にNCFを載置した半導体ウエハを真空加圧式ラミネーター(MVLP−500/600、株式会社名機製作所)を用いて、下記表に記載した条件で熱ラミネートした。下記表中、上の熱板はNCFのカバーフィルムと対面する。下の熱板は半導体ウエハの回路面に対し裏面と対面する。熱ラミネート時、2つの熱板間に0.8MPaの圧力を印可した。なお、熱ラミネートは真空度2.4hPaの減圧下で実施した。下記表には、熱ラミネート時のNCFのタック値も示した。
熱ラミネート終了後、NCFからカバーフィルムを剥離して、オリンパス社製光学顕微鏡)を用いてボイドの有無を倍率10倍で観察した。
ボイドが観察されなかった場合、○とした。ボイドが観察された場合、×とした。
いずれか一方の熱板の温度が40℃未満の比較例1,2、および、両方の熱板の温度が40℃未満の比較例3は熱ラミネート後にボイドが観察された。両方の熱板の温度が40℃以上であっても、2つの熱板の温度差が40℃超の比較例4,5では熱ラミネート後にボイドが観察された。
Claims (8)
- 回路面に電極を有する半導体チップ若しくは半導体ウエハ、あるいは、回路面に電極を有する基板に、カバーフィルムを有する絶縁性樹脂フィルムを載置した後、ラミネート装置の2つの熱板間で挟持して熱ラミネートする手順を有する半導体実装方法であって、
前記絶縁性樹脂フィルムは、熱ラミネート時におけるタック値が3.5N以上であり、熱ラミネート時における粘度が1700Pa・s以下である、
熱ラミネート時における前記2つの熱板の温度がいずれも40℃以上であり、
熱ラミネート時における前記2つの熱板の温度差が40℃以内であることを特徴とする半導体実装方法。 - 熱ラミネート時における前記2つの熱板の温度がいずれも40℃以上100℃以下である、請求項1に記載の半導体実装方法。
- 熱ラミネート時における前記2つの熱板間に印可する圧力が0.2〜1.0MPaである、請求項1または2に記載の半導体実装方法。
- 前記2つの熱板による熱ラミネート時間が300秒以下である、請求項1〜3のいずれかに記載の半導体実装方法。
- 前記2つの熱板による熱ラミネートを減圧下で実施する、請求項1〜4のいずれかに記載の半導体実装方法。
- 前記絶縁性樹脂フィルムの膜厚が50μm以下である、請求項1〜5のいずれかに記載の半導体実装方法。
- 前記絶縁性樹脂フィルムは波長550nmの透過率が15%以上である、請求項1〜6のいずれかに記載の半導体実装方法。
- 前記ラミネート装置の熱板と、前記半導体ウエハの回路面に対し裏面と、の間にダイシングフィルムが介在している、請求項1〜7のいずれかに記載の半導体実装方法。
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