JP7080721B2 - Film-shaped firing material and film-shaped firing material with support sheet - Google Patents
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Description
本発明は、フィルム状焼成材料、及び支持シート付フィルム状焼成材料に関する。 The present invention relates to a film-shaped firing material and a film-shaped firing material with a support sheet.
近年、自動車、エアコン、パソコン等の、高電圧・高電流化に伴い、これらに搭載される電力用半導体素子（パワーデバイス）の需要が高まっている。電力用半導体素子は、高電圧・高電流下で使用されるという特徴から、半導体素子からの熱の発生が問題となりやすい。
従来、半導体素子から発生した熱の放熱のため、半導体素子の周りにヒートシンクが取り付けられる場合もある。しかし、ヒートシンクと半導体素子との間の接合部での熱伝導性が良好でなければ、効率的な放熱が妨げられてしまう。
In recent years, with the increase in voltage and current of automobiles, air conditioners, personal computers, etc., the demand for power semiconductor devices (power devices) mounted on them is increasing. Since power semiconductor devices are used under high voltage and high current, heat generation from the semiconductor devices tends to be a problem.
Conventionally, a heat sink may be attached around a semiconductor element to dissipate heat generated from the semiconductor element. However, if the thermal conductivity at the junction between the heat sink and the semiconductor element is not good, efficient heat dissipation will be hindered.
熱伝導性に優れた接合材料として、例えば、特許文献１には、特定の加熱焼結性金属粒子と、特定の高分子分散剤と、特定の揮発性分散媒が混合されたペースト状金属微粒子組成物が開示されている。当該組成物を焼結させると、熱伝導性の優れた固形状金属になるとされる。
As a bonding material having excellent thermal conductivity, for example,
しかしながら、特許文献１のように焼成材料がペースト状の場合では、塗布されるペーストの厚さを均一化することが難しく、厚さ安定性に乏しい傾向にある。そこで、本発明者らは、厚さ安定性の問題を解決するために、従来のペースト状の組成物として提供されていた焼成材料を、フィルム状として提供することを思い至った。
However, when the baking material is in the form of a paste as in
焼成材料をフィルム状とするには、焼成材料にバインダー成分を配合して、フィルム状に形成すればよい。フィルム状の焼成材料では、焼成時の昇華性を考慮すると、焼結性金属粒子の含有量が多く、バインダー成分の含有量が少ない方が好ましい。
ところで、焼成材料は、例えば半導体ウエハをダイシングにより個片化したチップと基板との焼結接合に使用される。また、フィルム状の焼成材料の一方の側（表面）に支持シートを設ければ、半導体ウエハをチップに個片化する際に使用するダイシングシートとして使用することができる。さらに、ブレード等を用いて半導体ウエハと一緒に個片化することでチップと同形のフィルム状焼成材料として加工することができる。
In order to make the firing material into a film, the binder component may be mixed with the firing material to form a film. In the film-shaped fired material, considering the sublimation property at the time of firing, it is preferable that the content of the sinterable metal particles is high and the content of the binder component is low.
By the way, the firing material is used, for example, for sintering and joining a chip obtained by dicing a semiconductor wafer and a substrate. Further, if a support sheet is provided on one side (surface) of the film-shaped firing material, it can be used as a dicing sheet used when the semiconductor wafer is individualized into chips. Further, by using a blade or the like to separate the pieces together with the semiconductor wafer, it can be processed as a film-like firing material having the same shape as the chip.
しかし、フィルム状の焼成材料においてバインダー成分の含有量が少なくなると、フィルム状の焼成材料が脆くなりやすい。フィルム状の焼成材料が脆くなると、ダイシング時にブレードにより焼成材料が削られて削りカスが発生しやすくなる。この削りカスが半導体ウエハの表面に付着し、半導体ウエハの汚染の原因となる。
フィルム状の焼成材料の脆さを解消するためには、フィルム状の焼成材料を柔らかくすればよいが、柔軟性が高すぎるとダイシング時にフィルム状の焼成材料が振動してチップ同士がぶつかりやすくなり、チップの表面や側面においてチップ欠け（チッピング）が発生しやすくなる。
このように、ウエハ汚染の防止とチップ欠けの防止はトレードオフの関係にあるため、ウエハ汚染とチップ欠けの両方を抑制することは困難であった。
However, when the content of the binder component in the film-shaped firing material is small, the film-shaped firing material tends to be brittle. When the film-shaped firing material becomes brittle, the firing material is scraped by the blade during dicing, and shavings are likely to be generated. This shavings adheres to the surface of the semiconductor wafer and causes contamination of the semiconductor wafer.
In order to eliminate the brittleness of the film-shaped firing material, it is sufficient to soften the film-shaped firing material, but if the flexibility is too high, the film-shaped firing material vibrates during dicing and the chips tend to collide with each other. , Chip chipping (chipping) is likely to occur on the surface and side surfaces of the chip.
As described above, since the prevention of wafer contamination and the prevention of chip chipping are in a trade-off relationship, it is difficult to suppress both wafer contamination and chip chipping.
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、厚さ安定性に優れ、ダイシング時のウエハ汚染及びチップ欠けを抑制できるフィルム状焼成材料を提供することを目的とする。また、当該フィルム状焼成材料を備えた支持シート付フィルム状焼成材料を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a film-like baking material which is excellent in thickness stability and can suppress wafer contamination and chip chipping during dicing. Another object of the present invention is to provide a film-shaped firing material with a support sheet provided with the film-shaped firing material.
本発明は、以下の態様を有する。
［１］ 焼結性金属粒子及びバインダー成分を含有するフィルム状焼成材料であって、
焼結性金属粒子の含有量が１５～９８質量％であり、バインダー成分の含有量が２～５０質量％であり、
６０℃における引張弾性率が４．０～１０．０ＭＰａであり、６０℃における破断伸度が５００％以上である、フィルム状焼成材料。
［２］ ２３℃における引張弾性率が５．０～２０．０ＭＰａであり、２３℃における破断伸度が３００％以上である、［１］に記載のフィルム状焼成材料。
［３］ 焼成前のフィルム状焼成材料を構成する成分のうち、金属粒子を除いた成分のガラス転移温度が３０～７０℃である、［１］又は［２］に記載のフィルム状焼成材料。
［４］ ［１］～［３］のいずれか一項に記載のフィルム状焼成材料と、前記フィルム状焼成材料の少なくとも一方の側に設けられた支持シートと、を備えた支持シート付フィルム状焼成材料。
［５］ 前記支持シートが、基材フィルム上に粘着剤層が設けられたものであり、
前記粘着剤層上に、前記フィルム状焼成材料が設けられている、［４］に記載の支持シート付フィルム状焼成材料。
The present invention has the following aspects.
[1] A film-like firing material containing sinterable metal particles and a binder component.
The content of the sinterable metal particles is 15 to 98% by mass, and the content of the binder component is 2 to 50% by mass.
A film-like firing material having a tensile elastic modulus at 60 ° C. of 4.0 to 10.0 MPa and a breaking elongation at 60 ° C. of 500% or more.
[2] The film-like firing material according to [1], wherein the tensile elastic modulus at 23 ° C. is 5.0 to 20.0 MPa, and the breaking elongation at 23 ° C. is 300% or more.
[3] The film-shaped firing material according to [1] or [2], wherein the glass transition temperature of the components constituting the film-shaped firing material before firing, excluding metal particles, is 30 to 70 ° C.
[4] A film-like film with a support sheet comprising the film-like firing material according to any one of [1] to [3] and a support sheet provided on at least one side of the film-shaped firing material. Firing material.
[5] The support sheet has an adhesive layer provided on a base film.
The film-like baking material with a support sheet according to [4], wherein the film-like baking material is provided on the pressure-sensitive adhesive layer.
本発明によれば、厚さ安定性に優れ、ダイシング時のウエハ汚染及びチップ欠けを抑制できるフィルム状焼成材料を提供できる。また、当該フィルム状焼成材料を備え、半導体素子等のチップの焼結接合に用いられる支持シート付フィルム状焼成材料を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a film-shaped firing material which is excellent in thickness stability and can suppress wafer contamination and chip chipping during dicing. Further, it is possible to provide a film-shaped firing material provided with the film-shaped firing material and used for sintering and joining chips such as semiconductor elements with a support sheet.
以下、本発明の一実施形態について、適宜図面を参照し説明する。
なお、以下の説明で用いる図は、本発明の特徴を分かり易くするために、便宜上、要部となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率等が実際と同じであるとは限らない。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings as appropriate.
In addition, in the figure used in the following description, in order to make it easy to understand the features of the present invention, the main part may be enlarged and shown, and the dimensional ratio of each component is the same as the actual one. Is not always the case.
≪フィルム状焼成材料≫
本実施形態のフィルム状焼成材料は、焼結性金属粒子及びバインダー成分を含有するフィルム状焼成材料であって、焼結性金属粒子の含有量が１５～９８質量％であり、バインダー成分の含有量が２～５０質量％であり、６０℃における引張弾性率が４．０～１０．０ＭＰａであり、６０℃における破断伸度が５００％以上である。
図１は、本実施形態のフィルム状焼成材料を模式的に示す断面図である。フィルム状焼成材料１は、焼結性金属粒子１０及びバインダー成分２０を含有している。
≪Film firing material≫
The film-like firing material of the present embodiment is a film-like firing material containing sinterable metal particles and a binder component, wherein the content of the sinterable metal particles is 15 to 98% by mass, and the binder component is contained. The amount is 2 to 50% by mass, the tensile modulus at 60 ° C. is 4.0 to 10.0 MPa, and the elongation at break at 60 ° C. is 500% or more.
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing the film-shaped firing material of the present embodiment. The film-
フィルム状焼成材料は１層（単層）からなるものでもよいし、２層以上の複数層からなるものでもよい。フィルム状焼成材料が複数層からなる場合、これら複数層は互いに同一でも異なっていてもよく、これら複数層の組み合わせは、本発明の効果を損なわない限り、特に限定されない。
なお、本明細書においては、フィルム状焼成材料の場合に限らず、「複数層が互いに同一でも異なっていてもよい」とは、「すべての層が同一であってもよいし、すべての層が異なっていてもよく、一部の層のみが同一であってもよい」ことを意味し、さらに「複数層が互いに異なる」とは、「各層の構成材料、構成材料の配合比、及び厚さの少なくとも一つが互いに異なる」ことを意味する。
The film-like firing material may be composed of one layer (single layer) or may be composed of two or more layers. When the film-like firing material is composed of a plurality of layers, the plurality of layers may be the same or different from each other, and the combination of the plurality of layers is not particularly limited as long as the effects of the present invention are not impaired.
In the present specification, not only in the case of the film-like firing material, "a plurality of layers may be the same or different from each other" means "all layers may be the same or all layers". May be different, and only some of the layers may be the same. ”Furthermore,“ multiple layers are different from each other ”means“ constituent materials of each layer, compounding ratio of constituent materials, and thickness. At least one of them is different from each other. "
フィルム状焼成材料の焼成前の厚さは、特に制限されるものではないが、１０～２００μｍが好ましく、２０～１５０μｍが好ましく、３０～９０μｍがより好ましい。
ここで、「フィルム状焼成材料の厚さ」とは、フィルム状焼成材料全体の厚さを意味し、例えば、複数層からなるフィルム状焼成材料の厚さとは、フィルム状焼成材料を構成するすべての層の合計の厚さを意味する。
The thickness of the film-shaped firing material before firing is not particularly limited, but is preferably 10 to 200 μm, preferably 20 to 150 μm, and more preferably 30 to 90 μm.
Here, the "thickness of the film-shaped firing material" means the thickness of the entire film-shaped firing material, and for example, the thickness of the film-shaped firing material composed of a plurality of layers is all that constitute the film-shaped firing material. Means the total thickness of the layers of.
本明細書において、「厚さ」は、任意の５箇所で厚さを測定した平均で表される値として、ＪＩＳ Ｋ７１３０に準じて、定圧厚さ測定器を用いて取得できる。 In the present specification, "thickness" can be obtained by using a constant pressure thickness measuring device according to JIS K7130 as a value represented by an average of thickness measured at any five points.
（剥離フィルム）
フィルム状焼成材料は、剥離フィルム上に積層された状態で提供することができる。使用する際には、剥離フィルムを剥がし、フィルム状焼成材料を焼結接合させる対象物上に配置すればよい。剥離フィルムはフィルム状焼成材料の損傷や汚れ付着を防ぐための保護フィルムとしての機能も有する。剥離フィルムは、フィルム状焼成材料の少なくとも一方の側に設けられていればよく、フィルム状焼成材料の両方の側に設けられてよい。
(Release film)
The film-like fired material can be provided in a state of being laminated on the release film. When used, the release film may be peeled off and the film-like fired material may be placed on an object to be sintered and joined. The release film also has a function as a protective film for preventing damage and dirt adhesion of the film-like fired material. The release film may be provided on at least one side of the film-shaped firing material, and may be provided on both sides of the film-shaped firing material.
剥離フィルムとしては、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、ポリイミドフィルム、フッ素樹脂フィルムなどの透明フィルムが用いられる。またこれらの架橋フィルムも用いられる。さらにこれらの積層フィルムであってもよい。また、これらを着色したフィルム、不透明フィルムなどを用いることができる。剥離剤としては、例えば、シリコーン系、フッ素系、オレフィン系、アルキッド系、長鎖アルキル基含有カルバメート等の剥離剤が挙げられる。 Examples of the release film include polyethylene film, polypropylene film, polybutene film, polybutadiene film, polymethylpentene film, polyvinyl chloride film, vinyl chloride copolymer film, polyethylene terephthalate film, polyethylene naphthalate film, polybutylene terephthalate film, and polyurethane. Film, ethylene vinyl acetate copolymer film, ionomer resin film, ethylene / (meth) acrylic acid copolymer film, ethylene / (meth) acrylic acid ester copolymer film, polystyrene film, polycarbonate film, polyimide film, fluororesin A transparent film such as a film is used. These crosslinked films are also used. Further, these laminated films may be used. Further, a film colored by these, an opaque film, or the like can be used. Examples of the release agent include silicone-based, fluorine-based, olefin-based, alkyd-based, and long-chain alkyl group-containing carbamate-based release agents.
剥離フィルムの厚さは、通常は１０～５００μｍ、好ましくは１５～３００μｍ、特に好ましくは２０～２５０μｍ程度である。 The thickness of the release film is usually 10 to 500 μm, preferably 15 to 300 μm, and particularly preferably about 20 to 250 μm.
＜焼結性金属粒子＞
焼結性金属粒子は、フィルム状焼成材料の焼成として金属粒子の融点以上の温度で加熱処理されることで粒子同士が溶融・結合して焼結体を形成可能な金属粒子である。焼結体を形成することで、フィルム状焼成材料とそれに接して焼成された物品とを焼結接合させることが可能である。具体的には、フィルム状焼成材料を介してチップと基板とを焼結接合させることが可能である。
<Sinterable metal particles>
Sinterable metal particles are metal particles capable of forming a sintered body by melting and bonding the particles to each other by heat treatment at a temperature equal to or higher than the melting point of the metal particles as firing of a film-shaped firing material. By forming the sintered body, it is possible to sinter and join the film-shaped fired material and the article fired in contact with the film-shaped fired material. Specifically, the chip and the substrate can be sintered and joined via a film-shaped firing material.
焼結性金属粒子の金属種としては、銀、金、銅、鉄、ニッケル、アルミ、シリコン、パラジウム、白金、チタン、チタン酸バリウム、これらの酸化物又は合金等が挙げられ、銀及び酸化銀が好ましい。焼結性金属粒子は、一種類のみが配合されていてもよく、２種類以上の組み合わせで配合されていてもよい。 Examples of the metal species of the sintered metal particles include silver, gold, copper, iron, nickel, aluminum, silicon, palladium, platinum, titanium, barium titanate, oxides or alloys thereof, and silver and silver oxide. Is preferable. Only one type of sinterable metal particles may be blended, or two or more kinds of sinterable metal particles may be blended.
焼結性金属粒子は、ナノサイズの銀粒子である銀ナノ粒子であることが好ましい。 The sinterable metal particles are preferably silver nanoparticles, which are nano-sized silver particles.
フィルム状焼成材料に含まれる焼結性金属粒子の粒子径は、上記焼結性を発揮可能なものであれば特に制限されるものではないが、１００ｎｍ以下であってよく、５０ｎｍ以下であってよく、３０ｎｍ以下であってよい。なお、フィルム状焼成材料が含む金属粒子の粒子径とは、電子顕微鏡で観察された金属粒子の粒子径の、投影面積円相当径とする。上記粒子径の範囲に属する金属粒子は、焼結性に優れるため好ましい。
フィルム状焼成材料が含む焼結性金属粒子の粒子径は、電子顕微鏡で観察された金属粒子の粒子径の、投影面積円相当径が１００ｎｍ以下の粒子に対して求めた粒子径の数平均が、０．１～９５ｎｍであってよく、０．３～５０ｎｍであってよく、０．５～３０ｎｍであってよい。なお、測定対象の金属粒子は、１つのフィルム状焼成材料あたり無作為に選ばれた１００個以上とする。
The particle size of the sinterable metal particles contained in the film-like firing material is not particularly limited as long as it can exhibit the sinterability, but may be 100 nm or less, and may be 50 nm or less. It may be 30 nm or less. The particle size of the metal particles contained in the film-shaped firing material is the diameter equivalent to the projected area circle of the particle size of the metal particles observed with an electron microscope. Metal particles belonging to the above particle size range are preferable because they have excellent sinterability.
The particle size of the sintered metal particles contained in the film-shaped fired material is the number average of the particle sizes of the metal particles observed with an electron microscope, which are obtained for particles having a projected area circle equivalent diameter of 100 nm or less. , 0.1-95 nm, 0.3-50 nm, 0.5-30 nm. The number of metal particles to be measured is 100 or more randomly selected per film-like firing material.
焼結性金属粒子はバインダー成分及びその他の添加剤成分に混合する前に、あらかじめ凝集物の無い状態にするため、イソボルニルシクロヘキサノールや、デシルアルコールなどの沸点の高い高沸点溶媒に予め分散させてもよい。高沸点溶媒の沸点としては、例えば２００～３５０℃であってもよい。この時、高沸点溶媒を用いると、これが常温で揮発することがほとんどないために焼結性金属粒子の濃度が高くなることが防止され、作業性が向上される他、焼結性金属粒子の再凝集なども防止され、品質的にも良好となる。分散法としてはニーダ、三本ロール、ビーズミル及び超音波などが挙げられる。 Sinterable metal particles are pre-dispersed in a high boiling point solvent such as isobornylcyclohexanol or decyl alcohol in order to make them agglomerate-free before mixing with the binder component and other additive components. You may let me. The boiling point of the high boiling point solvent may be, for example, 200 to 350 ° C. At this time, if a high boiling point solvent is used, it hardly volatilizes at room temperature, so that the concentration of the sinterable metal particles is prevented from increasing, the workability is improved, and the sinterable metal particles are used. Reaggregation is also prevented and the quality is good. Examples of the dispersion method include kneader, triple roll, bead mill, ultrasonic wave and the like.
本実施形態のフィルム状焼成材料には、粒子径１００ｎｍ以下の金属粒子（焼結性金属粒子）の他に、これに該当しない粒子径が１００ｎｍを超える非焼結性の金属粒子がさらに配合されてもよい。粒子径が１００ｎｍを超える非焼結性の金属粒子の粒子径は、電子顕微鏡で観察された金属粒子の粒子径の、投影面積円相当径が１００ｎｍを超える粒子に対して求めた粒子径の数平均が、１５０ｎｍ超５００００ｎｍ以下であってよく、１５０～１００００ｎｍであってよく、１８０～５０００ｎｍであってよい。 In the film-like firing material of the present embodiment, in addition to metal particles (sinterable metal particles) having a particle diameter of 100 nm or less, non-sinterable metal particles having a particle diameter of more than 100 nm, which does not correspond to the metal particles (sinterable metal particles), are further blended. You may. The particle size of the non-sinterable metal particles having a particle size of more than 100 nm is the number of particle sizes obtained for the particles having a projected area circle equivalent diameter of more than 100 nm, which is the particle size of the metal particles observed by an electron microscope. The average may be more than 150 nm and 50,000 nm or less, may be 150 to 10000 nm, and may be 180 to 5000 nm.
粒子径が１００ｎｍを超える非焼結性の金属粒子の金属種としては、上記焼結性金属粒子の金属種として例示したものと同じものが挙げられ、銀、銅、及びこれらの酸化物が好ましい。
粒子径１００ｎｍ以下の金属粒子と、粒子径が１００ｎｍを超える非焼結性の金属粒子とは、互いに同一の金属種であってもよく、互いに異なる金属種であってもよい。例えば、粒子径１００ｎｍ以下の金属粒子が銀粒子であり、粒子径が１００ｎｍを超える非焼結性の金属粒子が銀又は酸化銀粒子であってもよい。例えば、粒子径１００ｎｍ以下の金属粒子が銀又は酸化銀粒子であり、粒子径が１００ｎｍを超える非焼結性の金属粒子が銅又は酸化銅粒子であってもよい。
Examples of the metal species of the non-sinterable metal particles having a particle diameter of more than 100 nm include the same as those exemplified as the metal species of the above-mentioned sintered metal particles, and silver, copper, and oxides thereof are preferable. ..
The metal particles having a particle size of 100 nm or less and the non-sinterable metal particles having a particle size of more than 100 nm may be the same metal species or different metal species from each other. For example, metal particles having a particle diameter of 100 nm or less may be silver particles, and non-sinterable metal particles having a particle diameter of more than 100 nm may be silver or silver oxide particles. For example, the metal particles having a particle diameter of 100 nm or less may be silver or silver oxide particles, and the non-sinterable metal particles having a particle diameter of more than 100 nm may be copper or copper oxide particles.
本実施形態のフィルム状焼成材料において、全ての金属粒子の総質量（１００質量％）に対する、焼結性金属粒子の含有量は、１０～１００質量％であってもよく、２０～９５質量％であってもよい。 In the film-like fired material of the present embodiment, the content of the sintered metal particles with respect to the total mass (100% by mass) of all the metal particles may be 10 to 100% by mass, or 20 to 95% by mass. May be.
焼結性金属粒子及び／又は非焼結性の金属粒子の表面には、有機物が被覆されていてもよい。有機物の被覆を有することで、バインダー成分との相溶性が向上し、粒子同士の凝集を防止でき、均一に分散することができる。
焼結性金属粒子及び／又は非焼結性の金属粒子の表面に有機物が被覆されている場合、焼結性金属粒子及び非焼結性の金属粒子の質量は、被覆物を含んだ値とする。
The surface of the sinterable metal particles and / or the non-sinterable metal particles may be coated with an organic substance. By having the coating of the organic substance, the compatibility with the binder component is improved, the agglomeration of the particles can be prevented, and the particles can be uniformly dispersed.
When the surface of the sinterable metal particles and / or the non-sinterable metal particles is coated with an organic substance, the masses of the sinterable metal particles and the non-sinterable metal particles are the values including the coating. do.
＜バインダー成分＞
バインダー成分が配合されることで、焼成材料をフィルム状に成形でき、焼成前のフィルム状焼成材料に粘着性を付与することができる。バインダー成分は、フィルム状焼成材料の焼成として加熱処理されることで熱分解される熱分解性であってよい。
バインダー成分は特に限定されるものではないが、バインダー成分の好適な一例として、樹脂が挙げられる。樹脂としては、アクリル系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリ乳酸、セルロース誘導体の重合物等が挙げられ、アクリル系樹脂が好ましい。アクリル系樹脂には、（メタ）アクリレート化合物の単独重合体、（メタ）アクリレート化合物の２種以上の共重合体、（メタ）アクリレート化合物と他の共重合性単量体との共重合体が含まれる。
<Binder component>
By blending the binder component, the firing material can be molded into a film shape, and the film-shaped firing material before firing can be imparted with adhesiveness. The binder component may be thermally decomposable, which is thermally decomposed by being heat-treated as the firing of the film-shaped firing material.
The binder component is not particularly limited, but a resin can be mentioned as a preferable example of the binder component. Examples of the resin include acrylic resins, polycarbonate resins, polylactic acids, polymers of cellulose derivatives, and the like, and acrylic resins are preferable. Acrylic resins include homopolymers of (meth) acrylate compounds, two or more copolymers of (meth) acrylate compounds, and copolymers of (meth) acrylate compounds and other copolymerizable monomers. included.
バインダー成分を構成する樹脂において、（メタ）アクリレート化合物由来の構成単位の含有量は、構成単位の総質量（１００質量％）に対して、５０～１００質量％であることが好ましく、８０～１００質量％であることがより好ましく、９０～１００質量％であることがさらに好ましい。
ここでいう「由来」とは、前記モノマーが重合するのに必要な構造の変化を受けたことを意味する。
In the resin constituting the binder component, the content of the structural unit derived from the (meth) acrylate compound is preferably 50 to 100% by mass, preferably 80 to 100% by mass, based on the total mass (100% by mass) of the structural unit. It is more preferably by mass%, and even more preferably 90 to 100% by mass.
The term "origin" as used herein means that the monomer has undergone a structural change necessary for polymerization.
（メタ）アクリレート化合物の具体例としては、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、プロピル（メタ）アクリレート、イソプロピル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、イソブチル（メタ）アクリレート、ｔ－ブチル（メタ）アクリレート、ペンチル（メタ）アクリレート、アミル（メタ）アクリレート、イソアミル（メタ）アクリレート、ヘキシル（メタ）アクリレート、ヘプチル（メタ）アクリレート、オクチル（メタ）アクリレート、イソオクチル（メタ）アクリレート、２－エチルヘキシル（メタ）アクリレート、エチルヘキシル（メタ）アクリレート、ノニル（メタ）アクリレート、デシル（メタ）アクリレート、イソデシル（メタ）アクリレート、ウンデシル（メタ）アクリレート、ドデシル（メタ）アクリレート、ラウリル（メタ）アクリレート、ステアリル（メタ）アクリレート、イソステアリル（メタ）アクリレートなどのアルキル（メタ）アクリレート；
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、４－ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、３－ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、２－ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、３－ヒドロキシブチル（メタ）アクリレートなどのヒドロキシアルキル（メタ）アクリレート；
フェノキシエチル（メタ）アクリレート、２－ヒドロキシ－３－フェノキシプロピル（メタ）アクリレートなどのフェノキシアルキル（メタ）アクリレート；
２－メトキシエチル（メタ）アクリレート、２－エトキシエチル（メタ）アクリレート、２－プロポキシエチル（メタ）アクリレート、２－ブトキシエチル（メタ）アクリレート、２－メトキシブチル（メタ）アクリレートなどのアルコキシアルキル（メタ）アクリレート；
ポリエチレングリコールモノ（メタ）アクリレート、エトキシジエチレングリコール（メタ）アクリレート、メトキシポリエチレングリコール（メタ）アクリレート、フェノキシポリエチレングリコール（メタ）アクリレート、ノニルフェノキシポリエチレングリコール（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ（メタ）アクリレート、メトキシポリプロピレングリコール（メタ）アクリレート、エトキシポリプロピレングリコール（メタ）アクリレート、ノニルフェノキシポリプロピレングリコール（メタ）アクリレートなどのポリアルキレングリコール（メタ）アクリレート；
シクロヘキシル（メタ）アクリレート、４－ブチルシクロヘキシル（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、ジシクロペンタジエニル（メタ）アクリレート、ボルニル（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレート、トリシクロデカニル（メタ）アクリレートなどのシクロアルキル（メタ）アクリレート；
ベンジル（メタ）アクリレート、テトラヒドロフルフリル（メタ）アクリレート、などを挙げることができる。アルキル（メタ）アクリレート又はアルコキシアルキル（メタ）アクリレートが好ましく、特に好ましい（メタ）アクリレート化合物として、ブチル（メタ）アクリレート、エチルヘキシル（メタ）アクリレート、ラウリル（メタ）アクリレート、イソデシル（メタ）アクリレート、２－エチルヘキシル（メタ）アクリレート、及び２－エトキシエチル（メタ）アクリレートを挙げることができる。
Specific examples of the (meth) acrylate compound include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, isopropyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, isobutyl (meth) acrylate, and t-butyl. (Meta) acrylate, pentyl (meth) acrylate, amyl (meth) acrylate, isoamyl (meth) acrylate, hexyl (meth) acrylate, heptyl (meth) acrylate, octyl (meth) acrylate, isooctyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (Meta) acrylate, ethylhexyl (meth) acrylate, nonyl (meth) acrylate, decyl (meth) acrylate, isodecyl (meth) acrylate, undecyl (meth) acrylate, dodecyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, stearyl (meth) ) Alkyl (meth) acrylates such as acrylates and isostearyl (meth) acrylates;
Hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 4-hydroxybutyl (meth) acrylate, 3-hydroxypropyl (meth) acrylate, 2-hydroxybutyl (meth) acrylate, 3-hydroxybutyl (meth) Hydroxyalkyl (meth) acrylates such as acrylates;
Phenoxyalkyl (meth) acrylates such as phenoxyethyl (meth) acrylates, 2-hydroxy-3-phenoxypropyl (meth) acrylates;
Alkoxyalkyl (meth) such as 2-methoxyethyl (meth) acrylate, 2-ethoxyethyl (meth) acrylate, 2-propoxyethyl (meth) acrylate, 2-butoxyethyl (meth) acrylate, 2-methoxybutyl (meth) acrylate. ) Acrylate;
Polyethylene glycol mono (meth) acrylate, ethoxydiethylene glycol (meth) acrylate, methoxypolyethylene glycol (meth) acrylate, phenoxypolyethylene glycol (meth) acrylate, nonylphenoxypolyethylene glycol (meth) acrylate, polypropylene glycol mono (meth) acrylate, methoxypolypropylene Polyalkylene glycol (meth) acrylates such as glycol (meth) acrylate, ethoxypolyethylene glycol (meth) acrylate, nonylphenoxypolyethylene glycol (meth) acrylate;
Cyclohexyl (meth) acrylate, 4-butylcyclohexyl (meth) acrylate, dicyclopentanyl (meth) acrylate, dicyclopentenyl (meth) acrylate, dicyclopentadienyl (meth) acrylate, Bornyl (meth) acrylate, isobornyl ( Cycloalkyl (meth) acrylates such as meta) acrylates and tricyclodecanyl (meth) acrylates;
Benzyl (meth) acrylate, tetrahydrofurfuryl (meth) acrylate, and the like can be mentioned. Alkyl (meth) acrylates or alkoxyalkyl (meth) acrylates are preferred, and particularly preferred (meth) acrylate compounds include butyl (meth) acrylates, ethylhexyl (meth) acrylates, lauryl (meth) acrylates, isodecyl (meth) acrylates, 2-. Ethylhexyl (meth) acrylate and 2-ethoxyethyl (meth) acrylate can be mentioned.
本明細書において、「（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である。
アクリル樹脂としては、メタクリレートが好ましい。バインダー成分がメタクリレート由来の構成単位を含有することで、比較的低温で焼成することができ、焼結後に充分な接着強度を得るための条件を容易に満たすことができる。
As used herein, the term "(meth) acrylate" is a concept that includes both "acrylate" and "methacrylate".
As the acrylic resin, methacrylate is preferable. Since the binder component contains a structural unit derived from methacrylate, it can be fired at a relatively low temperature, and the conditions for obtaining sufficient adhesive strength after sintering can be easily satisfied.
バインダー成分を構成する樹脂において、メタクリレート由来の構成単位の含有量は、構成単位の総質量（１００質量％）に対して、５０～１００質量％であることが好ましく、８０～１００質量％であることがより好ましく、９０～１００質量％であることがさらに好ましい。 In the resin constituting the binder component, the content of the constituent unit derived from methacrylate is preferably 50 to 100% by mass, preferably 80 to 100% by mass, based on the total mass (100% by mass) of the constituent units. More preferably, it is more preferably 90 to 100% by mass.
他の共重合性単量体としては、上記（メタ）アクリレート化合物と共重合可能な化合物であれば特に制限はないが、例えば（メタ）アクリル酸、ビニル安息香酸、マレイン酸、ビニルフタル酸などの不飽和カルボン酸類；ビニルベンジルメチルエーテル、ビニルグリシジルエーテル、スチレン、α－メチルスチレン、ブタジエン、イソプレンなどのビニル基含有ラジカル重合性化合物が挙げられる。 The other copolymerizable monomer is not particularly limited as long as it is a compound that can be copolymerized with the above (meth) acrylate compound, but for example, (meth) acrylic acid, vinyl benzoic acid, maleic acid, vinyl phthalic acid and the like. Unsaturated carboxylic acids; examples thereof include vinyl group-containing radically polymerizable compounds such as vinylbenzylmethyl ether, vinylglycidyl ether, styrene, α-methylstyrene, butadiene, and isoprene.
バインダー成分を構成する樹脂の質量平均分子量（Ｍｗ）は、１，０００～１，０００，０００であることが好ましく、１０,０００～８００，０００であることがより好ましい。樹脂の質量平均分子量が上記範囲内であることで、フィルムとして充分な膜強度を発現し、且つ柔軟性を付与することが容易となる。
なお、本明細書において、「質量平均分子量」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。
The mass average molecular weight (Mw) of the resin constituting the binder component is preferably 1,000 to 1,000,000, and more preferably 10,000 to 800,000. When the mass average molecular weight of the resin is within the above range, it becomes easy to develop sufficient film strength as a film and impart flexibility.
In the present specification, the "mass average molecular weight" is a polystyrene-equivalent value measured by a gel permeation chromatography (GPC) method unless otherwise specified.
バインダー成分を構成する樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）は、以下に示すＦｏｘの式を用いて計算から求めることができ、これが－６０～５０℃であることが好ましく、－３０～１０℃であることがより好ましく、－２０℃以上０℃未満であることがさらに好ましい。Ｆｏｘの式から求めた樹脂のＴｇが上記上限値以下であることで、フィルム状焼成材料と被着体（例えばチップ、基板等）との焼成前の粘着力が向上する。加えて、フィルム状焼成材料の柔軟性が高まる。一方、Ｆｏｘの式から求めた樹脂のＴｇが上記下限値以上であることで、フィルム形状の維持が可能であり、支持シート等からのフィルム状焼成材料の引き離しがより容易となる。
１／Ｔｇ＝（Ｗ１／Ｔｇ１）＋（Ｗ２／Ｔｇ２）＋…＋（Ｗｍ／Ｔｇｍ）
（式中、Ｔｇはバインダー成分を構成する樹脂のガラス転移温度であり、Ｔｇ１，Ｔｇ２，…Ｔｇｍはバインダー成分を構成する樹脂の原料となる各単量体のホモポリマーのガラス転移温度であり、Ｗ１，Ｗ２，…Ｗｍは各単量体の質量分率である。ただし、Ｗ１＋Ｗ２＋…＋Ｗｍ＝１である。）
前記Ｆｏｘの式における各単量体のホモポリマーのガラス転移温度は、高分子データ・ハンドブック又は粘着ハンドブック記載の値を用いることができる。
The glass transition temperature (Tg) of the resin constituting the binder component can be obtained by calculation using the Fox formula shown below, which is preferably -60 to 50 ° C, preferably -30 to 10 ° C. More preferably, it is more preferably −20 ° C. or higher and lower than 0 ° C. When the Tg of the resin obtained from the Fox formula is not more than the above upper limit value, the adhesive strength between the film-like firing material and the adherend (for example, chip, substrate, etc.) before firing is improved. In addition, the flexibility of the film-like firing material is increased. On the other hand, when the Tg of the resin obtained from the Fox formula is at least the above lower limit value, the film shape can be maintained, and the film-like fired material can be more easily separated from the support sheet or the like.
1 / Tg = (W1 / Tg1) + (W2 / Tg2) + ... + (Wm / Tgm)
(In the formula, Tg is the glass transition temperature of the resin constituting the binder component, and Tg1, Tg2, ... Tgm is the glass transition temperature of the homopolymer of each monomer which is the raw material of the resin constituting the binder component. W1, W2, ... Wm is the mass fraction of each monomer. However, W1 + W2 + ... + Wm = 1).
For the glass transition temperature of the homopolymer of each monomer in the Fox formula, the values described in the Polymer Data Handbook or the Adhesive Handbook can be used.
バインダー成分は、フィルム状焼成材料の焼成として加熱処理されることで熱分解される熱分解性であってよい。バインダー成分が熱分解されたことは、焼成によるバインダー成分の質量減少により確認できる。なお、バインダー成分として配合される成分は焼成によりほぼ熱分解されてよいが、バインダー成分として配合される成分の全質量が、焼成により熱分解されなくともよい。
バインダー成分は、焼成前のバインダー成分の総質量（１００質量％）に対し、焼成後の質量が１０質量％以下となるものであってよく、５質量％以下となるものであってよく、３質量％以下となるものであってよい。
The binder component may be thermally decomposable, which is thermally decomposed by being heat-treated as the firing of the film-shaped firing material. The fact that the binder component was thermally decomposed can be confirmed by the mass reduction of the binder component due to firing. The component blended as the binder component may be substantially thermally decomposed by firing, but the total mass of the component blended as the binder component may not be thermally decomposed by firing.
The binder component may have a mass of 10% by mass or less after firing with respect to the total mass (100% by mass) of the binder component before firing, and may be 5% by mass or less. It may be mass% or less.
本実施形態のフィルム状焼成材料は、上記の焼結性金属粒子、非焼結性の金属粒子及びバインダー成分の他に、本発明の効果を損なわない範囲内において、焼結性金属粒子、非焼結性の金属粒子及びバインダー成分に該当しないその他の添加剤を含有していてもよい。 In addition to the above-mentioned sinterable metal particles, non-sinterable metal particles and binder components, the film-like firing material of the present embodiment includes sinterable metal particles and non-sinterable metal particles as long as the effects of the present invention are not impaired. It may contain sinterable metal particles and other additives that do not correspond to the binder component.
本実施形態のフィルム状焼成材料に含有されてもよいその他の添加剤としては、溶媒、分散剤、可塑剤、粘着付与剤、保存安定剤、消泡剤、熱分解促進剤、及び酸化防止剤などが挙げられる。添加剤は、１種のみ含有されてもよいし、２種以上含有されてもよい。これらの添加剤は、特に限定されるものではなく、この分野で通常用いられるものを適宜選択することができる。 Other additives that may be contained in the film-like baking material of the present embodiment include a solvent, a dispersant, a plasticizer, a tackifier, a storage stabilizer, a defoaming agent, a thermal decomposition accelerator, and an antioxidant. And so on. Only one kind of additive may be contained, or two or more kinds of additives may be contained. These additives are not particularly limited, and those usually used in this field can be appropriately selected.
＜組成＞
本実施形態のフィルム状焼成材料は、焼結性金属粒子、バインダー成分、及びその他の添加剤からなるものであってもよく、これらの含有量（質量％）の和は１００質量％となってよい。
本実施形態のフィルム状焼成材料が非焼結性の金属粒子を含む場合には、フィルム状焼成材料は、焼結性金属粒子、非焼結性の金属粒子、バインダー成分、及びその他の添加剤からなるものであってもよく、これらの含有量（質量％）の和は１００質量％となってよい。
<Composition>
The film-like firing material of the present embodiment may be composed of sinterable metal particles, a binder component, and other additives, and the sum of these contents (% by mass) is 100% by mass. good.
When the film-like firing material of the present embodiment contains non-sinterable metal particles, the film-like firing material includes sinterable metal particles, non-sinterable metal particles, a binder component, and other additives. The sum of these contents (% by mass) may be 100% by mass.
フィルム状焼成材料において、溶媒以外の全ての成分（以下「固形分」と表記する。）の総質量（１００質量％）に対する、焼結性金属粒子の含有量は、１５～９８質量％であり、１５～９０質量％が好ましく、２０～８０質量％がより好ましい。焼結性金属粒子の含有量が上記上限値以下であることで、バインダー成分の含有量を充分に確保できるので、フィルム形状を維持できる。一方、焼結性金属粒子の含有量が上記下限値以上であることで、焼成時に焼結性金属粒子同士、又は焼結性金属粒子と非焼結性金属粒子とが融着して、焼成後に高い接合接着強度（せん断接着力）を発現する。 In the film-like firing material, the content of the sinterable metal particles is 15 to 98% by mass with respect to the total mass (100% by mass) of all the components other than the solvent (hereinafter referred to as "solid content"). , 15-90% by mass, more preferably 20-80% by mass. When the content of the sinterable metal particles is not more than the above upper limit value, the content of the binder component can be sufficiently secured, so that the film shape can be maintained. On the other hand, when the content of the sinterable metal particles is equal to or higher than the above lower limit, the sinterable metal particles or the sinterable metal particles and the non-sinterable metal particles are fused and fired at the time of firing. Later, it develops high bonding adhesive strength (shearing adhesive force).
フィルム状焼成材料が非焼結性の金属粒子を含む場合、フィルム状焼成材料における固形分の総質量（１００質量％）に対する、焼結性金属粒子及び非焼結性の金属粒子の総含有量は、５０～９８質量％が好ましく、７０～９５質量％がより好ましく、８０～９０質量％がさらに好ましい。 When the film-like firing material contains non-sinterable metal particles, the total content of the sinterable metal particles and the non-sinterable metal particles with respect to the total mass (100% by mass) of the solid content in the film-like firing material. Is preferably 50 to 98% by mass, more preferably 70 to 95% by mass, still more preferably 80 to 90% by mass.
フィルム状焼成材料における固形分の総質量（１００質量％）に対するバインダー成分の含有量は、２～５０質量％であり、５～３０質量％が好ましく、１０～２０質量％がより好ましい。バインダー成分の含有量が上記上限値以下であることで、焼結性金属粒子の含有量を充分に確保できるので、フィルム状焼成材料と被着体との接合接着力が向上する。一方、バインダー成分の含有量が上記下限値以上であることで、フィルム形状を維持できる。 The content of the binder component with respect to the total mass (100% by mass) of the solid content in the film-shaped fired material is 2 to 50% by mass, preferably 5 to 30% by mass, and more preferably 10 to 20% by mass. When the content of the binder component is not more than the above upper limit value, the content of the sinterable metal particles can be sufficiently secured, so that the bonding adhesive strength between the film-like fired material and the adherend is improved. On the other hand, when the content of the binder component is at least the above lower limit value, the film shape can be maintained.
フィルム状焼成材料において、焼結性金属粒子とバインダー成分との質量比率（焼結性金属粒子：バインダー成分）は、５０：１～１：５が好ましく、２０：１～１：２がより好ましく、１０：１～１：１がさらに好ましい。フィルム状焼成材料が非焼結性の金属粒子を含む場合には、焼結性金属粒子及び非焼結性の金属粒子とバインダー成分との質量比率（（焼結性金属粒子＋非焼結性の金属粒子）：バインダー成分）は５０：１～１：１が好ましく、２０：１～２：１がより好ましく、９：１～４：１がさらに好ましい。 In the film-like fired material, the mass ratio of the sinterable metal particles to the binder component (sinterable metal particles: binder component) is preferably 50: 1 to 1: 5, and more preferably 20: 1 to 1: 2. 10: 1 to 1: 1 are more preferable. When the film-like fired material contains non-sinterable metal particles, the mass ratio of the sinterable metal particles and the non-sinterable metal particles to the binder component ((sinterable metal particles + non-sinterable metal particles + non-sinterable metal particles)). Metal particles): Binder component) is preferably 50: 1 to 1: 1, more preferably 20: 1 to 2: 1, and even more preferably 9: 1 to 4: 1.
フィルム状焼成材料には、焼結性金属粒子、非焼結性の金属粒子、バインダー成分及びその他の添加剤成分を混合する際に使用する高沸点溶媒が含まれていてもよい。フィルム状焼成材料の総質量（１００質量％）に対する、高沸点溶媒の含有量は、２０質量％以下が好ましく、１５質量％以下がより好ましく、１０質量％以下がさらに好ましい。 The film-like firing material may contain a high boiling point solvent used for mixing sinterable metal particles, non-sinterable metal particles, a binder component and other additive components. The content of the high boiling point solvent with respect to the total mass (100% by mass) of the film-shaped baking material is preferably 20% by mass or less, more preferably 15% by mass or less, still more preferably 10% by mass or less.
＜引張弾性率＞
本実施形態のフィルム状焼成材料は、６０℃における引張弾性率が４．０～１０．０ＭＰａのものである。６０℃における引張弾性率は４．５～５．５ＭＰａが好ましい。本実施形態のフィルム状焼成材料の、２３℃における引張弾性率は５．０～２０．０ＭＰａが好ましく、６．０～１８．０ＭＰａがより好ましい。６０℃又は２３℃における引張弾性率が上記範囲内であることで、フィルム状焼成材料の外力による変形量が小さく、且つ靱性を備えたものとなる。特に、引張弾性率が上記上限値以下であることで、フィルム状焼成材料が脆くなりにくく、ダイシング時のウエハ汚染を抑制できる。一方、引張弾性率が上記下限値以上であることで、フィルム状焼成材料が柔らかくなりすぎず、ダイシング時のチップ欠けを抑制できる。
なお、本実施形態において６０℃における引張弾性率及び後述の破断伸度を規定した理由は、ブレードダイシング時の摩擦熱により、フィルム状焼成材料が６０℃程度までに加熱されることを考慮したものであるが、実際のダイシング時におけるフィルム状焼成材料の温度が６０℃に限定されることはない。また、本実施形態において２３℃における引張弾性率及び後述の破断伸度を規定した理由は、２３℃での測定が容易であることを考慮したものであり、実際のダイシング時におけるフィルム状焼成材料の温度が２３℃であることを意味するものではない。
<Tension modulus>
The film-like firing material of the present embodiment has a tensile elastic modulus of 4.0 to 10.0 MPa at 60 ° C. The tensile elastic modulus at 60 ° C. is preferably 4.5 to 5.5 MPa. The tensile elastic modulus of the film-shaped fired material of the present embodiment at 23 ° C. is preferably 5.0 to 20.0 MPa, more preferably 6.0 to 18.0 MPa. When the tensile elastic modulus at 60 ° C. or 23 ° C. is within the above range, the amount of deformation of the film-shaped fired material due to an external force is small, and the film-like fired material has toughness. In particular, when the tensile elastic modulus is not more than the above upper limit value, the film-like fired material is less likely to become brittle, and wafer contamination during dicing can be suppressed. On the other hand, when the tensile elastic modulus is at least the above lower limit value, the film-like fired material does not become too soft, and chip chipping during dicing can be suppressed.
The reason for defining the tensile elastic modulus at 60 ° C. and the elongation at break described later in this embodiment is that the film-like firing material is heated to about 60 ° C. by the frictional heat during blade dicing. However, the temperature of the film-like fired material at the time of actual dicing is not limited to 60 ° C. Further, the reason why the tensile elastic modulus at 23 ° C. and the elongation at break described later are defined in this embodiment is that the measurement at 23 ° C. is easy, and the film-like firing material at the time of actual dicing. Does not mean that the temperature of is 23 ° C.
フィルム状焼成材料の２３℃又は６０℃における引張弾性率は、以下の方法で測定できる。
幅が１０ｍｍであり、長さが２０ｍｍであり、厚さが２００μｍであるフィルム状焼成材料を試験片とし、この試験片を２３℃、又は６０℃に加温し、引張速度５０ｍｍ／分、チャック間距離１０ｍｍで引っ張ったときの荷重と伸び量を測定する。伸度が０～５％の領域の引っ張り応力の傾きから引張弾性率を求める。
The tensile elastic modulus of the film-like fired material at 23 ° C. or 60 ° C. can be measured by the following method.
A film-like fired material having a width of 10 mm, a length of 20 mm, and a thickness of 200 μm is used as a test piece, and the test piece is heated to 23 ° C. or 60 ° C., a tensile speed of 50 mm / min, and a chuck. Measure the load and the amount of elongation when pulled at a distance of 10 mm. The tensile elastic modulus is obtained from the slope of the tensile stress in the region where the elongation is 0 to 5%.
フィルム状焼成材料の２３℃又は６０℃における引張弾性率は、フィルム状焼成材料に含まれるバインダー成分の種類により制御できる。具体的には、バインダー成分を構成する樹脂のＴｇが高くなるほど、引張弾性率は高くなる傾向にある。 The tensile elastic modulus of the film-shaped firing material at 23 ° C. or 60 ° C. can be controlled by the type of the binder component contained in the film-shaped firing material. Specifically, the higher the Tg of the resin constituting the binder component, the higher the tensile elastic modulus tends to be.
＜破断伸度＞
本実施形態のフィルム状焼成材料は、６０℃における破断伸度が５００％以上のものである。６０℃における破断伸度は６００％以上が好ましい。本実施形態のフィルム状焼成材料の、２３℃における破断伸度は３００％以上が好ましく、４００％以上がより好ましい。６０℃又は２３℃における破断伸度が上記下限値以上であることで、フィルム状焼成材料が脆くなりにくく、ダイシング時のウエハ汚染を抑制できる。
フィルム状焼成材料の６０℃における破断伸度は、３０００％以下が好ましく、２３℃における破断伸度は、２５００％以下が好ましい。
<Elongation at break>
The film-like fired material of the present embodiment has a breaking elongation at 60 ° C. of 500% or more. The elongation at break at 60 ° C. is preferably 600% or more. The elongation at break at 23 ° C. of the film-like fired material of the present embodiment is preferably 300% or more, more preferably 400% or more. When the breaking elongation at 60 ° C. or 23 ° C. is at least the above lower limit value, the film-like fired material is less likely to become brittle, and wafer contamination during dicing can be suppressed.
The breaking elongation of the film-like fired material at 60 ° C. is preferably 3000% or less, and the breaking elongation at 23 ° C. is preferably 2500% or less.
フィルム状焼成材料の２３℃又は６０℃における破断伸度は、以下の方法で測定できる。
幅が１０ｍｍであり、長さが２０ｍｍであり、厚さが２００μｍであるフィルム状焼成材料を試験片とし、この試験片を２３℃、又は６０℃に加温し、引張速度５０ｍｍ／分、チャック間距離１０ｍｍで引っ張ったときの伸び量を測定する。試験片が破断したときの伸び量から破断伸度を求める。
The elongation at break at 23 ° C. or 60 ° C. of the film-like fired material can be measured by the following method.
A film-like fired material having a width of 10 mm, a length of 20 mm, and a thickness of 200 μm is used as a test piece, and the test piece is heated to 23 ° C. or 60 ° C., a tensile speed of 50 mm / min, and a chuck. The amount of elongation when pulled at a distance of 10 mm is measured. The elongation at break is obtained from the amount of elongation when the test piece breaks.
フィルム状焼成材料の２３℃又は６０℃における破断伸度は、フィルム状焼成材料に含まれるバインダー成分の種類や含有量により制御できる。具体的には、バインダー成分の含有量が多くなるほど、また、バインダー成分を構成する樹脂のＴｇが低くなるほど、破断伸度は高くなる傾向にある。 The elongation at break at 23 ° C. or 60 ° C. of the film-shaped firing material can be controlled by the type and content of the binder component contained in the film-shaped firing material. Specifically, the higher the content of the binder component and the lower the Tg of the resin constituting the binder component, the higher the elongation at break tends to be.
＜ガラス転移温度＞
本実施形態のフィルム状焼成材料は、焼成前のフィルム状焼成材料を構成する成分のうち、金属粒子（焼結性金属粒子及び非焼結性の金属粒子）を除いた成分のガラス転移温度（以下、「金属粒子以外の焼成材料のＴｇ」ともいう。）が３０～７０℃であることが好ましく、４０～６０℃がより好ましい。金属粒子以外の焼成材料のＴｇが上記上限値以下であることで、フィルム状焼成材料が脆くなりにくく、ダイシング時のウエハ汚染をより抑制できる。一方、金属粒子以外の焼成材料のＴｇが上記下限値以上であることで、フィルム状焼成材料が柔らかくなりすぎず、ダイシング時のチップ欠けをより抑制できる。
<Glass transition temperature>
In the film-like firing material of the present embodiment, the glass transition temperature (glass transition temperature) of the components excluding metal particles (sinterable metal particles and non-sinterable metal particles) among the components constituting the film-like firing material before firing (sintering metal particles and non-sinterable metal particles). Hereinafter, it is also referred to as “Tg of a baking material other than metal particles”), preferably 30 to 70 ° C, more preferably 40 to 60 ° C. When the Tg of the firing material other than the metal particles is not more than the above upper limit value, the film-shaped firing material is less likely to become brittle, and wafer contamination during dicing can be further suppressed. On the other hand, when the Tg of the firing material other than the metal particles is at least the above lower limit value, the film-shaped firing material does not become too soft, and chip chipping during dicing can be further suppressed.
金属粒子以外の焼成材料のＴｇは、以下の方法で測定できる。
フィルム状焼成材料から金属粒子を分離したものについて、動的機械分析装置を用いて貯蔵弾性率Ｅ’と損失弾性率Ｅ”を測定し、これらの比（Ｅ”／Ｅ’）であるｔａｎδを温度に対してプロットし、ｔａｎδの極大を示す温度を焼成材料のＴｇとする。
フィルム状焼成材料から金属粒子と、金属粒子を除いた成分との分離する方法は、後述の実施例に記載した通りである。
The Tg of the firing material other than the metal particles can be measured by the following method.
For the metal particles separated from the film-shaped fired material, the storage elastic modulus E'and the loss elastic modulus E'were measured using a dynamic mechanical analyzer, and the ratio (E' / E') of these was calculated as tan δ. Plot with respect to the temperature, and let the temperature showing the maximum of tan δ be the Tg of the firing material.
The method for separating the metal particles from the film-like firing material and the components excluding the metal particles is as described in Examples described later.
焼成材料のＴｇは、フィルム状焼成材料に含まれるバインダー成分の種類により制御できる。 The Tg of the firing material can be controlled by the type of the binder component contained in the film-shaped firing material.
上記の本実施形態のフィルム状焼成材料によれば、フィルム状であるため、厚さ安定性に優れる。また、本実施形態のフィルム状焼成材料は焼結性金属粒子を含むため、熱伝導性に優れる。さらに、本実施形態のフィルム状焼成材料は、特定量の焼結性金属粒子及びバインダー成分を含み、かつ６０℃における引張弾性率が４．０～１０．０ＭＰａであり、６０℃における破断伸度が５００％以上である。よって、本実施形態のフィルム状焼成材料は適度な硬さと靱性を備えたものとなり、ダイシング時にブレードの摩擦によりチップが振動したり、フィルム状焼成材料の削りカスが発生したりしにくいため、チップ欠け及びウエハ汚染を抑制でき、ダイシング適性に優れる。 According to the film-like firing material of the present embodiment described above, since it is in the form of a film, it is excellent in thickness stability. Further, since the film-like firing material of the present embodiment contains sinterable metal particles, it is excellent in thermal conductivity. Further, the film-like fired material of the present embodiment contains a specific amount of sinterable metal particles and a binder component, has a tensile elastic modulus at 60 ° C. of 4.0 to 10.0 MPa, and has a breaking elongation at 60 ° C. Is 500% or more. Therefore, the film-shaped firing material of the present embodiment has appropriate hardness and toughness, and the tip is less likely to vibrate due to the friction of the blade during dicing, and shavings of the film-shaped firing material are unlikely to be generated. It can suppress chipping and wafer contamination, and has excellent dicing suitability.
フィルム状焼成材料は、少なくとも一方の側（表面）に支持シートが設けられた、支持シート付フィルム状焼成材料とすることができる。
支持シート付フィルム状焼成材料の詳細は、後述する。
The film-shaped firing material can be a film-shaped firing material with a support sheet provided with a support sheet on at least one side (surface).
Details of the film-like firing material with a support sheet will be described later.
≪フィルム状焼成材料の製造方法≫
フィルム状焼成材料は、その構成材料を含有する焼成材料組成物を用いて形成できる。例えば、フィルム状焼成材料の形成対象面に、フィルム状焼成材料を構成するための各成分及び溶媒を含む焼成材料組成物を塗工又は印刷し、必要に応じて溶媒を揮発させることで、目的とする部位にフィルム状焼成材料を形成できる。
フィルム状焼成材料の形成対象面としては、剥離フィルムの表面が挙げられる。
≪Manufacturing method of film-like firing material≫
The film-like firing material can be formed by using a firing material composition containing the constituent material. For example, the purpose is to coat or print a firing material composition containing each component and a solvent for constituting the film-shaped firing material on the surface to be formed of the film-shaped firing material, and volatilize the solvent as necessary. A film-like firing material can be formed at the site to be used.
Examples of the surface to be formed of the film-shaped fired material include the surface of a release film.
焼成材料組成物を塗工する場合、溶媒としては沸点が２００℃未満のものが好ましく、例えばｎ－ヘキサン（沸点：６８℃）、酢酸エチル（沸点：７７℃）、２－ブタノン（沸点：８０℃）、ｎ－ヘプタン（沸点：９８℃）、メチルシクロヘキサン（沸点：１０１℃）、トルエン（沸点：１１１℃）、アセチルアセトン（沸点：１３８℃）、ｎ－キシレン（沸点：１３９℃）及びジメチルホルムアミド（沸点：１５３℃）などが挙げられる。これらは単独で使用してもよく、また組み合わせて使用してもよい。 When coating the calcined material composition, the solvent preferably has a boiling point of less than 200 ° C., for example, n-hexane (boiling point: 68 ° C.), ethyl acetate (boiling point: 77 ° C.), 2-butanone (boiling point: 80 ° C.). ° C.), n-heptane (boiling point: 98 ° C.), methylcyclohexane (boiling point: 101 ° C.), toluene (boiling point: 111 ° C.), acetylacetone (boiling point: 138 ° C.), n-xylene (boiling point: 139 ° C.) and dimethylformamide. (Boiling point: 153 ° C.) and the like. These may be used alone or in combination.
焼成材料組成物の塗工は、公知の方法で行えばよく、例えばエアーナイフコーター、ブレードコーター、バーコーター、グラビアコーター、コンマコーター（登録商標）、ロールコーター、ロールナイフコーター、カーテンコーター、ダイコーター、ナイフコーター、スクリーンコーター、マイヤーバーコーター、キスコーター等の各種コーターを用いる方法が挙げられる。 The coating of the fired material composition may be carried out by a known method, for example, an air knife coater, a blade coater, a bar coater, a gravure coater, a comma coater (registered trademark), a roll coater, a roll knife coater, a curtain coater, and a die coater. , A method using various coaters such as a knife coater, a screen coater, a Meyer bar coater, and a kiss coater.
焼成材料組成物を印刷する場合、溶媒としては印刷後に揮発乾燥することができるものであればよく、沸点が６５～３５０℃であることが好ましい。このような溶媒としては、先に例示した沸点が２００℃未満の溶媒や、イソホロン（沸点：２１５℃）、ブチルカルビトール（沸点：２３０℃）、１‐デカノール（沸点：２３３℃）、ブチルカルビトールアセタート（沸点：２４７℃）、イソボルニルシクロヘキサノール（沸点：３１８℃）などが挙げられる。
沸点が３５０℃を上回ると、印刷後の揮発乾燥にて溶媒が揮発しにくくなり、所望の形状を確保することが困難となったり、焼成時に溶媒がフィルム内に残存してしまい、接合接着性を劣化させたりする可能性がある。沸点が６５℃を下回ると印刷時に揮発してしまい、厚さの安定性が損なわれてしまう恐れがある。沸点が２００～３５０℃の溶媒を用いれば、印刷時の溶媒の揮発による粘度上昇を抑えることができ、印刷適性を得ることができる。
When printing the calcined material composition, the solvent may be any solvent that can be volatilized and dried after printing, and the boiling point is preferably 65 to 350 ° C. Examples of such a solvent include the above-exemplified solvent having a boiling point of less than 200 ° C., isophorone (boiling point: 215 ° C.), butyl carbitol (boiling point: 230 ° C.), 1-decanol (boiling point: 233 ° C.), and butyl carbi. Examples thereof include tall acetate (boiling point: 247 ° C.) and isobornylcyclohexanol (boiling point: 318 ° C.).
If the boiling point exceeds 350 ° C, the solvent is less likely to volatilize due to volatilization and drying after printing, making it difficult to secure the desired shape, or the solvent remains in the film during firing, resulting in bonding adhesiveness. May deteriorate. If the boiling point is lower than 65 ° C., it will volatilize during printing, and the stability of the thickness may be impaired. If a solvent having a boiling point of 200 to 350 ° C. is used, it is possible to suppress an increase in viscosity due to volatilization of the solvent during printing, and printability can be obtained.
焼成材料組成物の印刷は、公知の印刷方法で行うことができ、例えば、フレキソ印刷等の凸版印刷、グラビア印刷等の凹版印刷、オフセット印刷等の平板印刷、シルクスクリーン印刷やロータリースクリーン印刷等のスクリーン印刷、インクジェットプリンタ等の各種プリンタによる印刷などの方法が挙げられる。 Printing of the fired material composition can be performed by a known printing method, for example, letterpress printing such as flexo printing, concave printing such as gravure printing, flat plate printing such as offset printing, silk screen printing, rotary screen printing and the like. Examples include screen printing and printing with various printers such as inkjet printers.
フィルム状焼成材料の形状は、焼結接合の対象の形状に合わせて適宜設定すればよく、円形又は矩形が好ましい。円形は半導体ウエハの形状に対応した形状である。矩形はチップの形状に対応した形状である。対応した形状とは、焼結接合の対象の形状と同形状又は略同形状であってよい。
フィルム状焼成材料が円形である場合、円の面積は、３．５～１，６００ｃｍ２であってよく、８５～１，４００ｃｍ２であってよい。フィルム状焼成材料が矩形である場合、矩形の面積は、０．０１～２５ｃｍ２であってよく、０．２５～９ｃｍ２であってよい。 特に、焼成材料組成物を印刷すれば、所望の形状のフィルム状焼成材料を形成しやすい。
The shape of the film-shaped fired material may be appropriately set according to the shape of the object to be sintered and joined, and is preferably circular or rectangular. The circular shape corresponds to the shape of the semiconductor wafer. The rectangle is a shape corresponding to the shape of the chip. The corresponding shape may be the same shape as or substantially the same shape as the shape of the object to be sintered and joined.
When the film-shaped firing material is circular, the area of the circle may be 3.5 to 1,600 cm 2 and may be 85 to 1,400 cm 2 . When the film-like firing material is rectangular, the area of the rectangle may be 0.01 to 25 cm 2 and may be 0.25 to 9 cm 2 . In particular, if the firing material composition is printed, it is easy to form a film-shaped firing material having a desired shape.
焼成材料組成物の乾燥条件は、特に限定されないが、焼成材料組成物が溶媒を含有している場合、加熱乾燥させることが好ましく、この場合、例えば７０～２５０℃、例えば８０～１８０℃で、１０秒～１０分間の条件で乾燥させることが好ましい。 The drying conditions of the calcined material composition are not particularly limited, but when the calcined material composition contains a solvent, it is preferably heat-dried, in which case, for example, at 70 to 250 ° C., for example, 80 to 180 ° C. It is preferable to dry under the condition of 10 seconds to 10 minutes.
≪支持シート付フィルム状焼成材料≫
本実施形態の支持シート付フィルム状焼成材料は、上述したフィルム状焼成材料と、前記フィルム状焼成材料の少なくとも一方の側（表面）に設けられた支持シートと、を備える。前記支持シートは、基材フィルム上の全面もしくは外周部に粘着剤層が設けられたものであり、前記粘着剤層上に、前記フィルム状焼成材料が設けられていることが好ましい。前記フィルム状焼成材料は、粘着剤層に直接接触して設けられてもよく、基材フィルムに直接接触して設けられてもよい。本形態をとることで、半導体ウエハをチップに個片化する際に使用するダイシングシートとして使用することができる。且つブレード等を用いて半導体ウエハと一緒に個片化することでチップと同形のフィルム状焼成材料として加工することができ、且つフィルム状焼成材料付チップを製造することができる。
≪Film-like firing material with support sheet≫
The film-shaped firing material with a support sheet of the present embodiment includes the above-mentioned film-shaped firing material and a support sheet provided on at least one side (surface) of the film-shaped firing material. The support sheet is provided with an adhesive layer on the entire surface or the outer peripheral portion of the base film, and it is preferable that the film-like firing material is provided on the adhesive layer. The film-like firing material may be provided in direct contact with the pressure-sensitive adhesive layer, or may be provided in direct contact with the base film. By adopting this embodiment, it can be used as a dicing sheet used when the semiconductor wafer is fragmented into chips. Further, by using a blade or the like to separate the chips together with the semiconductor wafer, it can be processed as a film-shaped firing material having the same shape as the chip, and a chip with a film-shaped firing material can be manufactured.
以下、支持シート付フィルム状焼成材料の一実施形態について説明する。図２及び図３に、本実施形態の支持シート付フィルム状焼成材料の概略断面図を示す。図２、図３に示すように、本実施形態の支持シート付フィルム状焼成材料１００ａ，１００ｂは、外周部に粘着部を有する支持シート２の内周部に、フィルム状焼成材料１が剥離可能に仮着されてなる。支持シート２は、図２に示すように、基材フィルム３の上面に粘着剤層４を有する粘着シートであり、該粘着剤層４の内周部表面が、フィルム状焼成材料に覆われて、外周部に粘着部が露出した構成になる。また、図３に示すように、支持シート２は、基材フィルム３の外周部にリング状の粘着剤層４を有する構成であってもよい。
Hereinafter, an embodiment of a film-like firing material with a support sheet will be described. 2 and 3 show schematic cross-sectional views of the film-shaped fired material with a support sheet according to the present embodiment. As shown in FIGS. 2 and 3, in the film-shaped
フィルム状焼成材料１は、支持シート２の内周部に、貼付されるワーク（半導体ウエハ等）と略同形状に形成されてなる。支持シート２の外周部には粘着部を有する。好ましい態様では、支持シート２よりも小径のフィルム状焼成材料１が、円形の支持シート２上に同心円状に積層されている。外周部の粘着部は、図示したように、リングフレーム５の固定に用いられる。
The film-shaped
（基材フィルム）
基材フィルム３としては、特に限定されず、例えば低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、直鎖低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ），エチレン・プロピレン共重合体、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリブタジエン、ポリメチルペンテン、エチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・（メタ）アクリル酸共重合体、エチレン・（メタ）アクリル酸メチル共重合体、エチレン・（メタ）アクリル酸エチル共重合体、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル・酢酸ビニル共重合体、ポリウレタンフィルム、アイオノマー等からなるフィルムなどが用いられる。なお、本明細書において「（メタ）アクリル」は、アクリル及びメタクリルの両者を含む意味で用いる。
また支持シートに対してより高い耐熱性が求められる場合には、基材フィルム３としては、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、ポリエチレンナフタレートなどのポリエステルフィルム、ポリプロピレン、ポリメチルペンテンなどのポリオレフィンフィルム等が挙げられる。また、これらの架橋フィルムや放射線・放電等による改質フィルムも用いることができる。基材フィルムは上記フィルムの積層体であってもよい。
(Base film)
The
When higher heat resistance is required for the support sheet, the
また、これらのフィルムは、２種類以上を積層したり、組み合わせて用いたりすることもできる。さらに、これらフィルムを着色したもの、あるいは印刷を施したもの等も使用することができる。また、フィルムは熱可塑性樹脂を押出形成によりシート化したものであってもよく、延伸されたものであってもよく、硬化性樹脂を所定手段により薄膜化、硬化してシート化したものが使われてもよい。 Further, these films may be used by laminating or combining two or more kinds of films. Further, colored films, printed films, and the like can also be used. Further, the film may be a sheet obtained by extrusion-forming a thermoplastic resin, or may be a stretched film, and a curable resin thinned by a predetermined means and cured to form a sheet is used. You may be broken.
基材フィルムの厚さは特に限定されず、好ましくは３０～３００μｍ、より好ましくは５０～２００μｍである。基材フィルムの厚さを上記範囲とすることで、ダイシングによる切り込みが行われても基材フィルムの断裂が起こりにくい。また、支持シート付フィルム状焼成材料に充分な可とう性が付与されるため、ワーク（例えば半導体ウエハ等）に対して良好な貼付性を示す。 The thickness of the base film is not particularly limited, and is preferably 30 to 300 μm, more preferably 50 to 200 μm. By setting the thickness of the base film within the above range, tearing of the base film is unlikely to occur even if the cutting is performed by dicing. Further, since the film-shaped fired material with a support sheet is imparted with sufficient flexibility, it exhibits good adhesiveness to a work (for example, a semiconductor wafer or the like).
基材フィルムは、表面に剥離剤を塗布して剥離処理を施すことで得ることもできる。剥離処理に用いられる剥離剤としては、アルキッド系、シリコーン系、フッ素系、不飽和ポリエステル系、ポリオレフィン系、ワックス系などが用いられるが、特にアルキッド系、シリコーン系、フッ素系の剥離剤が耐熱性を有するので好ましい。 The base film can also be obtained by applying a release agent to the surface and performing a release treatment. As the peeling agent used for the peeling treatment, alkyd-based, silicone-based, fluorine-based, unsaturated polyester-based, polyolefin-based, wax-based, etc. are used, but alkyd-based, silicone-based, and fluorine-based stripping agents are particularly heat-resistant. It is preferable because it has.
上記の剥離剤を用いて基材フィルムの表面を剥離処理するためには、剥離剤をそのまま無溶剤で、又は溶剤希釈やエマルション化して、グラビアコーター、メイヤーバーコーター、エアーナイフコーター、ロールコーターなどにより塗布して、剥離剤が塗布された基材フィルムを常温下又は加熱下に供するか、又は電子線により硬化させたり、ウェットラミネーションやドライラミネーション、熱溶融ラミネーション、溶融押出ラミネーション、共押出加工などで積層体を形成したりすればよい。 In order to peel off the surface of the base film using the above release agent, the release agent can be used as it is without solvent, or diluted or emulsified with a solvent to gravure coater, Mayer bar coater, air knife coater, roll coater, etc. The base film coated with the release agent is subjected to normal temperature or heating, or cured by an electron beam, wet lamination, dry lamination, heat melt lamination, melt extrusion lamination, co-extrusion processing, etc. It suffices to form a laminated body with.
（粘着剤層）
支持シート２は、少なくともその外周部に粘着部を有する。粘着部は、支持シート付フィルム状焼成材料１００ａ，１００ｂの外周部において、リングフレーム５を一時的に固定する機能を有し、所要の工程後にはリングフレーム５が剥離可能であることが好ましい。したがって、粘着剤層４には、弱粘着性のものを使用してもよいし、エネルギー線照射により粘着力が低下するエネルギー線硬化性のものを使用してもよい。再剥離性粘着剤層は、公知の種々の粘着剤（例えば、ゴム系、アクリル系、シリコーン系、ウレタン系、ビニルエーテル系などの汎用粘着剤、表面凹凸のある粘着剤、エネルギー線硬化型粘着剤、熱膨張成分含有粘着剤等）により形成できる。
(Adhesive layer)
The
支持シート２は、図２に示すように、基材フィルム３の上側全面に粘着剤層４を有する通常の構成の粘着シートであり、該粘着剤層４の内周部表面が、フィルム状焼成材料に覆われて、外周部に粘着部が露出した構成であってもよい。この場合、粘着剤層４の外周部は、上記したリングフレーム５の固定に使用され、内周部には、フィルム状焼成材料が剥離可能に積層される。粘着剤層４としては、上記と同様に、弱粘着性のものを使用してもよいし、またエネルギー線硬化性粘着剤を使用してもよい。
As shown in FIG. 2, the
また、図３に示した構成では、基材フィルム３の外周部にリング状の粘着剤層４を形成し、粘着部とする。この際、粘着剤層４は、上記粘着剤からなる単層粘着剤層であってもよく、上記粘着剤からなる粘着剤層を含む両面粘着テープを環状に切断したものであってもよい。
Further, in the configuration shown in FIG. 3, a ring-shaped
弱粘着剤としては、アクリル系、シリコーン系が好ましく用いられる。また、フィルム状焼成材料の剥離性を考慮して、粘着剤層４の２３℃でのＳＵＳ板への粘着力は、３０～１２０ｍＮ／２５ｍｍであることが好ましく、５０～１００ｍＮ／２５ｍｍであることがさらに好ましく、６０～９０ｍＮ／２５ｍｍであることがより好ましい。この粘着力が低すぎると、リングフレームが脱落することがある。また粘着力が高過ぎると、リングフレームからの剥離が困難となり、リングフレームを再利用しにくくなる。
As the weak adhesive, acrylic type and silicone type are preferably used. Further, in consideration of the peelability of the film-shaped fired material, the adhesive force of the pressure-
図２の構成の支持シートにおいて、エネルギー線硬化性の再剥離性粘着剤層を用いる場合、フィルム状焼成材料が積層される領域に予めエネルギー線照射を行い、粘着性を低減させておいてもよい。この際、他の領域はエネルギー線照射を行わず、例えばリングフレーム５への接着を目的として、粘着力を高いまま維持しておいてもよい。他の領域のみにエネルギー線照射を行わないようにするには、例えば基材フィルムの他の領域に対応する領域に印刷等によりエネルギー線遮蔽層を設け、基材フィルム側からエネルギー線照射を行えばよい。また、図２の構成の支持シートでは、基材フィルム３と粘着剤層４との接着を強固にするため、基材フィルム３の粘着剤層４が設けられる面には、所望により、サンドブラストや溶剤処理などによる凹凸化処理、あるいはコロナ放電処理、電子線照射、プラズマ処理、オゾン・紫外線照射処理、火炎処理、クロム酸処理、熱風処理などの酸化処理などを施すことができる。また、プライマー処理を施すこともできる。
When the energy ray-curable removable pressure-sensitive adhesive layer is used in the support sheet having the configuration shown in FIG. 2, the region where the film-shaped fired material is laminated may be irradiated with energy rays in advance to reduce the adhesiveness. good. At this time, the other regions may not be irradiated with energy rays, and the adhesive strength may be maintained high for the purpose of adhesion to the
粘着剤層４の厚さは特に限定されないが、好ましくは１～１００μｍ、さらに好ましくは２～８０μｍ、特に好ましくは３～５０μｍである。
The thickness of the pressure-
（支持シート付フィルム状焼成材料）
支持シート付フィルム状焼成材料は、外周部に粘着部を有する支持シートの内周部にフィルム状焼成材料が剥離可能に仮着されてなる。図２で示した構成例では、支持シート付フィルム状焼成材料１００ａは、基材フィルム３と粘着剤層４とからなる支持シート２の内周部にフィルム状焼成材料１が剥離可能に積層され、支持シート２の外周部に粘着剤層４が露出している。この構成例では、支持シート２よりも小径のフィルム状焼成材料１が、支持シート２の粘着剤層４上に同心円状に剥離可能に積層されていることが好ましい。
(Film-shaped firing material with support sheet)
The film-shaped firing material with a support sheet is formed by temporarily attaching the film-shaped firing material to the inner peripheral portion of the support sheet having an adhesive portion on the outer peripheral portion so as to be peelable. In the configuration example shown in FIG. 2, in the film-shaped
上記構成の支持シート付フィルム状焼成材料１００ａは、支持シート２の外周部に露出した粘着剤層４において、リングフレーム５に貼付される。
The film-shaped
また、リングフレームに対する糊しろ（粘着シートの外周部における露出した粘着剤層）上に、さらに環状の両面テープ若しくは粘着剤層を別途設けてもよい。両面テープは粘着剤層／芯材／粘着剤層の構成を有し、両面テープにおける粘着剤層は特に限定されず、たとえばゴム系、アクリル系、シリコーン系、ポリビニルエーテル等の粘着剤が用いられる。粘着剤層は、後述するチップ付基板を製造する際に、その外周部においてリングフレームに貼付される。両面テープの芯材としては、例えば、ポリエステルフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリイミドフィルム、フッ素樹脂フィルム、液晶ポリマーフィルム等が好ましく用いられる。 Further, an annular double-sided tape or an adhesive layer may be separately provided on the glue margin (exposed adhesive layer on the outer peripheral portion of the adhesive sheet) for the ring frame. The double-sided tape has a structure of a pressure-sensitive adhesive layer / core material / pressure-sensitive adhesive layer, and the pressure-sensitive adhesive layer in the double-sided tape is not particularly limited, and for example, a pressure-sensitive adhesive such as rubber-based, acrylic-based, silicone-based, or polyvinyl ether is used. .. The pressure-sensitive adhesive layer is attached to the ring frame at the outer peripheral portion thereof when the substrate with a chip described later is manufactured. As the core material of the double-sided tape, for example, a polyester film, a polypropylene film, a polycarbonate film, a polyimide film, a fluororesin film, a liquid crystal polymer film and the like are preferably used.
図３で示した構成例では、基材フィルム３の外周部にリング状の粘着剤層４を形成し、粘着部とする。図４に、図３で示す支持シート付フィルム状焼成材料１００ｂの斜視図を示す。この際、粘着剤層４は、上記粘着剤からなる単層粘着剤層であってもよく、上記粘着剤からなる粘着剤層を含む両面粘着テープを環状に切断したものであってもよい。フィルム状焼成材料１は、粘着部に囲繞された基材フィルム３の内周部に剥離可能に積層される。この構成例では、支持シート２よりも小径のフィルム状焼成材料１が、支持シート２の基材フィルム３上に同心円状に剥離可能に積層されていることが好ましい。
In the configuration example shown in FIG. 3, a ring-shaped
支持シート付フィルム状焼成材料には、使用に供するまでの間、フィルム状焼成材料及び粘着部のいずれか一方又はその両方の表面に、外部との接触を避けるための表面保護を目的として剥離フィルムを設けてもよい。 The film-shaped fired material with a support sheet is a release film for the purpose of protecting the surface of either or both of the film-shaped fired material and the adhesive portion from contact with the outside until the material is used. May be provided.
表面保護フィルム（剥離フィルム）としては、先に挙げたポリエチレン、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、ポリエチレンナフタレート及びポリプロピレンなどの基材フィルム表面に、剥離剤を用いて上述した剥離処理を施すことで得ることもできる。剥離処理に用いられる剥離剤としては、基材フィルムの説明において先に例示した剥離剤が挙げられる。 The surface protective film (release film) can be obtained by subjecting the surface of a base film such as polyethylene, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, and polypropylene mentioned above to the above-mentioned release treatment using a release agent. You can also do it. Examples of the release agent used in the release treatment include the release agents exemplified above in the description of the base film.
支持シート付フィルム状焼成材料の厚さは、１～５００μｍが好ましく、５～３００μｍがより好ましく、１０～１５０μｍがさらに好ましい。 The thickness of the film-like fired material with a support sheet is preferably 1 to 500 μm, more preferably 5 to 300 μm, and even more preferably 10 to 150 μm.
≪支持シート付フィルム状焼成材料の製造方法≫
前記支持シート付フィルム状焼成材料は、上述の各層を対応する位置関係となるように順次積層することで製造できる。
例えば、基材フィルム上に粘着剤層又はフィルム状焼成材料を積層する場合には、剥離フィルム上に、これを構成するための成分及び溶媒を含有する粘着剤組成物又は焼成材料組成物を塗工又は印刷し、必要に応じて乾燥させ溶媒を揮発させてフィルム状とすることで、剥離フィルム上に粘着剤層又はフィルム状焼成材料をあらかじめ形成しておき、この形成済みの粘着剤層又はフィルム状焼成材料の前記剥離フィルムと接触している側とは反対側の露出面を、基材フィルムの表面と貼り合わせればよい。このとき、粘着剤組成物又は焼成材料組成物は、剥離フィルムの剥離処理面に塗工又は印刷することが好ましい。剥離フィルムは、積層構造の形成後、必要に応じて取り除けばよい。
≪Manufacturing method of film-like firing material with support sheet≫
The film-shaped fired material with a support sheet can be manufactured by sequentially laminating the above-mentioned layers so as to have a corresponding positional relationship.
For example, when a pressure-sensitive adhesive layer or a film-like firing material is laminated on a base film, a pressure-sensitive adhesive composition or a firing material composition containing a component and a solvent for constituting the pressure-sensitive adhesive layer or a film-like firing material is applied onto the release film. A pressure-sensitive adhesive layer or a film-like baking material is formed in advance on the release film by processing or printing, and if necessary, dried to volatilize the solvent to form a film, and the formed pressure-sensitive adhesive layer or The exposed surface of the film-shaped fired material on the side opposite to the side in contact with the release film may be bonded to the surface of the base film. At this time, it is preferable that the pressure-sensitive adhesive composition or the fired material composition is coated or printed on the peel-processed surface of the release film. The release film may be removed as necessary after the laminated structure is formed.
例えば、基材フィルム上に粘着剤層が積層され、前記粘着剤層上にフィルム状焼成材料が積層されてなる支持シート付フィルム状焼成材料（支持シートが基材フィルム及び粘着剤層の積層物である支持シート付フィルム状焼成材料）を製造する場合には、上述の方法で、基材フィルム上に粘着剤層を積層しておき、別途、剥離フィルム上にフィルム状焼成材料を構成するための成分及び溶媒を含有する焼成材料組成物を塗工又は印刷し、必要に応じて乾燥させ溶媒を揮発させてフィルム状とすることで、剥離フィルム上にフィルム状焼成材料を形成しておき、このフィルム状焼成材料の露出面を、基材上に積層済みの粘着剤層の露出面と貼り合わせて、フィルム状焼成材料を粘着剤層上に積層することで、支持シート付フィルム状焼成材料が得られる。剥離フィルム上にフィルム状焼成材料を形成する場合も、焼成材料組成物は、剥離フィルムの剥離処理面に塗工又は印刷することが好ましく、剥離フィルムは、積層構造の形成後、必要に応じて取り除けばよい。 For example, a film-shaped firing material with a support sheet (the support sheet is a laminate of the base film and the pressure-sensitive adhesive layer) in which the pressure-sensitive adhesive layer is laminated on the base film and the film-shaped firing material is laminated on the pressure-sensitive adhesive layer. In the case of producing the film-like firing material with a support sheet), the pressure-sensitive adhesive layer is laminated on the base film by the above-mentioned method, and the film-shaped firing material is separately formed on the release film. A film-like baking material is formed on a release film by coating or printing a baking material composition containing the above components and a solvent and drying it as necessary to volatilize the solvent to form a film. The exposed surface of the film-shaped firing material is bonded to the exposed surface of the pressure-sensitive adhesive layer already laminated on the base material, and the film-shaped firing material is laminated on the pressure-sensitive adhesive layer to form a film-shaped firing material with a support sheet. Is obtained. When forming a film-like fired material on the release film, it is preferable that the fired material composition is coated or printed on the release-treated surface of the release film, and the release film is used as necessary after forming the laminated structure. Just remove it.
このように、支持シート付フィルム状焼成材料を構成する基材以外の層はいずれも、剥離フィルム上にあらかじめ形成しておき、目的とする層の表面に貼り合わせる方法で積層できるため、必要に応じてこのような工程を採用する層を適宜選択して、支持シート付フィルム状焼成材料を製造すればよい。 In this way, all layers other than the base material constituting the film-like firing material with a support sheet can be laminated in advance by forming them on the release film and laminating them on the surface of the target layer, which is necessary. A film-like firing material with a support sheet may be produced by appropriately selecting a layer that employs such a process.
なお、支持シート付フィルム状焼成材料は、必要な層をすべて設けた後、その支持シートとは反対側の最表層の表面に、剥離フィルムが貼り合わされた状態で保管されてよい。 The film-like fired material with a support sheet may be stored in a state where a release film is attached to the surface of the outermost layer on the opposite side of the support sheet after all the necessary layers are provided.
≪チップ付基板の製造方法≫
次に本発明に係る支持シート付フィルム状焼成材料の利用方法について、該焼成材料をチップ付基板の製造に適用した場合を例にとって説明する。
≪Manufacturing method of board with chip≫
Next, a method of using the film-shaped firing material with a support sheet according to the present invention will be described by taking as an example the case where the firing material is applied to the production of a substrate with chips.
本発明の一実施形態として、支持シート付フィルム状焼成材料を用いたチップ付基板の製造方法は、支持シート付フィルム状焼成材料の剥離フィルムを剥離し、半導体ウエハ（ワーク）の裏面に、支持シート付フィルム状焼成材料を貼付し、以下の工程（１）～（２）を、（１）、（２）の順で行ってもよく、以下の工程（１）～（４）を、（１）、（２）、（３）、（４）の順で行ってもよい。 As one embodiment of the present invention, in the method of manufacturing a substrate with a chip using a film-shaped firing material with a support sheet, the release film of the film-shaped firing material with a support sheet is peeled off and supported on the back surface of the semiconductor wafer (work). The film-like firing material with a sheet may be attached, and the following steps (1) to (2) may be performed in the order of (1) and (2), and the following steps (1) to (4) may be performed (1) to (4). 1), (2), (3), and (4) may be performed in this order.
工程（１）：支持シート、フィルム状焼成材料、及び半導体ウエハ（ワーク）がこの順に積層された積層体の、半導体ウエハ（ワーク）とフィルム状焼成材料とをダイシングする工程、
工程（２）：フィルム状焼成材料と、支持シートとを剥離し、フィルム状焼成材料付チップを得る工程、
工程（３）：基板の表面に、フィルム状焼成材料付チップを貼付する工程、
工程（４）：フィルム状焼成材料を焼成し、チップと基板とを接合する工程。
Step (1): A step of dicing a semiconductor wafer (work) and a film-shaped firing material of a laminate in which a support sheet, a film-shaped firing material, and a semiconductor wafer (work) are laminated in this order.
Step (2): A step of peeling off the film-shaped firing material and the support sheet to obtain a chip with a film-shaped firing material.
Step (3): A step of attaching a chip with a film-like firing material to the surface of a substrate,
Step (4): A step of firing a film-like firing material and joining the chip and the substrate.
以下、上記工程（１）～（４）を行う場合について説明する。
半導体ウエハはシリコンウエハ及びシリコンカーバイドウエハであってもよく、またガリウム・砒素などの化合物半導体ウエハであってもよい。半導体ウエハの表面には、回路が形成されていてもよい。ウエハ表面への回路の形成はエッチング法、リフトオフ法などの従来汎用されている方法を含む様々な方法により行うことができる。次いで、半導体ウエハの回路面の反対面（裏面）を研削する。研削法は特に限定はされず、グラインダーなどを用いた公知の手段で研削してもよい。裏面研削時には、表面の回路を保護するために回路面に、表面保護シートと呼ばれる粘着シートを貼付する。裏面研削は、ウエハの回路面側（すなわち表面保護シート側）をチャックテーブル等により固定し、回路が形成されていない裏面側をグラインダーにより研削する。ウエハの研削後の厚さは特に限定はされないが、通常は２０～５００μｍ程度である。その後、必要に応じ、裏面研削時に生じた破砕層を除去する。破砕層の除去は、ケミカルエッチングや、プラズマエッチングなどにより行われる。
Hereinafter, the case where the above steps (1) to (4) are performed will be described.
The semiconductor wafer may be a silicon wafer or a silicon carbide wafer, or may be a compound semiconductor wafer such as gallium arsenide or arsenide. A circuit may be formed on the surface of the semiconductor wafer. The circuit can be formed on the wafer surface by various methods including a conventionally used method such as an etching method and a lift-off method. Next, the opposite surface (back surface) of the circuit surface of the semiconductor wafer is ground. The grinding method is not particularly limited, and grinding may be performed by a known means using a grinder or the like. At the time of backside grinding, an adhesive sheet called a surface protection sheet is attached to the circuit surface in order to protect the circuit on the surface. In the back surface grinding, the circuit surface side (that is, the surface protection sheet side) of the wafer is fixed by a chuck table or the like, and the back surface side in which the circuit is not formed is ground by a grinder. The thickness of the wafer after grinding is not particularly limited, but is usually about 20 to 500 μm. Then, if necessary, the crushed layer generated during backside grinding is removed. The crushed layer is removed by chemical etching, plasma etching, or the like.
次いで、半導体ウエハの裏面に、上記支持シート付フィルム状焼成材料のフィルム状焼成材料を貼付する。その後、工程（１）～（４）を（１）、（２）、（３）、（４）の順で行う。 Next, the film-shaped firing material of the film-shaped firing material with a support sheet is attached to the back surface of the semiconductor wafer. After that, steps (1) to (4) are performed in the order of (1), (2), (3), and (4).
半導体ウエハ／フィルム状焼成材料／支持シートの積層体を、ウエハ表面に形成された回路毎にダイシングし、チップ／フィルム状焼成材料／支持シートの積層体を得る。ダイシングは、半導体ウエハとフィルム状焼成材料をともに切断するように行われる。本実施形態の支持シート付フィルム状焼成材料によれば、ダイシング時においてフィルム状焼成材料と支持シートの間で粘着力が発揮されるため、チップ欠けやチップ飛びを防止することができ、ダイシング適性に優れる。ダイシングは特に限定はされず、一例として、半導体ウエハのダイシング時には支持シートの周辺部（支持体の外周部）をリングフレームにより固定した後、ダイシングブレードなどの回転丸刃を用いるなどの公知の手法により半導体ウエハの個片化を行う方法などが挙げられる。ダイシングによる支持シートへの切り込み深さは、フィルム状焼成材料を完全に切断していてよく、フィルム状焼成材料と支持シートとの界面から０～３０μｍとすることが好ましい。支持シートへの切り込み量を小さくすることで、ダイシングブレードの摩擦による支持シートを構成する粘着剤層や基材フィルムの溶融や、バリ等の発生を抑制することができる。また、本実施形態の支持シート付フィルム状焼成材料によれば、フィルム状焼成材料の削りカスが発生しにくいため、ウエハ汚染を抑制できる。
なお、表面に回路が形成された半導体ウエハを個片化したもの（チップ）を特に、素子又は半導体素子ともいう。
A laminate of a semiconductor wafer / film-like firing material / support sheet is diced for each circuit formed on the wafer surface to obtain a laminate of chips / film-like firing material / support sheet. Dicing is performed so as to cut both the semiconductor wafer and the film-like firing material. According to the film-shaped baking material with a support sheet of the present embodiment, since the adhesive force is exhibited between the film-shaped baking material and the support sheet during dicing, chipping and chip skipping can be prevented, and dicing suitability is achieved. Excellent for. Dicing is not particularly limited, and as an example, when dicing a semiconductor wafer, a known method such as fixing the peripheral portion of the support sheet (outer peripheral portion of the support) with a ring frame and then using a rotating round blade such as a dicing blade is used. A method of individualizing a semiconductor wafer can be mentioned. The depth of cut into the support sheet by dicing may be such that the film-shaped fired material is completely cut, and is preferably 0 to 30 μm from the interface between the film-shaped fired material and the support sheet. By reducing the amount of cut into the support sheet, it is possible to suppress the melting of the pressure-sensitive adhesive layer and the base film constituting the support sheet due to the friction of the dicing blade and the generation of burrs and the like. Further, according to the film-shaped firing material with a support sheet of the present embodiment, shavings of the film-shaped firing material are less likely to be generated, so that wafer contamination can be suppressed.
A semiconductor wafer having a circuit formed on its surface is separated into individual pieces (chips), and is particularly referred to as an element or a semiconductor element.
その後、上記支持シートをエキスパンドしてもよい。支持シートの基材フィルムとして、伸張性に優れたものを選択した場合は、支持シートは、優れたエキスパンド性を有する。ダイシングされたフィルム状焼成材料付チップをコレット等の汎用手段によりピックアップすることで、フィルム状焼成材料と支持シートとを剥離する。この結果、裏面にフィルム状焼成材料を有するチップ（フィルム状焼成材料付チップ）が得られる。 After that, the support sheet may be expanded. When a film having excellent extensibility is selected as the base film of the support sheet, the support sheet has excellent expandability. By picking up the diced chip with the film-shaped baking material by a general-purpose means such as a collet, the film-shaped baking material and the support sheet are peeled off. As a result, a chip having a film-shaped firing material on the back surface (chip with a film-shaped firing material) can be obtained.
続いて、基板の表面に、フィルム状焼成材料付チップを貼付する。基板には、リードフレームやヒートシンクなども含まれる。
次いでフィルム状焼成材料を焼成し、基板とチップとを焼結接合する。このとき、フィルム状焼成材料付チップのフィルム状焼成材料の露出面を、基板に貼付けておけば、フィルム状焼成材料を介してチップと前記基板とを焼結接合できる。
Subsequently, a chip with a film-like firing material is attached to the surface of the substrate. The board also includes a lead frame, a heat sink, and the like.
Next, the film-shaped firing material is fired, and the substrate and the chip are sintered and joined. At this time, if the exposed surface of the film-shaped firing material of the chip with the film-shaped firing material is attached to the substrate, the chip and the substrate can be sintered and joined via the film-shaped firing material.
フィルム状焼成材料を焼成する加熱温度は、フィルム状焼成材料の種類等を考慮して適宜定めればよいが、１００～６００℃が好ましく、１５０～５５０℃がより好ましく、２５０～５００℃がさらに好ましい。加熱時間は、フィルム状焼成材料の種類等を考慮して適宜定めればよいが、５秒～６０分間が好ましく、５秒～３０分間がより好ましく、１０秒～１０分間がさらに好ましい。 The heating temperature for firing the film-shaped firing material may be appropriately determined in consideration of the type of the film-shaped firing material, but is preferably 100 to 600 ° C, more preferably 150 to 550 ° C, and further preferably 250 to 500 ° C. preferable. The heating time may be appropriately determined in consideration of the type of the film-shaped firing material and the like, but is preferably 5 seconds to 60 minutes, more preferably 5 seconds to 30 minutes, still more preferably 10 seconds to 10 minutes.
フィルム状焼成材料の焼成は、フィルム状焼成材料に圧をかけて焼成する加圧焼成を行ってもよい。加圧条件は、一例として、１～５０ＭＰａ程度とすることができる。 The film-shaped firing material may be fired under pressure by applying pressure to the film-shaped firing material. The pressurizing condition can be, for example, about 1 to 50 MPa.
本実施形態のチップ付基板の製造方法によれば、厚さの均一性の高いフィルム状焼成材料を、チップ裏面に簡便に形成でき、ダイシング工程やパッケージングの後のクラックが発生しにくくなる。また、本実施形態のチップ付基板の製造方法によれば、個別化されたチップ裏面に、フィルム状焼成材料を個別に貼り付けることなくフィルム状焼成材料付チップを得ることができ、製造工程の簡略化が図れる。そして、フィルム状焼成材料付チップを、所望の基板上に配置して焼成することでフィルム状焼成材料を介してチップと基板とが焼結接合されたチップ付基板を製造することができる。本実施形態のチップ付基板の製造方法で用いる本発明のフィルム状焼成材料は、適度な硬さと靱性を備えているので、ダイシング時にブレードの摩擦によりチップが振動したり、フィルム状焼成材料の削りカスが発生したりしにくいため、チップ欠け及びウエハ汚染を抑制できる。 According to the method for manufacturing a substrate with a chip of the present embodiment, a film-like fired material having a high uniformity in thickness can be easily formed on the back surface of the chip, and cracks after a dicing step or packaging are less likely to occur. Further, according to the method for manufacturing a substrate with a chip of the present embodiment, it is possible to obtain a chip with a film-shaped firing material without individually attaching a film-shaped firing material to the back surface of the individualized chip, and it is possible to obtain a chip with a film-shaped firing material in the manufacturing process. It can be simplified. Then, by arranging the chip with a film-shaped firing material on a desired substrate and firing it, it is possible to manufacture a substrate with a chip in which the chip and the substrate are sintered and bonded via the film-shaped firing material. Since the film-shaped firing material of the present invention used in the method for manufacturing a substrate with chips of the present invention has appropriate hardness and toughness, the chips may vibrate due to the friction of the blade during dicing, or the film-shaped firing material may be scraped. Since it is difficult for scraps to be generated, chipping and wafer contamination can be suppressed.
一実施形態として、チップと、本発明のフィルム状焼成材料とを備える、フィルム状焼成材料付チップが得られる。フィルム状焼成材料付チップは、一例として、上記のチップ付基板の製造方法により製造できる。 As one embodiment, a chip with a film-shaped firing material, which comprises the chip and the film-shaped firing material of the present invention, can be obtained. As an example, the chip with a film-shaped firing material can be manufactured by the above-mentioned method for manufacturing a substrate with a chip.
なお、上記実施形態では、フィルム状焼成材料のチップとその基板との焼結接合について例示したが、フィルム状焼成材料の焼結接合対象は、上記に例示したものに限定されず、フィルム状焼成材料と接触して焼結させた種々の物品に対し、焼結接合が可能である。 In the above embodiment, the sintering and joining of the chip of the film-shaped firing material and the substrate thereof has been exemplified, but the target of the sintering and joining of the film-shaped firing material is not limited to the above-exemplified one, and the film-shaped firing is not limited to the above. Sintered bonding is possible for various articles that have been sintered in contact with the material.
また、上記実施形態では、ブレード等を用いて半導体ウエハと一緒に個片化することでチップと同形のフィルム状焼成材料として加工することができ、且つフィルム状焼成材料付チップを製造することができる。すなわち、フィルム状焼成材料付チップにおいて、フィルム状焼成材料の接触面とチップの接触面の大きさ（面積）は同じであるが、これらは異なっていてもよい。例えば、フィルム状焼成材料の接触面がチップの接触面よりも大きい状態で、基板とチップとをフィルム状焼成材料を介して貼り合せてもよい。具体的には、基板に所望の大きさのフィルム状焼成材料を配置しておき、該フィルム状焼成材料よりも接触面が小さいチップをフィルム状焼成材料上に貼り付けてもよい。 Further, in the above embodiment, the chip can be processed as a film-shaped firing material having the same shape as the chip by being individualized together with the semiconductor wafer by using a blade or the like, and the chip with the film-shaped firing material can be manufactured. can. That is, in the chip with the film-shaped firing material, the size (area) of the contact surface of the film-shaped firing material and the contact surface of the chip are the same, but they may be different. For example, the substrate and the chip may be bonded to each other via the film-shaped firing material in a state where the contact surface of the film-shaped firing material is larger than the contact surface of the chip. Specifically, a film-shaped firing material having a desired size may be placed on the substrate, and a chip having a smaller contact surface than the film-shaped firing material may be attached onto the film-shaped firing material.
以下、実施例等により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例等に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and the like, but the scope of the present invention is not limited to these Examples and the like.
≪実施例１～３、比較例１～３≫
＜焼成材料組成物の製造＞
焼成材料組成物の製造に用いた成分を以下に示す。ここでは、粒子径１００ｎｍ以下の金属粒子について「焼結性金属粒子」と表記している。
<< Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3 >>
<Manufacturing of firing material composition>
The components used in the production of the calcined material composition are shown below. Here, metal particles having a particle diameter of 100 nm or less are referred to as “sinterable metal particles”.
（焼結性金属粒子内包ペースト材料）
・アルコナノ銀ペーストＡＮＰ－１（有機被覆複合銀ナノペースト、応用ナノ粒子研究所社製：アルコール誘導体被覆銀粒子、金属含有量７０質量％以上、平均粒径１００ｎｍ以下の銀粒子（焼結性金属粒子）６０質量％以上）
・アルコナノ銀ペーストＡＮＰ－４（有機被覆複合銀ナノペースト、応用ナノ粒子研究所社製：アルコール誘導体被覆銀粒子、金属含有量８０質量％以上、平均粒径１００ｎｍ以下の銀粒子（焼結性金属粒子）２５質量％以上）
(Sinterable metal particle inclusion paste material)
-Arconano silver paste ANP-1 (organic coated composite silver nanopaste, manufactured by Applied Nanoparticle Research Institute: alcohol derivative coated silver particles, silver particles with a metal content of 70% by mass or more and an average particle size of 100 nm or less (sinterable metal) Particles) 60% by mass or more)
-Arconano silver paste ANP-4 (organic coated composite silver nanopaste, manufactured by Applied Nanoparticle Research Institute: alcohol derivative coated silver particles, silver particles with a metal content of 80% by mass or more and an average particle size of 100 nm or less (sinterable metal) Particles) 25% by mass or more)
（バインダー成分）
・アクリル重合体１（２－エチルヘキシルメタクリレート重合体、質量平均分子量２６０，０００、Ｌ－０８１８、日本合成化学社製、ＭＥＫ希釈品、固形分５８．４質量％、Ｔｇ：－１０℃）
・アクリル重合体２（２－エチルヘキシルメタクリレート／ｎ－ブチルアクリレート共重合体、共重合質量比率４０／６０、質量平均分子量２８０，０００、Ｌ－０８１８Ｂ、日本合成化学社製、ＭＥＫ希釈品、固形分６０．０質量％、Ｔｇ：－３０℃）
・アクリル重合体３（２－エチルヘキシルメタクリレート／アクリル酸／ｔｅｒ－ブチルメタクリレート共重合体、共重合質量比率４７／１５／３８、質量平均分子量２８０，０００、Ｌ－０８１８Ｃ、日本合成化学社製、ＭＥＫ希釈品、固形分６０．０質量％、Ｔｇ：４１℃）
なお、アクリル重合体１～３のＴｇは、Ｆｏｘの式を用いた計算値である。
(Binder component)
Acrylic polymer 1 (2-ethylhexyl methacrylate polymer, mass average molecular weight 260,000, L-0818, manufactured by Nippon Synthetic Chemical Co., Ltd., MEK diluted product, solid content 58.4% by mass, Tg: -10 ° C)
Acrylic polymer 2 (2-ethylhexyl methacrylate / n-butyl acrylate copolymer, copolymer mass ratio 40/60, mass average molecular weight 280,000, L-0818B, manufactured by Nippon Synthetic Chemical Co., Ltd., MEK diluted product, solid content 60.0% by mass, Tg: -30 ° C)
Acrylic polymer 3 (2-ethylhexyl methacrylate / acrylic acid / ter-butyl methacrylate copolymer, copolymer mass ratio 47/15/38, mass average molecular weight 280,000, L-0818C, manufactured by Nippon Synthetic Chemical Co., Ltd., MEK Diluted product, solid content 60.0% by mass, Tg: 41 ° C)
The Tg of the
下記表１に示す配合で、各成分を混合し、実施例１～３及び比較例１～３に対応する焼成材料組成物を得た。表１中の各成分の値は質量部を表す。焼結性金属粒子内包ペースト材料が高沸点溶媒を含んで販売され、且つこれが塗工後もしくは乾燥後のフィルム状焼成用材料中に残存しているため、焼結性金属粒子内包ペースト材料の成分はこれらを含めて記載している。バインダー成分中の溶媒は乾燥時に揮発することを考慮し、溶媒成分を除いた固形分質量部を表す。なお、表１中のカッコ内の数値は、焼成材料組成物の総質量を１００質量％としたときの、焼成材料組成物に含まれる焼結性金属粒子の量（質量％）である。 Each component was mixed in the formulation shown in Table 1 below to obtain a calcined material composition corresponding to Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3. The value of each component in Table 1 represents a part by mass. Since the sinterable metal particle-encapsulating paste material is sold containing a high-boiling solvent and remains in the film-like baking material after coating or drying, it is a component of the sinterable metal particle-encapsulating paste material. Is described including these. Considering that the solvent in the binder component volatilizes during drying, it represents the mass portion of the solid content excluding the solvent component. The numerical value in parentheses in Table 1 is the amount (mass%) of the sinterable metal particles contained in the calcined material composition when the total mass of the calcined material composition is 100% by mass.
＜フィルム状焼成材料の製造＞
剥離フィルム（厚さ３８μｍ、ＳＰ－ＰＥＴ３８１０３１、リンテック社製）の片面に、上記で得られた焼成材料組成物を塗工し、１１０℃１０分間乾燥させることで、表１に示す厚さを有する、フィルム状焼成材料を得た。
<Manufacturing of film-like firing material>
The firing material composition obtained above is applied to one side of a release film (thickness 38 μm, SP-PET38131, manufactured by Lintec Corporation) and dried at 110 ° C. for 10 minutes to have the thickness shown in Table 1. , A film-like firing material was obtained.
＜支持シート付フィルム状焼成材料の製造＞
上記で得られたフィルム状焼成材料を剥離フィルムと共に直径１５３ｍｍの円形状にカットした。
実施例１～２及び比較例１～３では、厚さ７０μｍの基材フィルム上に厚さ１０μｍの粘着剤層が積層された支持シートとして、ダイシングシート（Ａｄｗｉｌｌ Ｇ－０１１、リンテック社製）を用い、該ダイシングシートの粘着剤層面に円形状にカットしたフィルム状焼成材料を貼付し、基材フィルム上に粘着剤層を有するダイシングシート（支持シート）の上に、円形のフィルム状焼成材料と剥離フィルムが積層された支持シート付フィルム状焼成材料を得た。
実施例３では、基材フィルムからなる支持シートとして、ポリプロピレンからなる層と、エチレン－メタクリル酸共重合物からなる層とがこの順に積層されたダイシングシート（ＨＵＳＬ１３０２、アキレス社製）を用い、該ダイシングシートのポリプロピレンからなる層面に円形状にカットしたフィルム状焼成材料を貼付し、さらに両面に粘着材層を有する両面テープ（Ｇ－０１ＤＦ、リンテック社製）の外径がリングフレーム外径と略同じで、内径がフィルム状焼成材の外径より大きいリング形状にカットされたものを、フィルム状焼成材料の外周部に貼付し、さらにこれの上に保護フィルムとして剥離フィルムを貼付した。これにより基材フィルムからなるダイシングシート（支持シート）の上に、円形のフィルム状焼成材料とフィルム状焼成材料の外側にリングフレーム保持用の両面テープが積層され、さらに全面に剥離フィルムが積層された支持シート付フィルム状焼成材料を得た。
<Manufacturing of film-like firing material with support sheet>
The film-like fired material obtained above was cut into a circular shape having a diameter of 153 mm together with the release film.
In Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 3, a dicing sheet (Adwill G-011, manufactured by Lintec Corporation) was used as a support sheet in which a pressure-sensitive adhesive layer having a thickness of 10 μm was laminated on a base film having a thickness of 70 μm. In use, a film-shaped firing material cut into a circular shape is attached to the pressure-sensitive adhesive layer surface of the dying sheet, and a circular film-shaped firing material is placed on a dying sheet (support sheet) having an adhesive layer on a base film. A film-like firing material with a support sheet on which a release film was laminated was obtained.
In Example 3, as a support sheet made of a base film, a dicing sheet (HUSL1302, manufactured by Achilles) in which a layer made of polypropylene and a layer made of an ethylene-methacrylic acid copolymer are laminated in this order is used. The outer diameter of the double-sided tape (G-01DF, manufactured by Lintec Co., Ltd.), which has a film-shaped firing material cut into a circular shape attached to the polypropylene layer surface of the dicing sheet and has adhesive layers on both sides, is abbreviated as the ring frame outer diameter. Similarly, a film having an inner diameter cut into a ring shape larger than the outer diameter of the film-shaped baking material was attached to the outer peripheral portion of the film-shaped baking material, and a release film was attached onto the outer peripheral portion of the film-shaped baking material. As a result, a circular film-shaped firing material and a double-sided tape for holding the ring frame are laminated on the outside of the film-shaped firing material on a dicing sheet (support sheet) made of a base film, and a release film is further laminated on the entire surface. A film-like firing material with a support sheet was obtained.
＜フィルム状焼成材料から焼結性金属粒子及び非焼結性の金属粒子を除いた成分の分離方法＞
焼成前のフィルム状焼成材料と、重量で約１０倍量の有機溶媒とを混合した後にこれを焼結性金属粒子及び非焼結性の金属粒子が沈降するまで、約３０分間、静置した。この上澄み液をシリンジで抜き取り、１２０℃１０分間乾燥した後の残留物を回収することで、フィルム状焼成材料から焼結性金属粒子及び非焼結性の金属粒子を除いた成分を分取した。
<Method for separating components excluding sinterable metal particles and non-sinterable metal particles from film-like fired material>
After mixing the film-like baking material before firing and an organic solvent in an amount of about 10 times by weight, this was allowed to stand for about 30 minutes until the sintered metal particles and the non-sinterable metal particles settled. .. The supernatant was withdrawn with a syringe and dried at 120 ° C. for 10 minutes, and then the residue was recovered to separate the components excluding the sintered metal particles and the non-sinterable metal particles from the film-like fired material. ..
＜フィルム状焼成材料の測定・評価＞
上記で得られたフィルム状焼成材料について、下記項目を測定及び評価した。
<Measurement / evaluation of film-like firing material>
The following items were measured and evaluated for the film-like fired material obtained above.
（厚さの測定）
ＪＩＳ Ｋ７１３０に準じて、定圧厚さ測定器（テクロック社製、製品名「ＰＧ－０２」）を用いてフィルム状焼成材料の厚さを測定した。
(Measurement of thickness)
The thickness of the film-like firing material was measured using a constant pressure thickness measuring device (manufactured by TECLOCK Co., Ltd., product name "PG-02") according to JIS K7130.
（引張弾性率及び破断伸度の測定）
剥離フィルムを剥がしたフィルム状焼成材料を厚さが２００μｍとなるように複数積層し、さらに幅１０ｍｍ、長さ２０ｍｍとなるように切断したものを引張弾性率及び破断伸度測定用の試験片とした。
得られた試験片をチャック間距離が１０ｍｍとなるように万能型引張試験機（インストロン社製、５５８１型試験機）の所定の箇所に固定した。２３℃での引張弾性率及び破断伸度を測定する場合は、２３℃で、引張速度５０ｍｍ／分で試験片を引っ張ったときの荷重と伸び量を測定した。６０℃での引張弾性率及び破断伸度を測定する場合は、付帯された加熱炉にて試験片を６０℃に加温し、引張速度５０ｍｍ／分で試験片を引っ張ったときの荷重と伸び量を測定した。伸度が０～５％の領域の引っ張り応力の傾きから引張弾性率［ＭＰａ］を求めた。また、試験片が破断したときの伸び量から破断伸度［％］を求めた。結果を表１に示す。
(Measurement of tensile modulus and elongation at break)
A plurality of film-like fired materials from which the release film was peeled off were laminated so as to have a thickness of 200 μm, and further cut to a width of 10 mm and a length of 20 mm, and used as a test piece for measuring tensile elastic modulus and breaking elongation. did.
The obtained test piece was fixed at a predetermined position on a universal tensile tester (5581 type tester manufactured by Instron) so that the distance between chucks was 10 mm. When measuring the tensile elastic modulus and the elongation at break at 23 ° C., the load and the elongation amount when the test piece was pulled at a tensile speed of 50 mm / min were measured at 23 ° C. When measuring the tensile elastic modulus and breaking elongation at 60 ° C, the test piece is heated to 60 ° C in an attached heating furnace, and the load and elongation when the test piece is pulled at a tensile speed of 50 mm / min. The amount was measured. The tensile elastic modulus [MPa] was determined from the slope of the tensile stress in the region where the elongation was 0 to 5%. In addition, the elongation at break [%] was determined from the amount of elongation when the test piece broke. The results are shown in Table 1.
（ガラス転移温度の測定）
上記の方法でフィルム状焼成材料から焼結性金属粒子及び非焼結性の金属粒子を除いた成分を分離した。
焼成前のフィルム状焼成材料を構成する成分のうち、金属粒子を除いた成分をＭＥＫ（メチルエチルケトン）に溶融し、剥離処理が施されたＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルム上に塗工し、乾燥させてＭＥＫを揮発させることにより、ガラス転移温度測定用のフィルムを作製した。
得られたガラス転移温度測定用のフィルムについて、動的機械分析装置（ＴＡインスツルメンツ社製、製品名「ＤＭＡ Ｑ８００」）を用い、昇温速度１０℃／分の条件で１５０℃まで昇温し、貯蔵弾性率Ｅ’と損失弾性率Ｅ”を測定し、これらの比（Ｅ”／Ｅ’）であるｔａｎδを温度に対してプロットした。ｔａｎδの極大を示す温度を、焼成前のフィルム状焼成材料を構成する成分のうち、金属粒子を除いた成分のガラス転移温度とした。結果を表１に示す。
(Measurement of glass transition temperature)
The components excluding the sinterable metal particles and the non-sinterable metal particles were separated from the film-like fired material by the above method.
Of the components that make up the film-like firing material before firing, the components excluding metal particles are melted in MEK (methyl ethyl ketone), coated on a peeled PET (polyethylene terephthalate) film, and dried. By volatilizing MEK, a film for measuring the glass transition temperature was produced.
The obtained film for measuring the glass transition temperature was heated to 150 ° C. using a dynamic mechanical analyzer (manufactured by TA Instruments, product name “DMA Q800”) at a heating rate of 10 ° C./min. The storage modulus E'and the loss modulus E'" were measured and their ratio (E "/ E'), tan δ, was plotted against temperature. The temperature showing the maximum of tan δ was defined as the glass transition temperature of the components constituting the film-shaped firing material before firing, excluding the metal particles. The results are shown in Table 1.
（チップ欠け及びウエハ汚染の評価）
表面を算術平均粗さ（Ｒａ）が０．０２μｍ以下になるまでケミカルメカニカルポリッシュ処理したシリコンウエハ（科学技術研究所社製、直径：１５０ｍｍ、厚さ：１５０μｍ）を粘着対象の被着体として準備した。
支持シート付フィルム状焼成材料から剥離フィルムを剥がし、露出したフィルム状焼成材料側の面を、テープマウンター（Ａｄｗｉｌｌ ＲＡＤ２５００、リンテック社製）を用いて、シリコンウエハの処理面に貼付し、チップ欠け及びウエハ汚染評価用の試験片を得た。
得られた試験片をダイシング用リングフレーム（ディスコ社製）に装着し、ダイシング装置（ＤＦＤ－６５１、ディスコ社製）を用いて、以下の条件でダイシングを行った。ダイシング後のチップ及びシリコンウエハを実体顕微鏡にて観察した。個片化された各チップについて、１辺が１０μｍ以上の大きさの割れ又は欠けの有無を確認した。また、シリコンウエハ表面へのフィルム状焼成材料の削りカスの付着の有無を確認した。結果を表１に示す。
＜各種条件＞
・ダイシングブレード：ＮＢＣ－ＺＨ２０５０－ＳＥ２７ＨＥＣＣ、ディスコ社製
・ブレード厚さ：０．０３ｍｍ
・刃出し量：０．７６ｍｍ
・ブレード回転数：４０，０００ｒｐｍ
・切断速度：４０ｍｍ／秒
・切削水量：１．０Ｌ／分
・切削水温度：２０℃
・切り込み条件：シリコンウエハとともに、支持シートの基材フィルムがフィルム状焼成材料側の表面より２０μｍの深さまで切り込まれるように実施した。
・ダイシング条件：各チップが５ｍｍ×５ｍｍとなるように実施した。
(Evaluation of chip chipping and wafer contamination)
Prepare a silicon wafer (manufactured by Science and Technology Research Institute, diameter: 150 mm, thickness: 150 μm) whose surface is chemically mechanically polished until the arithmetic mean roughness (Ra) is 0.02 μm or less as an adherend to be adhered. did.
The release film is peeled off from the film-shaped firing material with a support sheet, and the exposed surface on the film-shaped firing material side is attached to the processed surface of the silicon wafer using a tape mounter (Adwill RAD2500, manufactured by Lintec Corporation). A test piece for wafer contamination evaluation was obtained.
The obtained test piece was attached to a dicing ring frame (manufactured by Disco Corporation), and dicing was performed under the following conditions using a dicing device (DFD-651, manufactured by Disco Corporation). The chip and the silicon wafer after dicing were observed with a stereomicroscope. For each of the individualized chips, the presence or absence of cracks or chips having a size of 10 μm or more on one side was confirmed. In addition, it was confirmed whether or not shavings of the film-like firing material adhered to the surface of the silicon wafer. The results are shown in Table 1.
<Various conditions>
・ Dicing blade: NBC-ZH2050-SE27HECC, manufactured by Disco Corporation ・ Blade thickness: 0.03 mm
・ Blade amount: 0.76 mm
・ Blade rotation speed: 40,000 rpm
・ Cutting speed: 40 mm / sec ・ Cutting water volume: 1.0 L / min ・ Cutting water temperature: 20 ° C
-Cut condition: Along with the silicon wafer, the base film of the support sheet was cut so as to be cut to a depth of 20 μm from the surface on the film-like firing material side.
-Dicing conditions: The dicing conditions were carried out so that each chip had a size of 5 mm x 5 mm.
表１から明らかなように、実施例１～３のフィルム状焼成材料は、比較例１～３のフィルム状焼成材料と比較し、ウエハ汚染及びチップ欠けを抑制できた。 As is clear from Table 1, the film-shaped baking materials of Examples 1 to 3 were able to suppress wafer contamination and chip chipping as compared with the film-shaped baking materials of Comparative Examples 1 to 3.
各実施形態における各構成及びそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、構成の付加、省略、置換、及びその他の変更が可能である。また、本発明は各実施形態によって限定されることはなく、請求項（クレーム）の範囲によってのみ限定される。 Each configuration and a combination thereof in each embodiment is an example, and the configuration can be added, omitted, replaced, or otherwise changed without departing from the spirit of the present invention. Further, the present invention is not limited to each embodiment, but is limited only to the scope of the claims.
１ フィルム状焼成材料
２ 支持シート
３ 基材フィルム
４ 粘着剤層
５ リングフレーム
１０ 焼結性金属粒子
２０ バインダー成分
１００ａ 支持シート付フィルム状焼成材料
１００ｂ 支持シート付フィルム状焼成材料
1 Film-
Claims (4)
焼結性金属粒子の含有量が１５～９８質量％であり、バインダー成分の含有量が２～５０質量％であり、
焼成前のフィルム状焼成材料を構成する成分のうち、金属粒子を除いた成分のガラス転移温度が３０～７０℃であり、
６０℃における引張弾性率が４．０～１０．０ＭＰａであり、６０℃における破断伸度が５００％以上である、フィルム状焼成材料。 A film-like firing material containing sinterable metal particles and a binder component.
The content of the sinterable metal particles is 15 to 98% by mass, and the content of the binder component is 2 to 50% by mass.
Of the components constituting the film-like firing material before firing, the components excluding metal particles have a glass transition temperature of 30 to 70 ° C.
A film-like firing material having a tensile elastic modulus at 60 ° C. of 4.0 to 10.0 MPa and a breaking elongation at 60 ° C. of 500% or more.
前記粘着剤層上に、前記フィルム状焼成材料が設けられている、請求項３に記載の支持シート付フィルム状焼成材料。 The support sheet has an adhesive layer provided on a base film, and the support sheet has an adhesive layer.
The film-shaped firing material with a support sheet according to claim 3 , wherein the film-shaped firing material is provided on the pressure-sensitive adhesive layer.
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