JPH09263734A - ポリイミド接着シートおよびポリイミド用工程フィルム - Google Patents
ポリイミド接着シートおよびポリイミド用工程フィルムInfo
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Abstract
ッケージクラックの発生しにくい半導体装置を製造しう
るポリイミド接着シートならびにポリイミド用工程フィ
ルムを提供すること。 【解決手段】 本発明に係るポリイミド接着シートは、
表面張力が40dyn/cm未満のポリイミド用工程フィルム
と、該工程フィルム表面上に形成されたポリイミド系接
着剤層とからなることを特徴としている。ここで、上記
ポリイミド用工程フィルムの融点が260℃以上である
ことが好ましく、特にポリエチレンナフタレート樹脂か
らなることが好ましい。また、上記ポリイミド用工程フ
ィルムの表面は、アルキッド系剥離剤にて剥離処理され
てなることが好ましい。
Description
らびにポリイミド用工程フィルムに関し、特に複数の半
導体集積回路が形成されたシリコンウェハをダイシング
し、個々の半導体集積回路、即ちICチップ(チップま
たはダイとも言う)とし、さらにそれらICチップをパ
ッケージ用リードフレーム等に搭載する工程において使
用されるポリイミド接着シートならびにポリイミド用工
程フィルムに関する。
導体ウェハは大径の状態で製造され、このウェハはIC
チップに切断分離(ダイシング)された後に次の工程で
あるパッケージ用リードフレームにICチップを載置す
るダイボンディング工程(マウント工程とも言う)に移
されている。
ップされたICチップは、リードフレームのICチップ
搭載部(マウント部)に塗布されたエポキシ系接着剤、
ポリイミド系接着剤、銀ペーストなどの粘液状で供給さ
れるICチップ接着用接着剤を介して固定され、その後
ワイヤーボンディング工程、樹脂モールド工程を経て半
導体装置が製造されている。しかしながら、このような
液状接着剤の塗布では、ICチップが非常に小さな場合
には、適量の接着剤を均一に塗布することが困難であ
り、ICチップから接着剤がはみ出したり、あるいはI
Cチップが大きい場合には、接着剤が不足するなど、充
分な接着力を有するように接着を行うことができないな
どという問題点があった。
向にあり、これに伴い、チップサイズは大面積化し、ま
た配線は微細化、多層化しつつある。その一方で、プリ
ント配線板への実装を高密度に行えるように、チップを
収納するパッケージは小型化、薄形化する傾向にある。
これら大面積の薄形パッケージは、従来のものと比較し
て、耐熱衝撃性や耐熱湿性に劣り、表面実装工程におい
てパッケージクラックを発生しやすいという問題があっ
た。
用に耐熱性の優れたポリイミド樹脂を用いたフィルム接
着剤が提案され、半導体装置の耐久性を向上することが
報告されている。またこのようなICチップ接着用の接
着剤を基材フィルムに剥離可能に積層したダイシング・
ダイボンディング兼用のダイシングシートが提案されて
いる。
接着剤は、上記のようなダイシング・ダイボンディング
工程に適用可能なものは存在せず、チップの保持性、転
写性に不充分であった。
てなされたものであって、ダイシング・ダイボンディン
グに好適で、パッケージクラックの発生しにくい半導体
装置を製造しうるポリイミド接着シートならびにポリイ
ミド用工程フィルムを提供することにある。
表面張力が40dyn/cm未満のポリイミド用工程フィルム
と、該工程フィルム表面上に形成されたポリイミド系接
着剤層とからなることを特徴としている。ここで、上記
ポリイミド用工程フィルムの融点が260℃以上である
ことが好ましく、特にポリエチレンナフタレート樹脂か
らなることが好ましい。また、上記ポリイミド用工程フ
ィルムの表面は、アルキッド系剥離剤にて剥離処理され
てなることが好ましい。
は、ポリイミド系接着剤を成膜、支持するために用いら
れ、その表面張力が40dyn/cm未満であることを特徴と
している。ここで、上記ポリイミド用工程フィルムの融
点が260℃以上であることが好ましく、特にポリエチ
レンナフタレート樹脂からなることが好ましい。また、
上記ポリイミド用工程フィルムの表面は、アルキッド系
剥離剤にて剥離処理されてなることが好ましい。
着シートおよびポリイミド用工程フィルムについて、具
体的に説明する。
図1に示すように、ポリイミド用工程フィルム2と、前
記ポリイミド用工程フィルム2上に形成されたポリイミ
ド系接着剤層3とからなる。なお、本発明のポリイミド
接着シート1の使用前に、ポリイミド系接着剤層3を保
護するために、シート1の上面に離型フィルムを積層し
ておいてもよい。
状は、テープ状、ラベル状などあらゆる形状をとりう
る。ポリイミド接着シート1を構成するポリイミド用工
程フィルム2の表面張力は、40dyn/cm未満、好ましく
は30〜40dyn/cmであり、このような表面張力を有す
る表面に後述するポリイミド系接着剤層3が形成されて
なる。表面張力が30〜40dyn/cmの範囲では、ポリイ
ミド系接着剤層3のポリイミド用工程フィルム2から転
写性と、ダイシングに用いた際のチップ保持性に特に優
れる。また、ポリイミド用工程フィルム2は耐熱性の樹
脂からなることが好ましく、前記樹脂の融点は好ましく
は260℃以上、さらに好ましくは260〜300℃、
特に好ましくは260℃〜280℃である。
しては、具体的には、ポリエチレンナフタレートフィル
ム、ポリイミドフィルム、ポリエーテルイミドフィル
ム、ポリアラミドフィルム、ポリエーテルケトンフィル
ム、ポリエーテル・エーテルケトンフィルム、ポリフェ
ニレンサルファイドフィルム、ポリ(4-メチルペンテン
-1)フィルム等が用いられる。また、ポリイミド用工程
フィルム2はこれらフィルムの積層体であってもよい。
さらに、上記フィルムと、他のフィルムとの積層体であ
ってもよい。これらの中でも特に好ましくはポリエチレ
ンナフタレートフィルムが用いられる。
の材質にもよるが、通常は10〜300μm程度であ
り、好ましくは16〜100μm程度である。また、前
記の表面張力値を付与するためには、ポリイミド用工程
フィルム2の片面に離型処理を施しておき、この離型処
理面に、ポリイミド系接着剤層3を設けることが好まし
い。
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、ワックス系等が
用いられるが、特にアルキッド系、シリコーン系、フッ
素系の離型剤が耐熱性を有するので好ましい。特にポリ
イミド用工程フィルムの基材への密着性が高く、表面張
力が調製しやすいため、アルキッド樹脂が好ましい。
ィルム2の表面を離型処理するためには、離型剤をその
まま無溶剤で、また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、エアナイフ
コーター、ロールコーター等により塗布して、常温また
は加熱あるいは電子線硬化させたり、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
を形成すればよい。
ミド系接着剤層3に用いられるポリイミド系樹脂は、ポ
リイミド樹脂自体と、ポリイミド樹脂の前駆体とを包含
する。ポリイミド樹脂は、側鎖または主鎖にイミド結合
を有する。またポリイミド樹脂前駆体とは、最終的な接
着工程で、上記のポリイミド樹脂を与えるものをいう。
このようなポリイミド系樹脂としては、具体的には、ポ
リイミド樹脂、ポリイソイミド樹脂、マレイミド樹脂、
ビスマレイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエー
テルイミド樹脂、ポリ−イミド・イソインドロキナゾリ
ンジオンイミド樹脂等が挙げられ、これらの樹脂単独も
しくは2つ以上混合させて使用することができる。これ
らの中でも特にポリイミド樹脂が好ましい。
10,000〜1,000,000、特に好ましくは5
0,000〜100,000程度である。上記のような
ポリイミド系樹脂には、反応性官能基を有しない熱可塑
性ポリイミド系樹脂と加熱によりイミド化反応する熱硬
化性のポリイミド樹脂が存在するが、そのいずれであっ
てもよい。熱硬化性ポリイミド樹脂を使用する場合は、
半硬化物(いわゆるBステージ)の樹脂を用いて仮接着
した後、加熱硬化して接着剤層をポリイミド化し、接着
工程を完了させる。
やオリゴマー、低分子化合物を添加したポリイミド系接
着剤を用いてもよい。たとえば、エポキシ樹脂、アミド
樹脂、ウレタン樹脂、アミド酸樹脂、アクリル樹脂、シ
リコーン樹脂などの各種ポリマーやオリゴマー;トリエ
タノールアミンやα,ω−(ビス3−アミノプロピル)
ポリエチレングリコールエーテルなどの含窒素有機化合
物などが添加剤として挙げることができる。
る際に、上記各成分を均一に溶解・分散させることが可
能な溶媒を用いることもできる。このような溶媒として
は、上記材料を均一に溶解・分散できるものであれば特
に限定はなく、たとえばジメチルホルムアミド、ジメチ
ルアセトアミド、N−メチルピロリドン、ジメチルスル
ホキシド、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ト
ルエン、ベンゼン、キシレン、メチルエチルケトン、テ
トラヒドロフラン、エチルセロソルブ、ジオキサン、シ
クロペンタノン、シクロヘキサノン等を挙げることがで
き、1種類のみを用いてもよいし、2種類以上を混合し
て用いてもよい。
くは1〜50μm程度であり、特に好ましくは5〜20
μm程度である。本発明のポリイミド接着シート1に
は、100〜300℃、好ましくは120〜150℃程
度の加熱、および1〜10kg/cm2 好ましくは1〜4kg
/cm2 程度の加圧条件下でウェハを熱圧着可能であり、
熱圧着により、ウェハに対し好ましくは100g/25
mm以上、特に好ましくは400g/25mm以上の接
着力を有するようになる。
の主な使用方法について説明する。まず、図2に示すよ
うに、別途用意した粘着シートや両面粘着シートなどの
接着手段4により、ポリイミド接着シート1をリングフ
レーム5に固定し、シリコンウェハ6の一面をポリイミ
ド接着剤層3上に熱圧着し固定する。熱圧着の条件は上
記のとおりである。なお、ウェハ6をポリイミド接着剤
層3上に熱圧着する工程は、ポリイミド接着シート1を
リングフレーム5に固定する前に行ってもよく、固定後
に行ってもよい。次いで、ダイシングソーなどの切断手
段を用いて、上記のシリコンウェハ6を切断しICチッ
プを得る(図3参照)。この際の切断深さは、シリコン
ウェハ6とポリイミド系接着剤層3との厚みおよびダイ
シングソーの磨耗分を加味した深さにする。次いでIC
チップのピックアップを行うと、切断されたポリイミド
系接着剤層をICチップ裏面に固着残存させてポリイミ
ド用工程フィルム2から剥離することができる。この際
のICチップとポリイミド系接着剤層との接着力が、ポ
リイミド系接着剤層とポリイミド用工程フィルムとの接
着力よりも強く、ポリイミド系接着剤層をICチップの
片面に固着残存させてポリイミド用工程から剥離するこ
とができる。
着されているICチップをリードフレームに載置する。
リードフレームはICチップを載置する前に加熱するか
載置直後に加熱される。加熱温度は、通常は100〜3
00℃、好ましくは150〜250℃であり、加熱時間
は、通常は1秒〜60分、好ましくは1秒〜1分であ
る。このような加熱により、ポリイミド系樹脂を溶融ま
たは硬化させ、ICチップとリードフレームとを強固に
接着することができる。
上記のような使用方法の他、半導体化合物、ガラス、セ
ラミックス、金属などの接着に使用することもできる。
本発明のポリイミド接着シートによれば、ウェハ回路面
を汚染することなく容易にウェハ裏面に接着剤層を形成
することができ、しかも、比較的低温で加熱圧着するこ
とが可能であるため、ウェハが受ける熱的、機械的ダメ
ージを回避することができる等の技術的利点がある。な
お、本発明のポリイミド接着シートは、上記の他にも、
たとえばダイパッドの接着剤膜、封止樹脂とチップ裏面
の密着向上膜、パッシベーション膜、層間絶縁膜、α線
遮蔽膜、液晶配向膜、フォトレジスト膜、プリント基板
保護膜、パターン形成膜、X線露光マスキング膜等の成
膜に使用することができる。
ートに特に好適に用いられるポリイミド用加工フィルム
を提供することも目的としている。すなわち、本発明に
係るポリイミド用工程フィルムは、ポリイミド系接着剤
を成膜、支持するために用いられ、その表面張力が40
dyn/cm未満であることを特徴としている。ここで、上記
ポリイミド用工程フィルムの融点が260℃以上である
ことが好ましく、特にポリエチレンナフタレート樹脂か
らなることが好ましい。また、上記ポリイミド用工程フ
ィルムの表面は、アルキッド系剥離剤にて剥離処理され
てなることが好ましい。本発明のポリイミド用工程フィ
ルムによれば、工程用フィルムの耐熱性が高いために、
高沸点溶媒を用いているポリイミド系接着剤溶液の塗
布、高温乾燥工程に対応することができ、容易にポリイ
ミド系接着剤を成膜することができる等の技術的利点が
ある。なお、本発明のポリイミド加工フィルムは、上記
の他にも、たとえば高沸点溶媒を使用しているその他の
樹脂の成膜等の用途に使用することができる。
イシングテープとして使用することができ、しかも接着
剤としてウェハ裏面にマウントすることができ、リード
フレーム等との接着力に優れ、ダイボンド後に耐熱性、
耐老化性等に優れたポリイミド接着シートを提供するこ
とができる。さらに本発明によれば、ポリイミド系接着
剤の使用にあたって原料ロスを低減でき、しかも厚みが
均一な接着剤層を形成することができる。またポリイミ
ド接着剤層をウェハに転写するに際して、ウェハが受け
る熱的、機械的ダメージを回避することができる。ま
た、本発明のポリイミド接着シートを用いることによ
り、パッケージクラックを発生しにくい半導体装置を製
造することができる。
明はこれら実施例に限定されるものではない。
て、「パッケージクラック発生率」、「チップ飛散数」
および「チップ剥離力」は次のようにして評価した。パッケージクラック発生率 ダイシング後、ポリイミド接着シートからチップを取り
出し、リードフレームにマウントし、ボンディング後、
所定のモールド樹脂(ビフェニル型エポキシ樹脂)で高
圧封止する。175℃、6時間をを要して、その樹脂を
硬化させ、パッケージとして完成させた後、85℃、8
5%RHの環境下に168時間放置する。その後、21
5℃のVPS(Vapor Phase Soldering)(所要時間:
1分間)を3回行い、走査型超音波探傷機SAT(Scan
ning Acoustic Tomography)で封止樹脂のクラックの有
無を検査する。投入検体数に対するクラック発生数の比
率をパッケージクラック発生率とする。チップ飛散数 各チップサイズにダイシングした後、飛散チップ数(周
縁の不定形部分を含む)をカウントした。チップ剥離力 ポリイミド接着シートに接着したウェハを各チップサイ
ズにダイシングした後、該シート側を厚さ10mmのガラ
ス板に両面粘着シートで固定した。ダイシングされたチ
ップの表面に鍵形状の垂直懸架用治具を瞬間接着剤で固
定し、インストロン4204型万能材料試験機(インス
トロン(株)製)のクロスヘッド部にループ状のナイロ
ンで固定し、これを前記治具の鍵状部に掛けて、クロス
ヘッド速度500mm/分で垂直剥離したときの最大値を
チップ剥離力とした。
リエチレンナフタレートフィルム(厚さ25μm:融点
272℃、表面張力34dyn/cm )をポリイミド用工程
フィルムとし、この処理面に熱可塑性ポリイミド接着剤
のシクロヘキサノン溶液を塗布(固形分塗布厚10μ
m)し、乾燥(140℃、3分)してポリイミド接着シ
ートを作成した。
0mmに打抜加工し、4インチウェハを熱圧着(140
℃、30秒)させ、別途用意した粘着シート(軟質ポリ
塩化ビニル(100μm)とアクリル系粘着剤(10μ
m)の積層体)で、ウェハが圧着されているポリイミド
接着シートをリングフレームに固定した。
層までフルカットダイシングを行い、10mm×10mmの
チップに分割し、ピックアップ、ボンディングおよびI
Cモールドをおこなった。
ラック発生率」、「チップ飛散数」および「チップ剥離
力」を測定した結果を表1に示す。
リエチレンナフタレートフィルム(厚さ25μm:融点
272℃、表面張力34dyn/cm )に代えてシリコーン
系剥離剤により剥離処理したポリエチレンナフタレート
フィルム(厚さ25μm:融点272℃、表面張力30
dyn/cm)を用いた以外は、実施例1と同様の操作を行っ
た。
ップの飛散は起こったが、製品となりうる部分のチップ
の飛散は起きず、ICの製造に支障は無かった。結果を
表1に示す。
リエチレンナフタレートフィルムに代えて、剥離処理を
施さないポリ(4-メチルペンテン-1)フィルム(厚さ2
5μm:融点235℃、表面張力24dyn/cm)を用いた
以外は、実施例1と同様の操作を行った。
ップの飛散は起こったが、製品となりうる部分のチップ
の飛散は起きず、ICの製造に支障は無かった。結果を
表1に示す。
の断面図を示す。
ェハを熱圧着し、粘着シートに固定した状態を示す。
る状態を示す。
Claims (8)
- 【請求項1】 表面張力が40dyn/cm未満のポリイミド
用工程フィルムと、該工程フィルム表面上に形成された
ポリイミド系接着剤層とからなることを特徴とするポリ
イミド接着シート。 - 【請求項2】 前記ポリイミド用工程フィルムの融点が
260℃以上であることを特徴とする請求項1に記載の
ポリイミド接着シート。 - 【請求項3】 前記ポリイミド用工程フィルムが、ポリ
エチレンナフタレート樹脂からなることを特徴とする請
求項2に記載のポリイミド接着シート。 - 【請求項4】 前記ポリイミド用工程フィルムの表面
が、アルキッド系剥離剤にて剥離処理されてなることを
特徴とする請求項1〜3に記載のポリイミド接着シー
ト。 - 【請求項5】 ポリイミド系接着剤を成膜、支持するた
めのポリイミド工程フィルムであって、表面張力が40
dyn/cm未満であることを特徴とするポリイミド用工程フ
ィルム。 - 【請求項6】 融点が260℃以上であることを特徴と
する請求項5に記載のポリイミド用工程フィルム。 - 【請求項7】 前記ポリイミド用工程フィルムが、ポリ
エチレンナフタレート樹脂からなることを特徴とする請
求項6に記載のポリイミド用工程フィルム。 - 【請求項8】 表面が、アルキッド系剥離剤にて剥離処
理されてなることを特徴とする請求項5〜7に記載のポ
リイミド用工程フィルム。
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