KR101483308B1 - 점접착제 조성물, 점접착 시트 및 반도체장치의 제조방법 - Google Patents

점접착제 조성물, 점접착 시트 및 반도체장치의 제조방법 Download PDF

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KR101483308B1
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나오야 사이키
히로노리 시즈하타
이사오 이치카와
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린텍 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은, 박형화 되고 있는 반도체 칩을 실장(實裝)한 패키지에 있어서, 보다 얇은 점접착제층을 형성할 수 있고, 저장 안정성이 우수하며, 엄격한 리플로 조건에 노출된 경우에도 높은 패키지 신뢰성을 실현할 수 있는 점접착제 조성물 및 이 점접착제 조성물로 되는 점접착제층을 갖는 점접착 시트를 제공하는 것을 과제로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 에폭시계 열경화 수지(A)와, 열경화제(B)와, 경화촉진제(C)를 포함하는 점접착제 조성물로서, 상기 경화촉진제(C)가 메틸에틸케톤에 가용이면서 또한 실온에서 경화촉진제로서 불활성인 것을 특징으로 하는 점접착제 조성물 및 이 점접착제 조성물로 되는 점접착제층을 가진 점접착 시트를 제공한다.

Description

점접착제 조성물, 점접착 시트 및 반도체장치의 제조방법{Adhesive composition, adhesive sheet and production process for semiconductor device}
본 발명은, 반도체 소자(반도체 칩)를 유기 기판이나 리드 프레임에 다이 본딩하는 공정 및 실리콘 웨이퍼 등을 다이싱하고, 또한 반도체 칩을 유기 기판이나 리드 프레임에 다이 본딩하는 공정에서 사용하는 데에 특히 적합한 점접착제 조성물 및 이 점접착제 조성물로 되는 점접착제층을 갖는 점접착 시트, 및 이 점접착 시트를 사용한 반도체장치의 제조방법에 관한 것이다.
실리콘, 갈륨비소 등의 반도체 웨이퍼는 직경이 큰 상태로 제조되고, 이 웨이퍼는 소자 소편(小片)(IC 칩)으로 절단 분리(다이싱)된 후에 다음 공정인 본딩 공정으로 옮겨진다. 이 때, 반도체 웨이퍼는 사전에 점착 시트에 첩착(貼着)되어 고정된 상태에서 다이싱, 세정, 건조, 익스팬딩, 픽업의 각 공정이 더해진 후, 다음 공정인 본딩 공정으로 이송된다. 또한, 반도체 칩을 외부 환경으로부터 지키는, 프린트 기판에 실장(實裝)하기 쉬운 형상으로 하는 등의 목적에서, 본딩 공정 후에, IC 칩이 본딩된 기판을 몰드 수지로 봉지(封止)하여 반도체 패키지를 제조하는 것도 행해지고 있다.
이들 공정 중에서 픽업 공정과 본딩 공정의 프로세스를 간략화하기 위해, 웨이퍼 고정기능과 다이(IC 칩) 접착기능을 동시에 겸비한 다이싱·다이 본딩용 점접착 시트가 다양하게 제안되어 있다(예를 들어 특허문헌 1~4).
특허문헌 1~4에는, 특정 조성물로 되는 점접착제층과, 기재로 되는 점접착 시트가 개시되어 있다. 이 점접착제층은, 웨이퍼 다이싱시에는 웨이퍼를 고정하는 기능을 갖고, 또한 에너지선 조사에 의해 접착력이 저하되어 기재와의 사이의 접착력을 컨트롤할 수 있기 때문에, 다이싱 종료 후, 칩의 픽업을 행하면, 점접착제층은 칩과 함께 박리된다. 점접착제층을 수반한 IC 칩을 기판에 올려놓고, 가열하면, 점접착제층 중의 열경화성 수지가 접착력을 발현하여, IC 칩과 기판과의 접착이 완료된다.
상기 특허문헌에 개시되어 있는 점접착 시트를 사용하면, 이른바 다이렉트 다이 본딩이 가능해져, 다이 접착용 접착제의 도포 공정을 생략할 수 있게 된다.
그런데 최근, 반도체장치에 대한 박형화로의 요구는 매우 엄격해지고 있다. 또한, IC 칩 뿐만 아니라 점접착제층 자체도 얇게 하는 것이 요구되고 있다. IC 칩을 다수 적층하는 반도체장치의 구조에 있어서, IC 칩과 기판 사이에 존재하는 점접착제층의 두께는, 무시할 수 없는 것이기 때문이다.
또한 종래의 점접착 시트는, 그 점접착제층 중의 경화 성분이 실온에서 저장하고 있어도 바로 반응해버리기 때문에, 저장 안정성이 나쁘다. 이 때문에 실온에서 수 주간에서 1개월 정도의 장기간 보관 가능한 점접착 시트가 요구되고 있다.
이 요구에 대응하기 위해서, 저장 안정성이 좋은 입자상의 분산형 열잠재성 경화제 또는 경화촉진제를 사용한 점접착 시트가 개발되어 있다.
그러나, 입자상의 분산형 열잠재성 경화제 또는 경화촉진제는 점접착제층 중에 균일하게 분산시키는 것이 어려워, 입자경을 무시할 수 없을 정도로 점접착제층의 두께가 얇아지면, 안정한 도공면이 얻어지지 않는다. 또한, 얻어지는 경화물의 구조가 불균일해지기 쉬워, 물성의 편차가 큰 것이 문제이다.
상기 특허문헌에 개시되어 있는 기술에서는, 입자상의 열잠재성 경화제를 사용함으로써 저장 안정성을 갖는 점접착제 조성물을 얻고 있다. 그러나, 입자상의 열잠재성 경화제를 사용하면, 경화제의 입자경 이하의 두께의 점접착제층을 갖는 점접착 시트를 제작하는 것은 물리적으로 곤란하여, 최근의 반도체장치에 대한 박형화로의 요구에 대응할 수 없다.
또한 최근 전자부품의 접속에 있어서 행해지고 있는 표면 실장에서는 패키지 전체가 땜납융점 이상의 고온하에 노출되는 방법(리플로)이 행해지고 있다. 최근에는 환경으로의 배려로 납을 포함하지 않는 땜납으로의 이행에 의해, 실장온도가 종래의 240℃에서 260℃로 상승하여, 반도체 패키지 내부에서 발생하는 응력이 커져, 패키지 크랙의 발생 위험성은 더욱 높아져 있다.
즉, 반도체 칩의 박형화 및 실장온도의 상승에 동반하여, 얇은 점접착제층을 갖고, 엄격한 습열 환경에도 견딜 수 있는 반도체장치를 제조할 수 있는 점접착 시트가 요구되고 있다. 그러나, 상기와 같이 입자상의 경화제를 사용한 종래의 점접착제 조성물로는, 얇은 점접착제층을 갖는 점접착 시트를 제작하는 것은 곤란하다.
[특허문헌 1] 일본국 특허공개 평2-32181호 공보
[특허문헌 2] 일본국 특허공개 평8-239636호 공보
[특허문헌 3] 일본국 특허공개 평10-8001호 공보
[특허문헌 4] 일본국 특허공개 제2000-17246호 공보
전술한 바와 같이, 종래의 점접착 시트에는 입자상의 분산형 열잠재성 경화제 또는 경화촉진제가 사용되고 있다. 이들은 점접착제층 중에 있어서, 그 입자경이 10~수 100 ㎛인 입자로서 존재하고 있기 때문에 에폭시계 열경화 수지와의 접촉이 극단적으로 작아져, 저장 안정성이 각별히 우수하다.
그러나, 전술한 바와 같이, 경화제의 입자경 이하의 두께의 점접착제층을 갖는 점접착 시트를 제작하는 것은 물리적으로 곤란하다. 분쇄, 분급에 의한 입자 사이즈 조정에는 한계가 있고, 또한 입자경이 작아지면 에폭시계 열경화 수지와의 접촉 면적이 늘어나, 이에 따라 배합 조성물의 안정 저장기간이 짧아진다는 결점이 발현되어 버린다. 그 까닭에 이러한 입자상의 분산형 열잠재성 경화제 또는 경화촉진제를 함유하는 종래의 점접착제 조성물에는, 박막 점접착 시트의 제조에 적합한 것으로 하는 점에 있어서 개량의 여지가 있다.
이상 설명한 바와 같이, 박형화되고 있는 반도체 칩을 실장한 패키지에 있어서, 보다 얇은 점접착제층을 갖는 점접착 시트가 요구되고 있다. 또한, 얇아졌을 때에도 저장 안정성이 우수하고, 엄격한 리플로 조건에 노출된 경우에도 높은 패키지 신뢰성을 실현하는 것이 요구되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술에 비추어 이루어진 것으로서, 다이 본딩에 사용되는 점접착제에 검토를 더해, 상기 요구에 대응하는 것을 목적으로 하고 있다.
본 발명자들은 점접착제(粘接着劑)에 대해 예의 검토한 결과, 메틸에틸케톤에 가용이면서 실온에서 경화촉진제로서 불활성인 경화촉진제를 함유하는 점접착제 조성물이 상기 과제를 해결할 수 있는 것을 발견하고, 본 발명을 완성시키기에 이르렀다.
즉, 본 발명의 요지는 이하와 같다.
[1] 에폭시계 열경화 수지(A)와, 열경화제(B)와, 경화촉진제(C)를 포함하는 점접착제 조성물로서, 상기 경화촉진제(C)가 메틸에틸케톤에 가용이면서 실온에서 경화촉진제로서 불활성인 것을 특징으로 하는 점접착제 조성물.
[2] 상기 경화촉진제(C)가, 이미다졸 화합물을 전자공여체로 하는 착체인 것을 특징으로 하는 상기 [1]에 기재된 점접착제 조성물.
[3] 상기 이미다졸 화합물을 전자공여체로 하는 착체에 있어서의 전자수용체가, 붕소원자를 포함하는 화합물인 것을 특징으로 하는 상기 [2]에 기재된 점접착제 조성물.
[4] 상기 붕소원자를 포함하는 화합물이, 삼플루오르화붕소인 것을 특징으로 하는 상기 [3]에 기재된 점접착제 조성물.
[5] 상기 [1]~[4] 중 어느 하나에 기재된 점접착제 조성물로 되는 점접착제 층이, 기재 상에 형성되어 되는 점접착 시트.
[6] 상기 점접착제층 중에 있어서의 상기 경화촉진제(C)의 최대 입자경이 1 ㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 상기 [5]에 기재된 점접착 시트.
[7] 상기 점접착제층의 두께가 10 ㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 상기 [5] 또는 [6]에 기재된 점접착 시트.
[8] 상기 [5]~[7] 중 어느 하나에 기재된 점접착 시트의 점접착제층에 반도체 웨이퍼를 첩착하는 공정과,
상기 반도체 웨이퍼를 다이싱하는 공정과,
다이싱에 의해 얻어진 반도체 칩을, 상기 점접착제층의 적어도 일부를 고착 잔존시키고, 상기 점접착 시트의 기재로부터 박리하는 공정과,
박리된 반도체 칩을 다이패드부 또는 다른 반도체 칩 상에, 상기 반도체 칩에 고착 잔존한 점접착제층을 매개로 열압착하는 공정
을 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체장치의 제조방법.
본 발명에 의하면, 박형화되고 있는 반도체 칩을 실장한 반도체 패키지에 있어서, 얇은 점접착제층을 얻을 수 있고, 또한 저장 안정성이 우수하여, 엄격한 리플로 조건에 노출된 경우에도, 높은 패키지 신뢰성을 달성할 수 있는 점접착제 조성물, 이 점접착제 조성물로 되는 점접착제층을 갖는 점접착 시트, 또는 이 점접착 시트를 사용한 반도체장치의 제조방법이 제공된다.
이하, 본 발명의 점접착제 조성물, 점접착 시트 및 반도체장치의 제조방법을 보다 상세하게 설명한다.
<점접착제 조성물>
본 발명의 점접착제 조성물(이하, 간단히 「점접착제 조성물」이라고도 한다.)은, 에폭시계 열경화 수지(A)와, 열경화제(B)와, 경화촉진제(C)를 함유하고, 경화촉진제(C)가 메틸에틸케톤에 가용이면서 실온에서 경화촉진제로서 불활성인 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명의 점접착제 조성물은, 각종 물성을 개량하기 위해서, 후술하는 다른 성분을 포함하고 있어도 된다. 이하, 이들 각 성분에 관해 구체적으로 설명한다.
(A) 에폭시계 열경화 수지
에폭시계 열경화 수지(A)로서는, 종래 공지의 각종 에폭시 수지를 사용할 수 있다.
에폭시 수지로서는, 비스페놀 A 디글리시딜에테르나 그의 수소첨가물, 오르토 크레졸 노볼락 수지(하기 화학식 1), 디시클로펜타디엔형 에폭시 수지(하기 화학식 2), 비페닐형 에폭시 수지 또는 비페닐 화합물(하기 화학식 3, 4) 등, 구조단위의 분자 중에 2개 이상의 관능기가 포함되는 에폭시 화합물을 들 수 있다.
Figure 112008088220057-pat00001
(단, 화학식 중 n은 0 이상의 정수이다.)
Figure 112008088220057-pat00002
(단, 화학식 중 n은 0 이상의 정수이다.)
Figure 112008088220057-pat00003
(단, 화학식 중 n은 0 이상의 정수이다.)
Figure 112008088220057-pat00004
(단, 화학식 중 R은 수소원자 또는 메틸기이다.)
이들은 1종 단독으로, 또는 2종류 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
(B) 열경화제
열경화제(B)는, 에폭시계 열경화 수지(A)를 경화시키기 위해 사용된다. 열경화제(B)로서는, 1분자 중에 에폭시기와 반응할 수 있는 관능기를 2개 이상 갖는 화합물을 들 수 있으며, 그 관능기로서는 페놀성 수산기, 알코올성 수산기, 아미노기, 카르복실기 또는 산무수물기 등을 들 수 있다. 이들 중 바람직한 것은 페놀성 수산기, 아미노기 또는 산무수물기이며, 더욱 바람직하게는 페놀성 수산기 또는 아미노기이다.
이들의 구체적인 예로서는, 하기 화학식 5로 표시되는 노볼락형 페놀 수지나, 하기 화학식 6으로 표시되는 디시클로펜타디엔계 페놀 수지, 하기 화학식 7로 표시되는 다관능계 페놀 수지, 하기 화학식 8로 표시되는 아랄킬페놀 수지 등의 페놀성 열경화제를 들 수 있다. 이들 열경화제는, 1종 단독으로, 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
Figure 112008088220057-pat00005
(단, 화학식 중 n은 0 이상의 정수를 나타낸다.)
Figure 112008088220057-pat00006
(단, 화학식 중 n은 0 이상의 정수를 나타낸다.)
Figure 112008088220057-pat00007
(단, 화학식 중 n은 0 이상의 정수를 나타낸다.)
Figure 112008088220057-pat00008
(단, 화학식 중 n은 0 이상의 정수를 나타낸다.)
열경화제(B)는, 에폭시계 열경화 수지(A)의 합계 100 중량부에 대해 0.1~500 중량부 포함되는 것이 바람직하고, 1~200 중량부 포함되는 것이 보다 바람직하다. 열경화제(B)의 양이 적으면, 경화 부족으로 점접착제층의 접착성이 얻어지지 않는 경우가 있고, 과잉이면 점접착제 조성물의 흡습율이 높아져 패키지의 신뢰성을 저하시키는 경우가 있다.
(C) 경화촉진제
경화촉진제(C)는, 점접착제 조성물의 경화속도를 조정하기 위해서, 또한 점접착제 조성물을 보존해도 그 접착성이 저하되지 않도록 하기 위해서 사용된다.
본 발명의 점접착제 조성물에 사용하는 경화촉진제(C)는, 메틸에틸케톤에 가용이면서 실온에서 경화촉진제로서 불활성이다.
본 발명의 점접착제 조성물을 사용해서 점접착 시트를 제조할 때는, 점접착제 조성물을 용제에 희석하여, 그것을 기재 상에 도포하고, 그 후 용제를 휘발시키는 경우가 있다. 메틸에틸케톤은, 점접착제 조성물의 필수 성분(상기 에폭시계 열경화 수지(A), 열경화제(B) 또는 경화촉진제(C))을 잘 용해시키고, 점접착제 조성물을 용해시켜서 기재 상에 도포한 후에는 휘발시키기 쉽다.
본 명세서에 있어서, 「실온」이란 18~28℃의 온도범위를 말한다. 「가용」이란, 용제 중에서 최대 입자경이 1 ㎛를 초과하는 입자가 존재하지 않게 되는 것을 말한다. 「최대 입자경」이란, 복수 존재하는 입자 중에서 가장 입자경이 큰 입자의 입자경을 말한다.
경화촉진제(C)가 메틸에틸케톤에 가용이면서 실온에서 경화촉진제로서 불활성인 것에 대해 보다 상세하게 설명하면, 본 발명의 점접착제 조성물에 사용되는 경화촉진제(C)는, 메틸에틸케톤에 가용이면서, 점접착제 조성물을 메틸에틸케톤에 용해하고, 그 후 메틸에틸케톤을 휘발시킨 경우에, 실온에서 경화촉진제로서 불활성이다.
전술한 바와 같이, 점접착 시트를 제조할 때에는 점접착제 조성물을 메틸에틸케톤 등의 용제에 희석하여, 그것을 기재 상에 도포하고 용제를 휘발시켜서 점접착제층을 얻는다. 여기서 종래의 입자상의 분산형 열잠재성 경화제 또는 경화촉진제는 용제에 용해되지 않고, 용제를 휘발시켜서 얻어진 점접착제층 중에서 그 입자경이 10~수 100 ㎛ 정도인 입자로서 존재하고, 에폭시계 열경화 수지와의 접촉 면적이 작기 때문에, 저장 안정성이 우수한 것은 [과제 해결 수단]에서도 설명한 바와 같다.
또한, 종래의 입자상의 분산형 열잠재성 경화제 또는 경화촉진제이더라도 특정의 용제에 용해되는 것이 있어, 그러한 경화촉진제는, 그 특정의 용제에 한 번 용해한 것으로 인해, 점접착제층 중에 거의 균일하게 분산되어, 에폭시계 열경화 수지와의 접촉 면적이 커져 있는 것으로 생각되어진다. 여기서, 에폭시계 열경화 수지와의 접촉 면적이 커진 것으로 인해 종래의 경화촉진제는 경화촉진제로서 활성이 되어 버리지만, 본 발명의 점접착제 조성물에 사용되는 경화촉진제(C)는, 용제에 용해한 후에도 실온에서는 경화촉진제로서 불활성인 상태 그대로이다. 그 이유에 대해서는 후술한다.
다음으로 「경화촉진제로서 불활성」이라는 것의 의미를 설명하기 위해, 먼저 경화촉진제의 반응에 대해서 설명한다. 경화촉진제가 이미다졸 화합물, 열경화제가 페놀 수지, 열경화성 수지가 에폭시 수지인 경우를 예로 들어 설명하면, 이미다졸 화합물이 페놀 수지의 페놀성 수산기의 프로톤을 빼앗아, 그것에 의해 페놀성 수산기의 구핵성(求核性)이 높아지고, 페놀성 수산기는 에폭시 수지의 에폭시기에 구핵공격을 하여, 페놀 수지와 에폭시 수지의 개환(開環)반응이 촉진된다. 즉, 이미다졸 화합물(경화촉진제)은 페놀 수지와 에폭시 수지의 반응을 촉진하는 촉매로서 작용한다.
상기의 「실온에서 경화촉진제로서 불활성」이란, 실온에서 경화촉진제가 실질적으로 상기의 촉매로서의 작용을 나타내지 않는다는 것이다.
메틸에틸케톤에 가용이면서 실온에서 경화촉진제로서 불활성인 경화촉진제로서는, 삼플루오르화붕소 2-메틸이미다졸 등을 들 수 있다.
또한 메틸에틸케톤에 가용이면서 실온에서 경화촉진제로서 불활성인 경화촉진제로서는, 이미다졸 화합물을 전자공여체로 하는 착체가 바람직하고, 이미다졸 화합물을 전자공여체로 하고, 붕소원자를 포함하는 화합물을 전자수용체로 하는 착체가 보다 바람직하며, 이미다졸 화합물을 전자공여체로 하고, 삼플루오르화붕소를 전자수용체로 하는 착체가 더욱 바람직하다. 또한, 본 명세서에 있어서 이미다졸 화합물이란, 이미다졸, 또는 이미다졸의 탄소 또는 질소에 결합한 수소가, 탄소수 1~10의 알킬기, 페닐기 등으로 치환된 것을 가리킨다.
종래 사용되고 있는 입자상의 분산형 열잠재성 경화제 또는 경화촉진제는, 점접착제 조성물로 되는 점접착제층 중에 있어서, 그 입자경이 10~수 100 ㎛ 정도인 입자로서 존재하고 있기 때문에, 점접착제층 중에 균일하게 분산시키는 것이 어려워, 점접착제층의 물성의 편차가 크다는 문제를 가지고 있다. 또한 입자경이 크기 때문에, 최근의 반도체 칩의 박형화의 요구에 맞는 얇은 점접착제층을 갖는 점접착 시트의 제작에 지장을 초래하고 있다. 또한, 얇은 점접착제층을 얻으려고 그 입자경을 작게 해 나가면, 열경화성 수지와의 접촉 면적이 늘어나고, 그 때문에 점접착 시트의 안정 저장기간이 짧아진다는 결점을 가지고 있다.
그러나, 본 발명에 사용되는 경화촉진제(C)는 점접착제층 중에 있어서, 그 최대 입자경이 1 ㎛ 이하라는, 매우 작은 미립자로서 존재할 수 있기 때문에, 점접착제층 중에 균일하게 분산되어, 얇은 점접착제층을 갖는 점접착 시트의 제작에 지장을 초래하는 경우도 없다. 또한 경화촉진제(C)는 점접착제층 중에 있어서, 종래의 입자상의 분산형 열잠재성 경화제 또는 경화촉진제보다도 작은 입자경을 가져, 에폭시계 열경화 수지와의 접촉 면적이 큼에도 불구하고, 후술하는 실시예로부터 명백한 바와 같이, 점접착 시트의 안정 저장기간이 짧다는 결점을 갖지 않는다.
그 이유는, 경화촉진제(C)가 이미다졸 화합물을 전자공여체로 하는 착체인 경우를 예로 들어 설명하면, 상기 착체는, 실온에서는 착체 중의 전자수용체가 경화촉진제로서의 반응부위를 블록하고, 본딩 공정에 있어서 가열경화 등, 고온에 노출되면 전자수용체가 상기 반응부위로부터 벗어나기 때문인 것으로 생각되어진다.
경화촉진제(C)는, 에폭시계 열경화 수지(A)와 열경화제(B)의 합계 100 중량부에 대해 0.0001~20 중량부 포함되는 것이 바람직하고, 0.001~10 중량부 포함되는 것이 보다 바람직하며, 0.005~3.0 중량부 포함되는 것이 특히 바람직하다. 0.0001 중량부 이하이면 경화촉진 효과가 얻어지지 않는 경우가 있고, 20 중량부 이상이면 점접착 시트의 저장 안정성이 나빠지는 경우가 있다.
본 발명의 점접착제 조성물은, 상기 에폭시계 열경화 수지(A), 열경화제(B) 또는 경화촉진제(C)를 필수 항목으로서 포함한다. 경화촉진제(C)는 메틸에틸케톤에 가용이면서 실온에서 경화촉진제로서 불활성인 것이기 때문에, 본 발명의 점접착제 조성물을 사용하면, 얇은 점접착제층을 가지고, 또한 저장 안정성이 우수하여, 엄격한 리플로 조건에 노출된 경우라도, 높은 패키지 신뢰성을 달성할 수 있는 점접착 시트를 얻을 수 있다.
본 발명의 점접착제 조성물은, 각종 물성을 개량하기 위해서, 필요에 따라 하기의 성분을 포함하고 있어도 된다.
(D) 아크릴 중합체
점접착 시트에 있어서 점접착제층의 막강도를 향상시키기 위해서, 아크릴 중합체(D)를 본 발명의 점접착제 조성물에 함유시킬 수 있다. 아크릴 중합체(D)의 중량 평균 분자량은 1만 이상 200만 이하인 것이 바람직하고, 10만 이상 150만 이하인 것이 보다 바람직하다. 또한, 본 명세서에 있어서 중량 평균 분자량의 값은 모두 GPC법에 의한 폴리스티렌 환산값이다. 아크릴 중합체(D)의 중량 평균 분자량이 너무 낮으면, 점접착제 조성물로 되는 점접착제층의 기재와의 접착력이 높아져, 전술한 픽업 공정에서 IC 칩의 픽업 불량이 발생하는 경우가 있고, 200만을 초과하면 전술한 본딩 공정에서 기판의 요철로 점접착제층이 추종(追從)하지 않는 경우가 있 어, 보이드 등의 발생 원인이 되는 경우가 있다.
아크릴 중합체(D)의 유리전이온도(Tg)는, 바람직하게는 -30℃ 이상 50℃ 이하, 보다 바람직하게는 -15℃ 이상 40℃ 이하, 특히 바람직하게는 -5℃ 이상 30℃ 이하이다. 유리전이온도가 너무 낮으면 점접착제층과 기판의 접착력이 커져서 IC 칩의 픽업 불량이 발생하는 경우가 있고, 너무 높으면 웨이퍼를 고정하기 위한 접착력이 불충분해질 우려가 있다.
아크릴 중합체(D)의 모노머로서는, 아크릴산, 메타크릴산, 이타콘산이나, (메타)아크릴산 에스테르 모노머 또는 그의 유도체 등을 들 수 있다. (메타)아크릴산 에스테르 모노머 또는 그의 유도체로서는, 알킬기의 탄소수가 1~18인 (메타)아크릴산 알킬에스테르, 예를 들어, 메틸아크릴레이트, 메틸메타크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, 프로필아크릴레이트, 프로필메타크릴레이트, 부틸아크릴레이트, 부틸메타크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트, 2-에틸헥실메타크릴레이트 등을 들 수 있다. 또한, 수산기를 갖는 2-히드록시에틸아크릴레이트, 2-히드록시에틸메타크릴레이트, 2-히드록시프로필아크릴레이트, 2-히드록시프로필메타크릴레이트, 기타, 글리시딜아크릴레이트, 글리시딜메타크릴레이트 등도, 알킬기의 탄소수가 1~18인 (메타)아크릴산 알킬에스테르로서 들 수 있다.
또한, 환상골격(環狀骨格)을 갖는 (메타)아크릴산 에스테르, 예를 들어 시클로알킬에스테르아크릴레이트, 이소보르닐아크릴레이트, 디시클로펜타닐아크릴레이트, 디시클로펜테닐아크릴레이트, 디시클로펜테닐옥시에틸아크릴레이트, 이미드아크릴레이트, 벤질아크릴레이트, 벤질메타크릴레이트 등도 들 수 있다.
아크릴 중합체(D)의 모노머로서는, 수산기를 가지고 있는 것이, 에폭시계 열경화 수지와의 상용성이 좋기 때문에 바람직하다.
이들은 1종 단독으로, 또는 2종류 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
또한 아크릴 중합체(D)에는 초산 비닐, 아크릴로니트릴, 스티렌 등이 공중합되어 있어도 된다.
아크릴 중합체(D)는, 에폭시계 열경화 수지(A)의 합계 100 중량부에 대해 1~10000 중량부 포함되는 것이 바람직하고, 10~1000 중량부 포함되는 것이 보다 바람직하다.
(E) 커플링제
커플링제(E)는, 점접착제 조성물의 피착체에 대한 접착성, 밀착성을 향상시키기 위해서 사용된다. 또한, 커플링제(E)를 사용함으로써, 점접착제 조성물을 경화하여 얻어지는 경화물의 내열성을 손상시키지 않고, 그 내수성을 향상시킬 수 있다. 커플링제(E)로서는, 상기 에폭시계 열경화 수지(A) 또는 아크릴 중합체(D) 등이 갖는 관능기와 반응하는 기를 갖는 화합물이 바람직하게 사용된다.
구체적으로는, 커플링제(E)로서는, 실란 커플링제가 바람직하다.
이러한 커플링제로서는 γ-글리시독시프로필트리메톡시실란, γ-글리시독시프로필메틸디에톡시실란, β-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란, γ-(메타크릴로프로필)트리메톡시실란, γ-아미노프로필트리메톡시실란, N-6-(아미노에틸)-γ-아미노프로필트리메톡시실란, N-6-(아미노에틸)-γ-아미노프로필메틸디에톡시실란, N-페닐-γ-아미노프로필트리메톡시실란, γ-우레이도프로필트리에톡시실란, γ -메르캅토프로필트리메톡시실란, γ-메르캅토프로필메틸디메톡시실란, 비스(3-트리에톡시실릴프로필)테트라설판, 메틸트리메톡시실란, 메틸트리에톡시실란, 비닐트리메톡시실란, 비닐트리아세톡시실란, 이미다졸실란 등을 들 수 있다.
이들은 1종 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
커플링제(E)를 사용하는 경우, 점접착제 조성물 중의 커플링제(E)의 함량은, 에폭시계 열경화 수지(A)의, 아크릴 중합체(D)가 점접착제 조성물 중에 포함되는 경우에는 에폭시계 열경화 수지(A)와 아크릴 중합체(D)의 합계 100 중량부에 대해 통상 0.1~20 중량부, 바람직하게는 0.2~10 중량부, 보다 바람직하게는 0.3~5 중량부이다. 0.1 중량부 미만이면 효과가 얻어지지 않을 가능성이 있고, 20 중량부를 초과하면 아웃가스의 원인이 될 가능성이 있다.
(F) 가교제
점접착제 조성물의 초기 접착력 또는 응집력을 조절하기 위해서, 가교제(F)를 첨가하는 것도 가능하다. 가교제(F)로서는 유기 다가 이소시아네이트 화합물, 유기 다가 이민 화합물 등을 들 수 있다.
상기 유기 다가 이소시아네이트 화합물로서는, 방향족(芳香族) 다가 이소시아네이트 화합물, 지방족(脂肪族) 다가 이소시아네이트 화합물, 지환족(脂環族) 다가 이소시아네이트 화합물 또는 이들 다가 이소시아네이트 화합물의 삼량체, 및 이들 다가 이소시아네이트 화합물과 폴리올 화합물을 반응시켜 얻어지는 말단 이소시아네이트 우레탄 프리폴리머 등을 들 수 있다.
유기 다가 이소시아네이트 화합물의 더욱 구체적인 예로서는, 예를 들어 2,4-톨릴렌디이소시아네이트, 2,6-톨릴렌디이소시아네이트, 1,3-크실릴렌디이소시아네이트, 1,4-크실렌디이소시아네이트, 디페닐메탄-4,4'-디이소시아네이트, 디페닐메탄-2,4'-디이소시아네이트, 3-메틸디페닐메탄디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트, 디시클로헥실메탄-4,4'-디이소시아네이트, 디시클로헥실메탄-2,4'-디이소시아네이트, 리신이소시아네이트 등을 들 수 있다.
상기 유기 다가 이민 화합물의 구체예로서는, N,N'-디페닐메탄-4,4'-비스(1-아지리딘카르복시아미드), 트리메틸올프로판-트리-β-아지리디닐프로피오네이트, 테트라메틸올메탄-트리-β-아지리디닐프로피오네이트, N,N'-톨루엔-2,4-비스(1-아지리딘카르복시아미드)트리에틸렌멜라민 등을 들 수 있다.
이들은 단독으로, 또는 2종류 이상을 조합시켜서 사용할 수 있다.
가교제(F)를 사용하는 경우, 점접착제 조성물 중의 가교제(F)의 함량은, 아크릴 중합체(D) 100 중량부에 대해 통상 0.01~10 중량부이고, 바람직하게는 0.1~5 중량부이며, 보다 바람직하게는 0.5~3 중량부이다.
(G) 에너지선 중합성 화합물
본 발명의 점접착제 조성물에는, 에너지선 중합성 화합물(G)이 배합되어도 된다. 에너지선 중합성 화합물(G)을 에너지선 조사함에 의해 경화시킴으로써, 점접착제층의 접착력을 저하시킬 수 있기 때문에, IC 칩을 본딩 공정으로 이송할 때의 기재와 점접착제층의 층간 박리를 용이하게 행할 수 있게 된다. 또한, 통상 기재와 점접착제층간보다도 점접착제층과 칩간 쪽이 접착력이 크기 때문에, 이 때에 IC 칩 이 점접착제층으로부터 박리되는 경우는 없다.
에너지선 중합성 화합물(G)은, 자외선, 전자선 등의 에너지선의 조사를 받으면 중합 경화되는 화합물이다.
이 에너지선 중합성 화합물(G)로서는, 구체적으로는 트리메틸올프로판트리아크릴레이트, 펜타에리스리톨트리아크릴레이트, 펜타에리스리톨테트라아크릴레이트, 디펜타에리스리톨모노히드록시펜타아크릴레이트, 디펜타에리스리톨헥사아크릴레이트 또는 1,4-부틸렌글리콜디아크릴레이트, 1,6-헥산디올디아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜디아크릴레이트, 올리고에스테르아크릴레이트, 우레탄아크릴레이트계 올리고머, 에폭시 변성 아크릴레이트, 폴리에테르아크릴레이트, 이타콘산 올리고머 등의 아크릴레이트계 화합물을 들 수 있다.
이러한 화합물은, 분자 내에 하나 이상의 중합성 이중결합을 갖고, 중량 평균 분자량이 통상 100~30,000, 바람직하게는 300~10,000 정도이다.
이들은 1종 단독으로, 또는 2종류 이상을 조합시켜서 사용할 수 있다.
에너지선 중합성 화합물(G)을 사용하는 경우, 점접착제 조성물 중의 에너지선 중합성 화합물(G)의 함량은, 에폭시계 열경화 수지(A)의, 아크릴 중합체(D)가 점접착제 조성물 중에 포함되는 경우에는, 에폭시계 열경화 수지(A)와 아크릴 중합체(D)의 합계 100 중량부에 대해 통상 1~40 중량부, 바람직하게는 3~30 중량부, 보다 바람직하게는 3~20 중량부이다. 40 중량부를 초과하면, 유기 기판이나 리드 프레임에 대한 점접착제층의 접착성을 저하시키는 경우가 있다.
(H) 광중합 개시제
본 발명의 점착제 조성물은, 그 사용시에, 자외선 등의 에너지선을 조사하여, 접착력을 저하시키는 경우가 있다. 이때, 상기 조성물 중에 광중합 개시제(H)를 첨가함으로써, 중합 경화시간 또는 광선 조사량을 적게 할 수 있다.
이러한 광중합 개시제(H)로서는, 구체적으로는, 벤조페논, 아세토페논, 벤조인, 벤조인메틸에테르, 벤조인에틸에테르, 벤조인이소프로필에테르, 벤조인이소부틸에테르, 벤조인 안식향산, 벤조인 안식향산 메틸, 벤조인디메틸케탈, 2,4-디에틸티옥산톤, α-히드록시시클로헥실페닐케톤, 벤질디페닐설파이드, 테트라메틸티우람모노설파이드, 아조비스이소부티로니트릴, 디아세틸, β-클로로안트라퀴논 등을 들 수 있다.
광중합 개시제(H)는 1종 단독으로, 또는 2종류 이상을 조합시켜서 사용할 수 있다.
광중합 개시제(H)의 배합비율은, 이론적으로는, 점접착제 중에 존재하는 불포화 결합량이나 그의 반응성 및 사용되는 광중합 개시제의 반응성을 토대로 하여 결정되어야 하지만, 복잡한 혼합물계에 있어서는 반드시 용이한 것은 아니다.
광중합 개시제(H)를 사용하는 경우에는, 일반적인 지침으로서, 점접착제 조성물 중의 광중합 개시제(H)의 함량은, 에너지선 중합성 화합물(G)의 합계 100 중량부에 대해서 0.1~10 중량부가 바람직하고, 1~5 중량부가 보다 바람직하다. 0.1 중량부 미만이면 광중합의 부족으로 만족스러운 픽업성이 얻어지지 않는 경우가 있고, 10 중량부를 초과하면 광중합에 기여하지 않는 잔류물이 생성되어, 점접착제의 경화성이 불충분해지는 경우가 있다.
(I) 무기 충전재
무기 충전재(I)를 점접착제 조성물에 배합함으로써, 열팽창계수를 조정하는 것이 가능해져, 반도체 칩이나 금속 또는 유기 기판에 대해 경화 후의 점접착제층의 열팽창계수를 최적화함으로써 패키지의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 또한, 점접착제층의 경화 후의 흡습율을 저감시키는 것도 가능해진다.
바람직한 무기 충전재로서는, 실리카, 알루미나, 탈크, 탄산칼슘, 티탄화이트, 벵갈라, 탄화규소, 질화붕소 등의 분말, 이들을 구형화(球形化)한 비즈, 단결정 섬유, 유리 섬유 등을 들 수 있다.
이들은 1종 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
본 발명에 있어서는, 이들 중에서도, 실리카 분말, 알루미나 분말의 사용이 바람직하다.
무기 충전재(I)의 사용량은, 점접착제 조성물 전체에 대해서, 통상 0~80 중량%의 범위에서 조정이 가능하다.
기타 성분
본 발명의 점접착제 조성물에는, 상기의 성분 외에, 필요에 따라 각종 첨가제가 배합되어도 된다.
예를 들어, 경화 후의 점접착제층의 가요성을 유지하기 위해 가요성 성분을 첨가할 수 있다. 가요성 성분은 상온 또는 가열하에서 가요성을 갖는 성분으로, 가열이나 에너지선 조사로는 실질적으로 경화되지 않는 것이 선택된다.
가요성 성분은, 열가소성 수지나 엘라스토머로 되는 폴리머여도 되고, 폴리 머의 그래프트 성분, 폴리머의 블록 성분이어도 된다. 또한, 가요성 성분이 에폭시 수지로 사전에 변성된 변성 수지여도 된다.
추가적으로, 점접착제 조성물의 각종 첨가제로서, 가소제, 대전방지제, 산화방지제, 안료, 염료 등을 사용해도 된다.
상기와 같은 성분으로 되는 점접착제 조성물은 감압(感壓) 접착성과 가열 경화성을 가져, 미경화 상태에서는 각종 피착체를 일시적으로 유지하는 기능을 갖는다. 그리고 열경화를 거쳐서 최종적으로는 내충격성이 높은 경화물을 부여할 수 있으며, 또한 전단강도와 박리강도의 균형도 우수하여, 엄격한 습열 환경에 노출되어도 충분한 접착물성을 유지할 수 있다.
또한 본 발명의 점접착제 조성물은 경화촉진제로서, 메틸에틸케톤에 가용이면서 실온에서 경화촉진제로서 불활성인 경화촉진제를 함유하고 있기 때문에, 본 발명의 점접착제 조성물을 사용하여, 얇은 점접착제층을 갖고, 또한 저장 안정성이 우수하여, 엄격한 리플로 조건에 노출된 경우에도, 높은 패키지 신뢰성을 달성할 수 있는 점접착 시트를 제조할 수 있다.
본 발명의 점접착제 조성물은, 상기 각 성분을 적절한 비율로 혼합하여 얻을 수 있다. 혼합할 때에는, 각 성분을 사전에 용제로 희석시켜 두어도 되고, 또한 혼합시에 용제를 첨가해도 된다.
상기 용제로서는, 예를 들어, 메틸에틸케톤, 아세톤, 톨루엔, 초산에틸, 메틸이소부틸케톤 등을 들 수 있다. 점접착제 조성물의 필수 성분을 잘 용해시키고, 점접착제 조성물을 용해시켜서 기재 상에 도포한 후에는 휘발시키기 쉽다는 점에 서, 메틸에틸케톤이 바람직하다.
<점접착 시트>
본 발명에 의하면, 상기 점접착제 조성물을 사용한 점접착 시트가 제공된다.
본 발명의 점접착 시트(이하, 간단히 「점접착 시트」라고도 한다.)는, 기재 상에, 상기 점접착제 조성물로 되는 점접착제층이 형성되어 된다. 점접착 시트는, 테이프상, 라벨상 등 모든 형상을 취할 수 있다.
기재
점접착 시트의 기재로서는, 예를 들어, 폴리에틸렌 필름, 폴리프로필렌 필름, 폴리부텐 필름, 폴리부타디엔 필름, 폴리메틸펜텐 필름, 폴리염화비닐 필름, 염화비닐 공중합체 필름, 불소 수지 필름, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름, 폴리에틸렌나프탈레이트 필름, 폴리부틸렌테레프탈레이트 필름, 폴리우레탄 필름, 에틸렌초산비닐 공중합체 필름, 아이오노머 수지 필름, 에틸렌·(메타)아크릴산 공중합체 필름, 에틸렌·(메타)아크릴산에스테르 공중합체 필름, 폴리스티렌 필름, 폴리카보네이트 필름, 폴리이미드 필름 등의 투명 필름을 들 수 있다.
또한 이들의 가교 필름도 사용할 수 있다. 또한 이들의 적층 필름이어도 된다.
또한, 상기의 투명 필름 외에, 이들을 착색한 불투명 필름 등을 사용하는 것도 가능하다. 단, 본 발명의 점접착 시트를 사용할 때, 기재면측으로부터 자외선 등의 에너지선 조사를 행하는 경우에는, 기재는 사용하는 에너지선에 대해 투명한 것이 바람직하다.
본 발명의 점접착 시트에는 각종의 피착체가 첩부(貼付)되고, 피착체에 소요의 가공, 예를 들어, 다이싱을 행한 후, 점접착제층은, 피착체에 고착 잔존되어 기재로부터 박리된다. 즉, 본 발명의 점접착 시트는, 점접착제층을 기재로부터 피착체에 전사하는 공정을 포함하는 프로세스에 사용된다. 이 때문에, 기재의 점접착제층에 접하는 면의 표면장력은, 바람직하게는 40 mN/m 이하, 더욱 바람직하게는 37 mN/m 이하, 특히 바람직하게는 1~35 mN/m이다. 이러한 표면장력이 낮은 기재는, 재질을 적절히 선택해서 얻는 것이 가능하며, 또한 기재의 표면에 박리제를 도포하여 박리처리를 행함으로써 얻는 것도 가능하다.
기재의 박리처리에 사용되는 박리제로서는, 알키드계, 실리콘계, 불소계, 불포화 폴리에스테르계, 폴리올레핀계, 왁스계의 것 등을 들 수 있지만, 특히 알키드계, 실리콘계, 불소계의 박리제가 내열성을 갖기 때문에 바람직하다.
상기의 박리제를 사용하여 기재의 표면을 박리처리하기 위해서는, 박리제를 그대로 무용제로, 또는 용제 희석이나 에멀젼화 해서, 그라비아 코터, 메이어 바 코터, 에어나이프 코터, 롤 코터 등에 의해 도포하여, 상온 또는 가열 또는 전자선 경화시키거나, 웨트 라미네이션이나 드라이 라미네이션, 열용융 라미네이션, 용융압출 라미네이션, 공압출 가공 등으로 적층체를 형성하면 된다.
기재의 막두께는, 통상은 10~500 ㎛, 바람직하게는 15~300 ㎛, 보다 바람직하게는 20~250 ㎛ 정도이다.
점접착제층의 두께는, 바람직하게는 0.01~150 ㎛, 보다 바람직하게는 0.1~50 ㎛, 보다 바람직하게는 0.5~10 ㎛ 정도이다. 이것은, 최근의 반도체 칩의 박형화의 요구에 대응할 수 있는 두께이다. 또한, 점접착제층 중에 있어서 경화촉진제(C)의 최대 입자경은, 통상 1 ㎛ 이하, 바람직하게는 0.1 ㎛ 이하이다.
이처럼 얇은 점접착제층을 가지고, 또한 저장 안정성이 우수한 점접착 시트는, 본 발명의 점접착제 조성물을 사용함으로써 제조가 가능하다.
점접착 시트의 제조방법
본 발명의 점접착 시트는, 상기와 같은 기재와 점접착제 조성물로부터 제조된다.
점접착 시트의 제조방법은 특별히 한정되지는 않는다. 기재 상에, 점접착제층을 구성하는 점접착제 조성물을 도포 건조함으로써 제조해도 되고, 또한 점접착제층을 박리 필름 상에 설치하여, 이것을 상기 기재에 전사함으로써 제조해도 된다. 또한, 점접착 시트의 사용 전에, 점접착제층을 보호하기 위해서, 점접착제층의 상면(上面)에 박리 필름을 적층해 두어도 된다. 또한, 점접착제층의 표면 외주부(外周部)에는, 링 프레임 등의 다른 지그를 고정하기 위해 별도 감압성 접착제층(感壓性接着劑層)이 설치되어 있어도 된다.
<점접착 시트를 사용한 반도체장치의 제조방법>
본 발명에 의하면, 상기 점접착 시트를 사용한 반도체장치의 제조방법도 제공된다.
본 발명의 반도체장치의 제조방법에 있어서는, 먼저, 본 발명의 점접착 시트를 다이싱장치 상에 링 프레임으로 고정하고, 실리콘 웨이퍼의 한쪽 면을 점접착 시트의 점접착제층 상에 올려놓고, 가볍게 눌러, 웨이퍼를 고정한다.
또한, 점접착제 조성물이 에너지선 중합성 화합물(G)을 포함하는 경우에는, 그 후 점접착제층에, 기재측으로부터 에너지선을 조사하고, 점접착제층의 응집력을 올려, 점접착제층과 기재 사이의 접착력을 저하시켜 둔다. 조사되는 에너지선으로서는, 자외선(UV) 또는 전자선(EB) 등이 사용되고, 바람직하게는 자외선이 사용된다.
이어서, 다이싱소(dicing saw) 등의 절단수단을 사용해서, 상기의 실리콘 웨이퍼를 절단하여 IC 칩을 얻는다. 이때의 절단 깊이는, 실리콘 웨이퍼의 두께와, 점접착제층의 두께의 합계 또는 다이싱소의 마모분을 더한 깊이로 한다.
또한, 에너지선 조사는, 반도체 웨이퍼의 첩부 후, IC 칩의 박리 전의 어느 단계에서 행해도 된다. 예를 들어, 다이싱 후에 행해도 되고, 또한 하기의 익스팬드 공정 후에 행해도 된다. 또한, 에너지선 조사를 복수회로 나누어 행해도 된다.
이어서 필요에 따라, 점접착 시트의 익스팬드를 행하면, IC 칩 간격이 확장되어, 점접착제층과 기재 사이에 어긋남이 발생하게 되고, 이 때문에 점접착제층과 기재 사이의 접착력이 감소하여, IC 칩의 픽업을 용이하게 행할 수 있게 된다.
이렇게 하여 IC 칩의 픽업을 행하면, 절단된 점접착제층을 IC 칩 뒷면에 고착 잔존시켜 기재로부터 박리할 수 있다.
이어서 점접착제층을 매개로 IC 칩을 다이패드부에 올려놓는다. 다이패드부는 IC 칩을 올려놓기 전에 가열하거나 올려놓은 직후에 가열된다. 가열온도는, 통상은 80~200℃, 바람직하게는 100~180℃이며, 가열시간은, 통상은 0.1초~5분, 바람직하게는 0.5초~3분이며, 다이 본딩 압력은, 통상 1 ㎪~200 ㎫이다.
IC 칩을 다이패드부에 다이 본딩한 후, 필요에 따라 추가적으로 가열을 행해도 된다. 이때의 가열조건은, 상기 가열온도의 범위이며, 가열시간은 통상 1~180분, 바람직하게는 10~120분이다. IC 칩은 마운트된 후에 봉지공정에서 수지로 봉지되는 경우가 있다. 그때에는 통상, 봉지 수지를 경화하기 위해서 150~180℃, 1~8시간 정도의 가열이 행해지기 때문에, 상기의 가열에는 이 가열을 이용해도 된다.
이러한 공정을 거쳐서 반도체장치가 제조된다. 상기 공정을 거침으로써 점접착제층이 경화되어, IC 칩과 다이패드부를 강고하게 접착할 수 있다. 또한, 점접착제층은 다이 본딩 조건하에서는 유동화되어 있기 때문에, 다이패드부의 요철에도 충분히 채워 넣어져, 보이드의 발생을 방지할 수 있다.
즉, 얻어지는 실장품에 있어서는, IC 칩의 고착수단인 점접착제가 경화되고, 또한 다이패드부의 요철에도 충분히 채워 넣어진 구성이 되기 때문에, 과혹한 조건하에 있더라도 충분한 패키지 신뢰성과 보드 실장성이 달성된다.
상기에서는, IC 칩을 다이패드부에 다이 본딩하는 태양을 설명했지만, 이것은 본 발명의 반도체장치의 제조방법의 일태양이고, 기타 본 발명의 반도체장치의 제조방법의 태양으로서, IC 칩을 별도의 IC 칩 상에 다이 본딩하는 태양을 들 수 있다.
또한, 본 발명의 점접착제 조성물 또는 점접착 시트는, 상기와 같은 사용방법 외에, 반도체 화합물, 유리, 세라믹스, 금속 등의 접착에 사용하는 것도 가능하다.
[실시예]
이하, 본 발명을 실시예에 의해 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다. 또한, 이하의 실시예 또는 비교예에 있어서, 평가는 다음과 같이 행하였다.
「두께 5 ㎛의 점접착제층의 도공성」
실시예 또는 비교예의 기재대로 점접착제층의 두께가 5 ㎛인 점접착 시트를 제작하였다. 양호한 점접착 시트가 얻어진 것을 양호, 도공시에 입자가 막혀 도공할 수 없었거나, 얻어진 점접착 시트의 점접착제층에 도공 줄무늬가 발생하거나 평활성이 없는 등, 점접착제층의 면 상태가 나쁜 것을 불량으로 하였다.
「장기보관 후의 표면 실장성의 평가」
(1) 반도체 칩의 제조
먼저 실시예 또는 비교예의, 점접착제층이 기재 상에 형성되어 되는 점접착 시트를 28℃ 공기하에 차광한 상태로 1개월간 방치하였다. 그 후 #2000 연마한 실리콘 웨이퍼(직경 150 ㎜, 두께 150 ㎛)의 연마면에, 방치한 점접착 시트의 첩부를, 테이프 마운터(린텍사제, Adwill RAD2500)로 행하고, 점접착 시트에 첩부한 실리콘 웨이퍼를 웨이퍼 다이싱용 링 프레임에 고정하였다.
그 후, 자외선 조사장치(린텍사제, Adwill RAD2000)를 사용해서 기재면으로부터 자외선을 조사(350 ㎽/㎠, 190 mJ/㎠)하였다.
이어서, 다이싱장치(주식회사 디스코제, DFD651)를 사용하여, 8 ㎜×8 ㎜의 칩 사이즈로 상기의 실리콘 웨이퍼를 다이싱하였다. 다이싱시의 컷팅 깊이에 대해서는, 점접착 시트의 기재를 20 ㎛ 깊이로 컷팅하도록 하였다.
(2) 반도체 패키지의 제조
기판으로서 동박 부착 적층판(copper foil-clad laminate)(미쓰비시 가스화학 주식회사제 CCL-HL830)의 동박(두께 18 ㎛)에 회로 패턴이 형성되고, 패턴 상에 솔더레지스트(다이요 잉크제 PSR4000 AUS303)를 갖고 있는 기판(주식회사 치노기켄(CHINOGIKEN CORPORATION)제 LN001E-001 PCB(Au) AUS303)을 사용하였다.
상기 (1)에서 얻은 점접착 시트 상의 IC 칩을, 점접착제층과 함께 기재로부터 집어올려, 기판 상에, 점접착제층을 매개로 120℃, 100 gf, 1초간의 조건에서 압착했다. 그 후, 몰드 수지(교세라 케미컬 주식회사제 KE-1100AS3)로 봉지(封止) 두께 400 ㎛가 되도록 기판을 봉지하고(봉지장치 아픽야마다 주식회사(APIC YAMADA CORPORATION)제 MPC-06M Trial Press), 175℃에서, 5시간으로 몰드 수지를 경화시켰다.
이어서, 봉지된 기판을 다이싱 테이프(린텍 주식회사제 Adwill D-510T)에 첩부하고, 다이싱장치(주식회사 디스코제, DFD651)를 사용하여 12 ㎜×12 ㎜ 사이즈로 다이싱함으로써 신뢰성 평가용 반도체 패키지를 얻었다.
(3) 반도체 패키지 표면 실장성의 평가
얻어진 반도체 패키지를 85℃, 60%RH 조건하에 168시간 방치하고, 흡습시킨 후, 최고온도 260℃, 가열시간 1분간의 IR 리플로(리플로 로(爐): 사가미 리코(Sagami-Rikou Co. Ltd)제 WL-15-20DNX형)를 3회 행했을 때, 접합부의 들뜸·박리의 유무, 패키지 크랙 발생의 유무를 주사형 초음파 탐상장치(히타치켄키 파인테크 주식회사제 Hye-Focus) 및 단면관찰에 의해 평가하였다.
기판/반도체 칩 접합부에 0.5 ㎜ 이상의 박리를 관찰한 경우를 박리되어 있 다고 판단하고, 패키지를 25개 시험에 투입하여, 박리가 발생하지 않은 개수를 세었다.
「장기보관 후의 접착강도의 평가」
먼저 실시예 및 비교예의 점접착 시트를 28℃ 공기하에 차광한 상태로 1개월간 방치하였다. 그 후 #2000 연마한 실리콘 웨이퍼(두께 350 ㎛)의 연마면에, 방치한 점접착 시트를 라미네이터(다이세이 라미네이터제 라미네이터)를 사용하여 40℃에서 0.5 m/분의 속도로, 0.1 ㎫로 1회 첩합(貼合)시켰다. 그 후, 점접착 시트의 기재를 박리하고, 거기에 두께 150 ㎛의 동판(10 ㎜×50 ㎜, 톨루엔으로 닦아 2시간 실온에서 건조한 것)을, 길이방향 50 ㎜ 중 약 30 ㎜가 점접착제층에 겹치도록, 상기 라미네이터를 사용하여 80℃, 0.5 m/분의 속도로, 0.1 ㎫로 첩합시켰다. 그 후 점접착제층을 175℃에서 5시간 공기하에서 가열경화하여, 접착강도의 측정을 행했다.
접착강도의 측정에서는 23℃, 50%RH 조건하에서 만능시험기(주식회사 시마즈제작소제 오토그래프 AG-IS)를 사용하여, 웨이퍼측을 고정한 상태에서, 동판을 웨이퍼로부터 각도 90도, 속도 50 ㎜/분으로 박리하는 데 필요한 힘(접착강도)을 읽어냈다.
「점접착제층에 있어서 경화촉진제(C)의 최대 입자경의 측정」
실시예 또는 비교예의 점접착 시트의, 건조한 점접착제층을 주사전자현미경(SEM)(히타치 제작소제, 장치명 S-4700)을 사용하여 관측하고, 경화촉진제의 최대 입자경을 구했다. 먼저 배율 5000~10000배에서 점접착제층의 SEM 사진을 촬영했 다. 그 사진으로부터 스케일로 경화촉진제의 입자경을 읽어내, 최대의 것을 최대 입자경으로 하였다.
또한, 점접착제 조성물을 구성하는 각 성분은 하기와 같다.
(A) 에폭시계 열경화 수지: 비스페놀 A 디글리시딜에테르(재팬 에폭시레진 주식회사제 에피코트828, 에폭시당량 189 g/eq)
(B) 열경화제: 노볼락형 페놀 수지(쇼와 고분자 주식회사제 쇼놀(SHONOL(등록상표)) BRG-556, 페놀성 수산기당량 104 g/eq)
(C) 경화촉진제
(C)-1. 삼플루오르화붕소 2-메틸 1H-이미다졸(스텔라케미파 주식회사제 AC4B50, 메틸에틸케톤 가용)
(C)-2. 2-페닐-4-메틸-5-히드록시메틸이미다졸(시코쿠 화성공업 주식회사제 2P4MHZ, 메틸에틸케톤 불용)
(C)-3. 2-에틸-4-메틸이미다졸(시코쿠 화성공업 주식회사제 2E4MZ, 메틸에틸케톤 가용)
(D) 아크릴 중합체: 메틸아크릴레이트/2-히드록시에틸아크릴레이트(85 중량%/15 중량%)로 되는 아크릴 중합체(중량 평균 분자량: 약 40만, Tg: 4℃)
(E) 실란 커플링제(미츠비시화학 주식회사제 MKC 실리케이트 MSEP2)
(F) 가교제: 방향족성 폴리이소시아네이트(일본 폴리우레탄 공업주식회사제 콜로네이트 L)
(G) 에너지선 중합성 화합물: 2관능성 아크릴레이트(일본카야쿠 주식회사제 KAYARADR-684)
(H) 광중합 개시제(씨바·스페셜티·케미컬즈 주식회사제 이르가큐어(IRGACURE(등록상표)) 184)
또한, 점접착 시트의 기재로서는, 폴리에틸렌 필름(두께 100 ㎛, 표면장력 33 mN/m)을 사용하였다.
(실시예 또는 비교예)
표 1에 기재된 조성의 점접착제 조성물을 사용하였다. 표 중, 수치는 고형분 환산의 중량부를 나타낸다. 표 1에 기재된 조성의 점접착제 조성물을 고형분 농도 40 중량%가 되도록 메틸에틸케톤으로 희석하였다. 그 후, 점접착제 조성물을 실리콘처리된 박리 필름(린텍 주식회사제 SP-PET3811(S)) 상에 점접착제층이 건조 후 두께가 5 ㎛가 되도록 도포, 건조(100℃, 1분간)한 후에 기재와 첩합시켜서, 점접착제층을 기재 상에 전사함으로써 점접착 시트를 얻었다.
얻어진 점접착 시트를 사용하여, 28℃ 공기하에 1개월 방치 후의 표면 실장성, 접착강도의 평가를 행하는 동시에, 저장 안정성의 확인을 행했다. 그 결과를, 표 2에 나타낸다.
실시예 1~5에서 사용한 점접착 시트는, 장기보관 후의 표면 실장성과 접착강도가 양호하다. 반면, 비교예 2, 3에서 사용한 점접착 시트는 불량한 결과가 되어 있다. 이것은 비교예 2, 3에서 사용한 점접착 시트의 점접착제층에 포함되는 경화촉진제가, 28℃에서 경화촉진제로서 활성이었기 때문이다.
점접착제층에 있어서 경화촉진제(C)의 최대 입자경의 측정 결과
실시예 1~5 또는 비교예 2, 3에서는, 배율 10000배의 SEM 사진에 있어서 입 자상물질이 확인되지 않았다. 비교예 1에서는 최대 입자경 30 ㎛의 입자상물이 확인되었다. 또한, 점접착제 조성물의 원재료 중, 점접착제층에 있어서 입자로서 존재할 수 있는 성분은 경화촉진제뿐이기 때문에, 이 입자상물은 경화촉진제이다. 경화촉진제를 포함하지 않는 점접착제에서는 입자상물은 보이지 않는다.
Figure 112008088220057-pat00009
Figure 112008088220057-pat00010

Claims (12)

  1. 에폭시계 열경화 수지(A)와, 열경화제(B)와, 경화촉진제(C)를 포함하는 점접착제 조성물로서,
    상기 경화촉진제(C)가 메틸에틸케톤에 가용이면서 실온에서 경화촉진제로서 불활성이고,
    상기 경화촉진제(C)가 이미다졸 화합물을 전자공여체로 하는 착체이며,
    상기 이미다졸 화합물을 전자공여체로 하는 착체에 있어서의 전자수용체가 삼플루오르화붕소인 것을 특징으로 하는 점접착제 조성물.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항의 점접착제 조성물로 되는 점접착제층이, 기재 상에 형성되어 되는 점접착 시트.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 점접착제층 중에 있어서 상기 경화촉진제(C)의 최대 입자경이 1 ㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 점접착 시트.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 점접착제층의 두께가 10 ㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 점접착 시트.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 점접착제층의 두께가 10 ㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 점접착 시트.
  9. 제5항의 점접착 시트의 점접착제층에 반도체 웨이퍼를 첩착(貼着)하는 공정과,
    상기 반도체 웨이퍼를 다이싱하는 공정과,
    다이싱에 의해 얻어진 반도체 칩을, 상기 점접착제층의 적어도 일부를 상기 반도체 칩에 고착 잔존시키고, 상기 점접착 시트의 기재로부터 박리하는 공정과,
    박리된 반도체 칩을 다이패드부 또는 별도의 반도체 칩 상에, 상기 반도체 칩에 고착 잔존한 점접착제층을 매개로 열압착하는 공정
    을 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체장치의 제조방법.
  10. 제6항의 점접착 시트의 점접착제층에 반도체 웨이퍼를 첩착하는 공정과,
    상기 반도체 웨이퍼를 다이싱하는 공정과,
    다이싱에 의해 얻어진 반도체 칩을, 상기 점접착제층의 적어도 일부를 상기 반도체 칩에 고착 잔존시키고, 상기 점접착 시트의 기재로부터 박리하는 공정과,
    박리된 반도체 칩을 다이패드부 또는 별도의 반도체 칩 상에, 상기 반도체 칩에 고착 잔존한 점접착제층을 매개로 열압착하는 공정
    을 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체장치의 제조방법.
  11. 제7항의 점접착 시트의 점접착제층에 반도체 웨이퍼를 첩착하는 공정과,
    상기 반도체 웨이퍼를 다이싱하는 공정과,
    다이싱에 의해 얻어진 반도체 칩을, 상기 점접착제층의 적어도 일부를 상기 반도체 칩에 고착 잔존시키고, 상기 점접착 시트의 기재로부터 박리하는 공정과,
    박리된 반도체 칩을 다이패드부 또는 별도의 반도체 칩 상에, 상기 반도체 칩에 고착 잔존한 점접착제층을 매개로 열압착하는 공정
    을 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체장치의 제조방법.
  12. 제8항의 점접착 시트의 점접착제층에 반도체 웨이퍼를 첩착하는 공정과,
    상기 반도체 웨이퍼를 다이싱하는 공정과,
    다이싱에 의해 얻어진 반도체 칩을, 상기 점접착제층의 적어도 일부를 상기 반도체 칩에 고착 잔존시키고, 상기 점접착 시트의 기재로부터 박리하는 공정과,
    박리된 반도체 칩을 다이패드부 또는 별도의 반도체 칩 상에, 상기 반도체 칩에 고착 잔존한 점접착제층을 매개로 열압착하는 공정
    을 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체장치의 제조방법.
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