KR101688677B1 - 플립 칩 실장용 접착제, 플립 칩 실장용 접착 필름, 반도체 칩의 실장 방법 및 반도체 장치 - Google Patents

플립 칩 실장용 접착제, 플립 칩 실장용 접착 필름, 반도체 칩의 실장 방법 및 반도체 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 투명성이 높아 반도체 칩 본딩시의 패턴 또는 위치 표시의 인식을 용이하게 하는 반도체 접합용 접착제를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 에폭시 수지, 무기 필러 및 경화제를 함유하는 반도체 접합용 접착제로서, 상기 무기 필러는, 반도체 접합용 접착제 중의 함유량이 30 ∼ 70 중량％ 이고, 또한 평균 입자 직경이 0.1 ㎛ 미만인 필러 A 와, 평균 입자 직경이 0.1 ㎛ 이상 1 ㎛ 미만인 필러 B 를 함유하고, 상기 필러 A 는, 상기 필러 B 에 대한 중량비가 1/9 ∼ 6/4 인 반도체 접합용 접착제이다. 또, 본 발명은, 에폭시 수지와 무기 필러와 경화제를 함유하는 반도체 접합용 접착제로서, 상기 에폭시 수지와 상기 무기 필러의 굴절률차가 0.1 이하인 반도체 접합용 접착제이다.

Description

플립 칩 실장용 접착제, 플립 칩 실장용 접착 필름, 반도체 칩의 실장 방법 및 반도체 장치{ADHESIVE FOR FLIP CHIP MOUNTING, ADHESIVE FILM FOR FLIP CHIP MOUNTING, METHOD FOR MOUNTING SEMICONDUCTOR CHIP, AND SEMICONDUCTOR DEVICE}
본 발명은 투명성이 높아 반도체 칩 본딩시의 패턴 또는 위치 표시의 인식을 용이하게 하는 반도체 접합용 접착제에 관한 것이다.
반도체 장치의 제조에 있어서는, 반도체 칩을 기판 또는 다른 반도체 칩에 접착 고정시키는 본딩 공정이 실시된다. 반도체 칩을 본딩할 때에는, 현재로는 접착제, 접착 필름 등이 사용되는 경우가 많다.
예를 들어, 특허문헌 1 에는, 반도체 칩과 가요성의 배선 기판과 그것들 사이에 끼워진 절연층으로 이루어지는 구조를 갖는 반도체 장치에 있어서, 절연층이 가열 접착 온도에 있어서의 캐필러리 레오미터법에 의한 최저 점도가 100 ∼ 2000 Pa·s 인 절연층용 접착 필름이 개시되어 있다. 특허문헌 1 에는, 동 문헌에 기재된 절연층용 접착 필름은 필름의 침출량 제어, 내열성, 회로 충전성이 우수하다고 기재되어 있다.
한편, 최근 반도체 장치의 소형화, 고집적화가 진전되어, 예를 들어, 표면에 전극으로서 복수의 돌기 (범프) 를 갖는 플립 칩, 복수의 박 (薄) 연삭한 반도체 칩을 적층한 스택드 칩 등도 생산되고 있다. 또한, 이러한 소형화, 고집적화한 반도체 장치를 효율적으로 생산하기 위해서 제조 공정의 자동화도 점점 진전되고 있다.
최근의 자동화된 본딩 공정에 있어서는, 반도체 칩 상에 설치된 패턴 또는 위치 표시를 카메라가 인식함으로써 반도체 칩의 위치 맞춤이 실시된다. 이 때, 패턴 또는 위치 표시는 반도체 칩 상에 적층된 접착제 상에서 인식되기 때문에, 본딩시에 사용되는 접착제에는, 카메라가 패턴 또는 위치 표시를 충분히 인식할 수 있을 정도의 투명성이 요구된다.
그러나, 종래의 접착제에는, 경화물의 선팽창률을 저하시켜 높은 접합 신뢰성을 실현하기 위해서 다량의 무기 필러가 혼입되고 있어, 투명성 저하의 원인이 되고 있다. 그 때문에, 카메라에 의한 패턴 또는 위치 표시의 인식이 곤란해져, 반도체 장치의 생산성 향상에 방해되는 것이 문제가 되고 있다.
(특허문헌 1) 일본 공개특허공보 평11-12545호
본 발명은 투명성이 높아 반도체 칩 본딩시의 패턴 또는 위치 표시의 인식을 용이하게 하는 반도체 접합용 접착제를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명 1 은 에폭시 수지, 무기 필러 및 경화제를 함유하는 반도체 접합용 접착제로서, 상기 무기 필러는, 반도체 접합용 접착제 중의 함유량이 30 ∼ 70 중량％ 이고, 또한, 평균 입자 직경이 0.1 ㎛ 미만인 필러 A 와, 평균 입자 직경이 0.1 ㎛ 이상 1 ㎛ 미만인 필러 B 를 함유하고, 상기 필러 A 는 상기 필러 B 에 대한 중량비가 1/9 ∼ 6/4 인 반도체 접합용 접착제이다.
본 발명 2 는 에폭시 수지와 무기 필러와 경화제를 함유하는 반도체 접합용 접착제로서, 상기 에폭시 수지와 상기 무기 필러의 굴절률차가 0.1 이하인 반도체 접합용 접착제이다.
반도체 접합용 접착제에 있어서, 경화물의 선팽창률을 낮게 유지하면서 투명성을 높이기 위해서는, 평균 입자 직경이 광의 파장보다 충분히 작은 무기 필러를 사용하는 것이 일반적으로 유효하다. 그러나, 이러한 무기 필러를 사용하면, 반도체 접합용 접착제는 점도가 증대되어 유동성이 저하되기 때문에, 도포성이 저하되거나, 표면에 돌기 전극을 갖는 웨이퍼에 대해 그 반도체 접합용 접착제로 이루어지는 접착제층의 추종성이 저하되거나 하는 것이 문제이다.
이에 대해, 본 발명자들은, 에폭시 수지, 무기 필러 및 경화제를 함유하는 반도체 접합용 접착제에 있어서, 무기 필러의 반도체 접합용 접착제 중의 함유량을 소정의 범위로 하고, 또한 소정의 평균 입자 직경을 갖는 2 종류의 무기 필러를 소정의 중량비로 사용함으로써, 우수한 도포성, 높은 접합 신뢰성 및 높은 투명성을 동시에 실현할 수 있음을 알아냈다. 본 발명자들은, 이와 같은 반도체 접합용 접착제는 투명성이 높기 때문에, 카메라에 의한 반도체 칩 본딩시의 패턴 또는 위치 표시의 인식을 용이하게 하는 것을 알아내고, 본 발명 1 을 완성시키기에 이르렀다.
본 발명자들은, 일반적으로 반도체 접합용 접착제에 사용되는 노볼락형 에폭시 수지, 비스페놀형 에폭시 수지, 에폭시기를 갖는 아크릴 수지 등의 굴절률은 1.4 ∼ 1.6 정도인 데에 비해, 예를 들어, 일반적으로 무기 필러로서 사용되는 실리카의 굴절률은 1.2 ∼ 1.4 정도로, 양자의 굴절률에 차이가 있는 것에 주목하였다.
본 발명자들은, 에폭시 수지와 무기 필러와 경화제를 함유하는 반도체 접합용 접착제에 있어서, 에폭시 수지와 무기 필러의 굴절률차를 0.1 이하로 함으로써, 반도체 접합용 접착제를 투과하는 광의 산란을 억제할 수 있어, 투명성이 높은 반도체 접합용 접착제가 얻어지는 것을 알아냈다. 본 발명자들은, 이와 같은 반도체 접합용 접착제를 사용함으로써, 반도체 칩 본딩시의 패턴 또는 위치 표시의 인식이 용이해지는 것을 알아내고, 본 발명 2 를 완성시키기에 이르렀다.
이하에 본 발명 1 및 본 발명 2 를 상세히 서술한다.
또한, 본 명세서에 있어서 본 발명 1 과 본 발명 2 에 공통되는 사항에 대해서는, 간단히 「본 발명」으로 하여 설명한다.
본 발명의 반도체 접합용 접착제는 에폭시 수지를 함유한다.
상기 에폭시 수지는 특별히 한정되지 않지만, 다고리형 탄화수소 골격을 주사슬에 갖는 에폭시 수지를 함유하는 것이 바람직하다. 상기 다고리형 탄화수소 골격을 주사슬에 갖는 에폭시 수지를 함유함으로써, 얻어지는 반도체 접합용 접착제의 경화물은, 강직하여 분자의 운동이 저해되기 때문에 우수한 기계적 강도 및 내열성을 발현시키고, 또 흡수성이 낮아지기 때문에 우수한 내습성을 발현시킨다.
상기 다고리형 탄화수소 골격을 주사슬에 갖는 에폭시 수지는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어 디시클로펜타디엔디옥사이드, 디시클로펜타디엔 골격을 갖는 페놀노볼락에폭시 수지 등의 디시클로펜타디엔 골격을 갖는 에폭시 수지 (이하, 디시클로펜타디엔형 에폭시 수지라고도 한다), 1-글리시딜나프탈렌, 2-글리시딜나프탈렌, 1,2-디글리시딜나프탈렌, 1,5-디글리시딜나프탈렌, 1,6-디글리시딜나프탈렌, 1,7-디글리시딜나프탈렌, 2,7-디글리시딜나프탈렌, 트리글리시딜나프탈렌, 1,2,5,6-테트라글리시딜나프탈렌 등의 나프탈렌 골격을 갖는 에폭시 수지 (이하, 나프탈렌형 에폭시 수지라고도 한다), 테트라하이드록시페닐에탄형 에폭시 수지, 테트라키스(글리시딜옥시페닐)에탄, 3,4-에폭시-6-메틸시클로헥실메틸-3,4-에폭시-6-메틸시클로헥산카르보네이트 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 디시클로펜타디엔형 에폭시 수지, 나프탈렌형 에폭시 수지가 바람직하다.
이들 다고리형 탄화수소 골격을 주사슬에 갖는 에폭시 수지는, 단독으로 이용되어도 되고, 2 종류 이상이 병용되어도 되며, 또 비스페놀 A 형 에폭시 수지, 비스페놀 F 형 에폭시 수지 등의 범용되는 에폭시 수지와 병용되어도 된다.
상기 나프탈렌형 에폭시 수지는, 하기 일반식 (1) 로 나타내는 구조를 갖는 화합물을 함유하는 것이 바람직하다. 하기 일반식 (1) 로 나타내는 구조를 갖는 화합물을 함유함으로써, 얻어지는 반도체 접합용 접착제의 경화물의 선팽창률을 낮출 수 있어, 경화물의 내열성이나 접착성이 향상되어 보다 높은 접합 신뢰성을 실현할 수 있다.
[화학식 1]
Figure 112012023273420-pct00001
일반식 (1) 중, R4 및 R5 는 각각 수소 원자, 할로겐 원자, 알킬기, 아릴기 또는 페닐기를 나타내고, n 및 m 은 각각 0 또는 1 이다.
상기 에폭시 수지가 상기 일반식 (1) 로 나타내는 구조를 갖는 화합물을 함유하는 경우, 상기 일반식 (1) 로 나타내는 구조를 갖는 화합물의 배합량은 특별히 한정되지 않지만, 상기 에폭시 수지 중의 바람직한 하한이 3 중량％, 바람직한 상한이 90 중량％ 이다. 상기 일반식 (1) 로 나타내는 구조를 갖는 화합물의 배합량이 3 중량％ 미만이면, 반도체 접합용 접착제의 경화물의 선팽창률을 낮추는 효과가 충분히 얻어지지 않거나, 접착력이 저하되거나 하는 경우가 있다. 상기 일반식 (1) 로 나타내는 구조를 갖는 화합물의 배합량이 90 중량％ 를 초과하면, 그 일반식 (1) 로 나타내는 구조를 갖는 화합물과 다른 배합 성분이 상 분리되어, 반도체 접합용 접착제의 도포성이 저하되거나, 흡수율이 높아지거나 하는 경우가 있다. 상기 일반식 (1) 로 나타내는 구조를 갖는 화합물의 배합량은, 상기 에폭시 수지 중의 보다 바람직한 하한이 5 중량％, 보다 바람직한 상한이 80 중량％ 이다.
본 발명의 반도체 접합용 접착제는, 추가로 고분자 화합물을 함유하는 것이 바람직하다. 상기 고분자 화합물을 함유함으로써, 얻어지는 반도체 접합용 접착제에 제막성 또는 가요성을 부여할 수 있어, 접합 신뢰성이 우수한 반도체 접합용 접착제가 얻어진다.
상기 고분자 화합물은 특별히 한정되지 않지만, 에폭시 수지와 반응하는 관능기를 갖는 고분자 화합물이 바람직하다.
상기 에폭시 수지와 반응하는 관능기를 갖는 고분자 화합물은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어, 아미노기, 우레탄기, 이미드기, 수산기, 카르복실기, 에폭시기 등을 갖는 고분자 화합물을 들 수 있다. 그 중에서도, 에폭시기를 갖는 고분자 화합물이 바람직하다.
본 발명의 반도체 접합용 접착제가, 상기 다고리형 탄화수소 골격을 주사슬에 갖는 에폭시 수지와 상기 에폭시기를 갖는 고분자 화합물을 함유하는 경우, 반도체 접합용 접착제의 경화물은, 상기 다고리형 탄화수소 골격을 주사슬에 갖는 에폭시 수지에서 유래하는 우수한 기계적 강도, 내열성 및 내습성과, 상기 에폭시기를 갖는 고분자 화합물에서 유래하는 우수한 가요성을 가지며, 내냉열 사이클성, 내땜납 리플로우성, 치수 안정성 등이 우수하여 높은 접합 신뢰성 및 도통 신뢰성을 실현할 수 있다.
상기 에폭시기를 갖는 고분자 화합물은, 말단 및/또는 측사슬 (팬던트 위치) 에 에폭시기를 갖는 고분자 화합물이면 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어, 에폭시기 함유 아크릴 고무, 에폭시기 함유 부타디엔 고무, 비스페놀형 고분자량 에폭시 수지, 에폭시기 함유 페녹시 수지, 에폭시기 함유 아크릴 수지, 에폭시기 함유 우레탄 수지, 에폭시기 함유 폴리에스테르 수지 등을 들 수 있다. 이들 에폭시기를 갖는 고분자 화합물은, 단독으로 이용되어도 되고, 2 종 이상이 병용되어도 된다. 그 중에서도, 에폭시기를 많이 함유하고, 얻어지는 반도체 접합용 접착제의 경화물의 기계적 강도, 내열성을 보다 높일 수 있는 점에서, 에폭시기 함유 아크릴 수지가 바람직하다.
상기 고분자 화합물은, 상기 에폭시 수지와 반응하는 관능기에 부가하여, 광경화성 관능기를 가지고 있어도 된다.
상기 고분자 화합물이 상기 광경화성 관능기를 가짐으로써, 얻어지는 반도체 접합용 접착제에 광경화성을 부여하고, 광 조사에 의해 반경화시키는 것이 가능해져, 이와 같은 반도체 접합용 접착제로 이루어지는 접착제층 등의 점착력 또는 접착력을 광 조사에 의해 제어하는 것이 가능해진다.
상기 광경화성 관능기는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어 아크릴기, 메타크릴기 등을 들 수 있다.
상기 고분자 화합물의 중량 평균 분자량은 특별히 한정되지 않지만, 바람직한 하한은 1 만, 바람직한 상한은 100 만이다. 상기 고분자 화합물의 중량 평균 분자량이 1 만 미만이면, 얻어지는 반도체 접합용 접착제의 경화물의 접착력이 부족하거나, 반도체 접합용 접착제를 필름화하는 경우에, 필름화가 곤란해지거나, 반도체 접합용 접착제의 막 제조성이 불충분해져, 경화물의 가요성이 충분히 향상되지 않거나 하는 경우가 있다. 상기 고분자 화합물의 중량 평균 분자량이 100 만을 초과하면, 얻어지는 반도체 접합용 접착제는, 접착 공정에서의 표면 젖음성이 떨어져 접착 강도가 열등한 경우가 있다.
본 발명의 반도체 접합용 접착제가 상기 고분자 화합물을 함유하는 경우, 상기 고분자 화합물의 배합량은 특별히 한정되지 않지만, 상기 에폭시 수지 100 중량부에 대한 바람직한 하한이 20 중량부, 바람직한 상한이 100 중량부이다. 상기 고분자 화합물의 배합량이 20 중량부 미만이면, 얻어지는 반도체 접합용 접착제의 경화물은, 가요성이 저하되어 높은 접합 신뢰성 및 도통 신뢰성이 얻어지지 않는 경우가 있다. 상기 고분자 화합물의 배합량이 100 중량부를 초과하면, 얻어지는 반도체 접합용 접착제의 경화물은, 기계적 강도, 내열성 및 내습성이 저하되어 높은 접합 신뢰성 및 도통 신뢰성이 얻어지지 않는 경우가 있다.
본 발명의 반도체 접합용 접착제는 무기 필러를 함유한다.
상기 무기 필러를 함유함으로써, 얻어지는 반도체 접합용 접착제의 경화물의 선팽창률을 저하시켜 높은 접합 신뢰성을 실현할 수 있다.
본 발명 1 의 반도체 접합용 접착제는, 무기 필러로서 평균 입자 직경이 0.1 ㎛ 미만인 필러 A 와, 평균 입자 직경이 0.1 ㎛ 이상 1 ㎛ 미만인 필러 B 를 함유한다.
이러한 2 종류의 무기 필러를 함유함으로써, 높은 접합 신뢰성을 유지하면서, 얻어지는 반도체 접합용 접착제의 점도의 증대, 및 그 점도의 증대에 의한 유동성 저하를 억제하여 도포성을 향상시킬 수 있는 동시에, 투명성을 높여 카메라에 의한 반도체 칩 본딩시의 패턴 또는 위치 표시의 인식을 용이하게 하여 반도체 장치의 생산성을 향상시킬 수 있다.
또, 반도체 접합용 접착제의 점도의 증대, 및 그 점도의 증대에 의한 유동성 저하를 억제함으로써, 표면에 돌기 전극을 갖는 웨이퍼에 대한 반도체 접합용 접착제로 이루어지는 접착제층의 추종성을 향상시킬 수도 있다.
상기 필러 A 의 평균 입자 직경이 0.1 ㎛ 이상이면, 얻어지는 반도체 접합용 접착제의 투명성이 저하되어, 반도체 칩을 본딩할 때 카메라에 의한 패턴 또는 위치 표시의 인식이 곤란해지는 경우가 있다. 상기 필러 A 의 평균 입자 직경은 0.08 ㎛ 미만인 것이 바람직하다.
상기 필러 B 의 평균 입자 직경이 0.1 ㎛ 미만이면, 얻어지는 반도체 접합용 접착제의 접합 신뢰성이 저하되고, 또 점도가 증대되어 유동성이 저하되고, 도포성이 저하되거나, 표면에 돌기 전극을 갖는 웨이퍼에 대해 반도체 접합용 접착제로 이루어지는 접착제층의 추종성이 저하되거나 하는 경우가 있다. 상기 필러 B 의 평균 입자 직경이 1 ㎛ 이상이면, 얻어지는 반도체 접합용 접착제의 투명성이 저하되어, 반도체 칩을 본딩할 때 카메라에 의한 패턴 또는 위치 표시의 인식이 곤란해지는 경우가 있다.
상기 필러 B 의 평균 입자 직경은 0.15 ㎛ 이상인 것이 바람직하다. 또, 상기 필러 B 의 평균 입자 직경은 0.8 ㎛ 미만인 것이 바람직하다.
또한, 본 명세서 중 평균 입자 직경이란, 레이저 회절식 입도 분포 측정 장치에 의해 측정한 체적 평균에서의 입도 분포 측정 결과로부터 구해지는 평균 입자 직경을 의미한다.
상기 필러 A 는 상기 필러 B 에 대한 중량비의 하한이 1/9, 상한이 6/4 인 것이 바람직하다. 상기 필러 A 의 상기 필러 B 에 대한 중량비가 1/9 미만이면, 얻어지는 반도체 접합용 접착제의 투명성이 저하되어, 반도체 칩을 본딩할 때 카메라에 의한 패턴 또는 위치 표시의 인식이 곤란해지는 경우가 있다. 상기 필러 A 의 상기 필러 B 에 대한 중량비가 6/4 를 초과하면, 얻어지는 반도체 접합용 접착제의 접합 신뢰성이 저하되고, 또 점도가 증대되어 유동성이 저하되고, 도포성이 저하되거나, 표면에 돌기 전극을 갖는 웨이퍼에 대해 반도체 접합용 접착제로 이루어지는 접착제층의 추종성이 저하되거나 하는 경우가 있다.
상기 필러 A 는, 상기 필러 B 에 대한 중량비의 보다 바람직한 하한이 2/8, 보다 바람직한 상한이 5/5 이다.
본 발명 1 의 반도체 접합용 접착제에 사용하는 무기 필러는, 평균 입자 직경 및 중량비가 상기 범위 내이면 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 실리카, 알루미나, 질화알루미늄, 질화붕소, 질화규소, 탄화규소, 산화마그네슘, 산화아연 등을 들 수 있다. 또, 상기 무기 필러로서 예를 들어, 규소, 티탄, 알루미늄, 칼슘, 붕소, 마그네슘 및 지르코니아의 산화물, 그리고, 이들의 복합물 등도 들 수 있으며, 이와 같은 복합물로서 구체적으로는, 예를 들어, 규소-알루미늄-붕소 복합 산화물, 규소-티탄 복합 산화물, 실리카-티타니아 복합 산화물 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 미끄럼성이 우수한 점에서 구상 실리카가 바람직하다.
상기 구상 실리카를 사용함으로써, 얻어지는 반도체 접합용 접착제의 접합 신뢰성을 더욱 높일 수 있으며, 또 점도의 증대, 및 그 점도의 증대에 의한 유동성 저하를 더욱 억제하여, 도포성, 및 표면에 돌기 전극을 갖는 웨이퍼에 대한 반도체 접합용 접착제로 이루어지는 접착제층의 추종성을 더욱 향상시킬 수 있다.
본 발명 2 의 반도체 접합용 접착제에 있어서, 상기 에폭시 수지와 상기 무기 필러의 굴절률차는 0.1 이하이다. 이와 같은 무기 필러를 함유함으로써, 얻어지는 반도체 접합용 접착제의 투명성을 저하시키지 않고 경화물의 기계적 강도를 확보하고, 또 선팽창률을 저하시켜 높은 접착 신뢰성을 실현할 수 있다. 상기 에폭시 수지와 상기 무기 필러의 굴절률차가 0.1 을 초과하면, 얻어지는 반도체 접합용 접착제를 투과하는 광의 산란이 증대되고, 반도체 접합용 접착제의 투명성이 저하되어, 반도체 칩을 본딩할 때 카메라에 의한 패턴 또는 위치 표시의 인식이 곤란해진다.
상기 에폭시 수지와 상기 무기 필러의 굴절률차는 0.05 이하인 것이 바람직하다.
본 발명 2 의 반도체 접합용 접착제에 사용하는 무기 필러는, 상기 에폭시 수지의 굴절률차가 0.1 이하인 한 특별히 한정되지 않지만, 규소, 티탄, 알루미늄, 칼슘, 붕소, 마그네슘 및 지르코니아의 산화물, 그리고, 이들의 복합물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나인 것이 바람직하다.
그 중에서도, 일반적으로 무기 필러로서 사용되는 실리카와 유사한 물성을 갖는 점에서, 규소-알루미늄-붕소 복합 산화물, 규소-티탄 복합 산화물, 실리카-티타니아 복합 산화물이 보다 바람직하다.
본 발명 2 의 반도체 접합용 접착제에 사용하는 무기 필러의 평균 입자 직경은 특별히 한정되지 않지만, 바람직한 하한이 0.1 ㎛, 바람직한 상한이 30 ㎛ 이다. 상기 무기 필러의 평균 입자 직경이 0.1 ㎛ 미만이면, 반도체 접합용 접착제에 무기 필러를 충전하는 것이 곤란해지거나, 얻어지는 반도체 접합용 접착제의 유동성이 저하되어 접착 성능이 저하되거나 하는 경우가 있다. 상기 무기 필러의 평균 입자 직경이 30 ㎛ 를 초과하면, 얻어지는 반도체 접합용 접착제의 투명성이 저하되어, 반도체 칩을 본딩할 때 카메라에 의한 패턴 또는 위치 표시의 인식이 곤란해지는 경우가 있다. 또, 상기 무기 필러의 평균 입자 직경이 30 ㎛ 를 초과하면, 무기 필러의 평균 입자 직경이 크기 때문에 전극 접합 불량이 생기는 경우가 있다.
특히, 평균 입자 직경이 0.5 ㎛ ∼ 5 ㎛ 인 무기 필러를 사용함으로써, 반도체 접합용 접착제의 투명성을 더욱 높일 수 있다. 또, 필요에 따라, 상기 무기 필러로서 평균 입자 직경이 나노미터 사이즈인 무기 필러를 사용해도 된다.
본 발명의 반도체 접합용 접착제에 사용하는 무기 필러는, 커플링제에 의해 표면 처리되어 있는 것이 바람직하다.
표면 처리함으로써, 상기 무기 필러의 응집을 억제하여, 상기 에폭시 수지 등의 수지와의 친화성을 높일 수 있다. 이로써, 얻어지는 반도체 접합용 접착제의 접합 신뢰성을 더욱 높일 수 있으며, 또 점도의 증대, 및 그 점도의 증대에 의한 유동성 저하를 더욱 억제하여, 도포성, 및 표면에 돌기 전극을 갖는 웨이퍼에 대한 반도체 접합용 접착제로 이루어지는 접착제층의 추종성을 더욱 향상시킬 수 있다.
상기 커플링제는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어 실란 커플링제, 티탄 커플링제, 알루미늄 커플링제 등을 들 수 있고, 그 중에서도, 상기 에폭시 수지와의 친화성 및 분산성의 관점에서 실란 커플링제가 바람직하다.
상기 실란 커플링제는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어 비닐 실란, 에폭시 실란, 스티릴 실란, (메트)아크릴옥시 실란, 아미노 실란, 우레이도 실란, 메르캅토 실란, 이미다졸 실란, 이소시아네이트 실란, 알콕시 실란 등의 실란 커플링제를 들 수 있다. 그 중에서도, 알콕시 실란이 바람직하다.
상기 알콕시 실란은 특별히 한정되지 않지만, 페닐트리메톡시 실란, 페닐트리에톡시 실란이 특히 바람직하다.
이들 커플링제는 단독으로 이용되어도 되고, 2 종류 이상이 병용되어도 된다.
본 발명의 반도체 접합용 접착제에 있어서의 무기 필러의 함유량은 특별히 한정되지 않지만, 상기 에폭시 수지 100 중량부에 대한 바람직한 하한이 30 중량부, 바람직한 상한이 350 중량부이다. 상기 무기 필러의 배합량이 30 중량부 미만이면, 반도체 접합용 접착제의 경화물의 기계적 강도를 확보하거나, 선팽창률을 저하시키거나 하는 효과가 충분히 얻어지지 않는 경우가 있다. 상기 무기 필러의 배합량이 350 중량부를 초과하면, 얻어지는 반도체 접합용 접착제의 점도가 상승하고, 접착 공정에서의 표면 젖음성이 떨어져 접착 강도가 열등한 경우가 있다. 상기 무기 필러의 배합량은, 상기 에폭시 수지 100 중량부에 대한 보다 바람직한 하한이 40 중량부, 더욱 바람직한 하한이 60 중량부, 보다 바람직한 상한이 225 중량부, 더욱 바람직한 상한이 150 중량부, 더욱 더 바람직한 상한이 120 중량부이다.
또, 상기 무기 필러는, 상기 접착제층 중의 함유량의 바람직한 하한이 10 중량％, 바람직한 상한이 70 중량％ 이다. 상기 무기 필러의 상기 접착제층 중의 함유량이 10 중량％ 미만이면, 얻어지는 접착제층의 경화물의 선팽창률이 상승하여, 높은 접합 신뢰성을 실현하는 것이 곤란해지는 경우가 있다. 상기 무기 필러의 상기 접착제층 중의 함유량이 70 중량％ 를 초과하면, 얻어지는 접착제층의 경화물은, 탄성률이 상승하기 때문에 열응력을 완화시킬 수 없어, 높은 접합 신뢰성을 실현하는 것이 곤란해지고, 또 상기 접착제층을 형성하기 위한 접착제 용액의 점도의 증대, 및 그 점도의 증대에 의한 유동성 저하를 충분히 억제할 수 없는 경우가 있다. 상기 무기 필러의 상기 접착제층 중의 함유량의 보다 바람직한 하한은 20 중량％, 보다 바람직한 상한은 60 중량％ 이고, 더욱 바람직한 하한은 30 중량％, 더욱 바람직한 상한은 55 중량％ 이며, 특히 바람직한 하한은 40 중량％ 이다.
본 발명의 반도체 접합용 접착제는 경화제를 함유한다.
상기 경화제는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어 트리알킬테트라하이드로 무수 프탈산 등의 가열 경화형 산 무수물계 경화제, 페놀계 경화제, 아민계 경화제, 디시안디아미드 등의 잠재성 경화제, 카티온계 촉매형 경화제 등을 들 수 있다. 이들 경화제는 단독으로 이용되어도 되고, 2 종 이상이 병용되어도 된다. 그 중에서도, 산 무수물계 경화제가 바람직하다.
상기 산 무수물계 경화제를 사용함으로써, 얻어지는 반도체 접합용 접착제의 경화물의 산성도를 중화시킬 수 있어 전극의 신뢰성을 높일 수 있다. 또, 상기 산 무수물계 경화제는 열경화 속도가 빠르기 때문에, 얻어지는 반도체 접합용 접착제의 경화물에 있어서의 보이드 발생을 효과적으로 저감시킬 수 있어 높은 접합 신뢰성을 실현할 수 있다.
또, 후술하는 바와 같이, 경화 촉진제로서 상온에서 액상인 이미다졸 화합물을 사용하는 경우에는, 경화제로서 비시클로 골격을 갖는 산 무수물을 병용함으로써, 높은 열경화성과 우수한 저장 안정성 및 열 안정성을 양립할 수 있다. 이는, 입체적으로 부피가 큰 비시클로 골격을 갖는 산 무수물을 함유함으로써, 경화 반응의 반응성이 억제되기 때문으로 생각된다. 또, 상기 비시클로 골격을 갖는 산 무수물은 상기 에폭시 수지에 대한 용해성이 높은 점에서, 본 발명의 반도체 접합용 접착제의 투명성을 보다 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 비시클로 골격을 갖는 산 무수물을 사용함으로써, 경화물이 우수한 기계적 강도, 내열성, 전기 특성 등을 발현시킬 수 있다.
상기 비시클로 골격을 갖는 산 무수물은 특별히 한정되지 않지만, 하기 일반식 (a) 로 나타내는 구조를 갖는 화합물이 바람직하다.
[화학식 2]
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일반식 (a) 중, X 는 단결합 또는 이중 결합의 연결기를 나타내고, R1 은 메틸렌기 또는 에틸렌기를 나타내고, R2 및 R3 은 수소 원자, 할로겐기, 알콕시기 또는 탄화수소기를 나타낸다.
상기 일반식 (a) 로 나타내는 구조를 갖는 화합물로서 구체적으로는, 예를 들어, 나딕산 무수물, 메틸나드산 무수물 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 이용되어도 되고, 2 종 이상이 병용되어도 된다.
상기 비시클로 골격을 갖는 산 무수물의 시판품은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어 YH-307 및 YH-309 (재팬 에폭시 레진사 제조), 리카시드 HNA-100 (신닛폰 리카사 제조) 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 이용되어도 되고, 2 종 이상이 병용되어도 된다.
상기 경화제의 배합량은 특별히 한정되지 않지만, 상기 에폭시 수지의 관능기와 등량 반응하는 경화제를 사용하는 경우에는, 본 발명의 반도체 접합용 접착제 중에 함유되는 에폭시기의 총량에 대한 바람직한 하한이 60 당량, 바람직한 상한이 110 당량이다. 상기 경화제의 배합량이 60 당량 미만이면, 얻어지는 반도체 접합용 접착제는 충분히 경화되지 않는 경우가 있다. 상기 경화제의 배합량이 110 당량을 초과해도 특별히 반도체 접합용 접착제의 경화성에 기여하지 않는다. 상기 경화제의 배합량의 보다 바람직한 하한은 70 당량, 보다 바람직한 상한은 100 당량이다.
본 발명의 반도체 접합용 접착제는, 경화 속도나 경화물의 물성 등을 조정할 목적으로, 추가로 경화 촉진제를 함유해도 된다.
상기 경화 촉진제는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어 이미다졸계 경화 촉진제, 3 급 아민계 경화 촉진제 등을 들 수 있다. 이들 경화 촉진제는 단독으로 이용되어도 되고, 2 종 이상이 병용되어도 된다. 그 중에서도, 경화 속도나 경화물의 물성 등의 조정을 하기 위한 반응계 제어를 하기 쉬운 점에서, 이미다졸계 경화 촉진제가 바람직하다.
상기 이미다졸계 경화 촉진제는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어 이미다졸의 1 위치를 시아노에틸기로 보호한 1-시아노에틸-2-페닐이미다졸, 이소시아누르산으로 염기성을 보호한 이미다졸계 경화 촉진제 (상품명 「2MA-OK」, 시코쿠 화성 공업사 제조) 등을 들 수 있다. 이들 이미다졸계 경화 촉진제는 단독으로 이용되어도 되고, 2 종 이상이 병용되어도 된다.
또, 상기 이미다졸계 경화 촉진제는, 상온에서 액상인 이미다졸 화합물을 함유해도 된다. 본 명세서 중 상온에서 액상이라는 것은, 온도 10 ∼ 30 ℃ 에 있어서, 액체 상태인 것을 의미한다.
일반적으로, 상기 이미다졸계 경화 촉진제를 배합함으로써, 얻어지는 반도체 접합용 접착제를 비교적 저온에서 단시간에 열경화시킬 수 있지만, 상기 이미다졸계 경화 촉진제의 대부분은 상온에서 고체로, 미소하게 분쇄되어 배합되기 때문에 투명성 저하의 원인이 되기도 한다. 이에 비하여, 상기 상온에서 액상인 이미다졸 화합물을 함유함으로써, 얻어지는 반도체 접합용 접착제의 투명성을 더욱 높일 수 있으며, 예를 들어 반도체 칩을 본딩할 때 카메라에 의한 패턴 또는 위치 표시의 인식이 용이해진다.
또, 상기 서술한 바와 같이 상기 상온에서 액상인 이미다졸 화합물은, 입체적으로 부피가 큰 비시클로 골격을 갖는 산 무수물과 병용하여 사용되는 것이 바람직하다. 이로써, 얻어지는 반도체 접합용 접착제의 저장 안정성 및 열 안정성을 높일 수 있다.
또한, 상기 상온에서 액상인 이미다졸 화합물을 사용함으로써, 이미다졸 화합물을 미소하게 분쇄할 필요가 없어, 보다 용이하게 반도체 접합용 접착제를 제조할 수 있다.
상기 상온에서 액상인 이미다졸 화합물은, 상온에서 액상이면 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어 2-에틸-4-메틸이미다졸, 1-메틸이미다졸, 1-시아노에틸-2-에틸-4-메틸이미다졸, 1-벤질-2-메틸이미다졸, 1-시아노에틸-2-메틸이미다졸, 1-벤질-2-에틸이미다졸, 1-벤질-2-페닐이미다졸, 1-시아노에틸-2-페닐-4,5-디(시아노에톡시메틸)이미다졸, 1,8-디아자비시클로(5.4.0)운데센-7 및 이들의 유도체 등을 들 수 있다.
상기 유도체는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어 카르복실산염, 이소시아누르산염, 인산염, 포스폰산염 등의 염, 에폭시 화합물과의 부가물 등을 들 수 있다.
이들은 단독으로 이용되어도 되고, 2 종 이상이 병용되어도 된다. 그 중에서도, 2-에틸-4-메틸이미다졸 및 그 유도체가 바람직하다.
상기 상온에서 액상인 이미다졸 화합물의 시판품은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어 2E4MZ, 1B2MZ, 1B2PZ, 2MZ-CN, 2E4MZ-CN, 2PHZ-CN, 1M2EZ, 1B2EZ (이상, 시코쿠 화성 공업사 제조), EMI24 (재팬 에폭시 레진사 제조), 후지큐어 7000 (후지 화성사 제조) 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 이용되어도 되고, 2 종 이상이 병용되어도 된다.
본 발명의 반도체 접합용 접착제가 상기 상온에서 액상인 이미다졸 화합물을 함유하는 경우, 상기 상온에서 액상의 이미다졸 화합물의 배합량은 특별히 한정되지 않지만, 상기 경화제 100 중량부에 대한 바람직한 하한이 5 중량부, 바람직한 상한이 50 중량부이다. 상기 상온에서 액상인 이미다졸 화합물의 배합량이 5 중량부 미만이면, 얻어지는 반도체 접합용 접착제는, 열경화시키기 위해 고온에서 장시간의 가열을 필요로 하는 경우가 있다. 상기 상온에서 액상인 이미다졸 화합물의 배합량이 50 중량부를 초과하면, 얻어지는 반도체 접합용 접착제는, 저장 안정성 및 열 안정성이 저하되는 경우가 있다.
상기 상온에서 액상인 이미다졸 화합물의 배합량은, 상기 경화제 100 중량부에 대한 보다 바람직한 하한이 10 중량부, 보다 바람직한 상한이 30 중량부이다.
본 발명의 반도체 접합용 접착제는 광중합 개시제를 함유해도 된다.
상기 광중합 개시제는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어 250 ∼ 800 ㎚ 파장의 광을 조사함으로써 활성화되는 것을 들 수 있다. 이와 같은 광중합 개시제로서 예를 들어, 메톡시아세토페논 등의 아세토페논 유도체 화합물이나, 벤조인프로필에테르, 벤조인이소부틸에테르 등의 벤조인에테르계 화합물이나, 벤질디메틸케탈, 아세토페논디에틸케탈 등의 케탈 유도체 화합물이나, 포스핀옥사이드 유도체 화합물이나, 비스(η5-시클로펜타디에닐)티타노센 유도체 화합물, 벤조페논, 미힐러케톤, 클로로티오크산톤, 도데실티오크산톤, 디메틸티오크산톤, 디에틸티오크산톤, α-하이드록시시클로헥실페닐케톤, 2-하이드록시메틸페닐프로판 등의 광 라디칼 중합 개시제를 들 수 있다. 이들 광중합 개시제는 단독으로 이용되어도 되고, 2 종 이상이 병용되어도 된다.
상기 광중합 개시제의 배합량은 특별히 한정은 되지 않지만, 전 (前) 광경화성 화합물 100 중량부에 대해 바람직한 하한은 0.05 중량부, 바람직한 상한은 5 중량부이다. 상기 광중합 개시제의 배합량이 0.05 중량부 미만이면, 얻어지는 반도체 접합용 접착제를 이용하여 필름 등을 제작한 경우, 접착제층을 반경화시키기 위해 에너지선을 조사해도 충분히 반경화시킬 수 없는 경우가 있다. 상기 광중합 개시제는 5 중량부를 초과하여 배합해도 특별히 광경화성에 기여하지 않는다.
본 발명의 반도체 접합용 접착제는, 추가로 필요에 따라, 아크릴 수지, 폴리이미드, 폴리아미드, 페녹시 수지 등의 일반적인 수지를 함유해도 되고, 실란 커플링제, 티탄 커플링제, 증점제, 소포제 등의 첨가제를 함유해도 된다.
본 발명의 반도체 접합용 접착제는 헤이즈값이 70 ％ 이하인 것이 바람직하다.
상기 범위의 헤이즈값으로 함으로써, 반도체 접합용 접착제의 투명성을 높여, 카메라에 의한 반도체 칩 본딩시의 패턴 또는 위치 표시의 인식을 용이하게 하여 반도체 장치의 생산성을 향상시킬 수 있다.
상기 헤이즈값이 70 ％ 를 초과하면, 반도체 접합용 접착제의 투명성이 저하되어, 반도체 칩을 본딩할 때 카메라에 의한 패턴 또는 위치 표시의 인식이 곤란해진다. 본 발명의 반도체 접합용 접착제는, 헤이즈값이 60 ％ 이하인 것이 보다 바람직하다.
또한, 본 명세서 중 반도체 접합용 접착제의 헤이즈값이란, 그 반도체 접합용 접착제로 이루어지는 두께 40 ㎛ 의 접착제층의 양면을, 두께 25 ㎛ 인 2 장의 PET 필름 사이에 협지하여 얻어진 반도체 접합용 접착 필름을, 무라카미 색채 기술 연구소사 제조 「HM-150」 등의 헤이즈미터를 이용하여 측정했을 때의 헤이즈값 (％) 을 의미한다.
본 발명의 반도체 접합용 접착제를 제조하는 방법은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어 상기 에폭시 수지, 상기 경화제, 상기 무기 필러 및 필요에 따라 첨가되는 각 재료를, 호모디스퍼 등을 이용하여 교반 혼합하는 방법을 들 수 있다.
본 발명의 반도체 접합용 접착제의 용도는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 반도체 칩을 기판 또는 다른 반도체 칩에 본딩할 때의 접착제로서 바람직하게 사용된다. 그 중에서도, 표면에 전극으로서 복수의 돌기를 갖는 플립 칩을 실장할 때의 접착제, 언더 필재, 또는 언더 필재를 겸한 접착제로서 바람직하게 사용된다.
본 발명의 반도체 접합용 접착제는 투명성이 높기 때문에, 본 발명의 반도체 접합용 접착제를 이용하여 반도체 칩을 본딩할 때에는, 카메라에 의한 패턴 또는 위치 표시의 인식이 용이해져 반도체 장치의 생산성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 반도체 접합용 접착제는, 예를 들어 반도체 칩을 기판 또는 다른 반도체 칩에 본딩할 때에 사용되는 접착 필름의 접착제층에도 바람직하게 사용된다.
본 발명의 반도체 접합용 접착제로 이루어지는 접착제층과 기재층을 갖는 반도체 접합용 접착 필름도 또한 본 발명 중의 하나이다.
상기 접착제층의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 바람직한 하한은 5 ㎛, 바람직한 상한은 150 ㎛ 이다. 상기 접착제층의 두께가 5 ㎛ 미만이면, 얻어지는 접착제층의 경화물의 접착력이 부족한 경우가 있다. 상기 접착제층의 두께가 150 ㎛ 를 초과하면, 접착제층이 너무 두꺼워져 투명성이 저하되어, 반도체 칩을 본딩할 때 카메라에 의한 패턴 또는 위치 표시의 인식이 곤란해지는 경우가 있다. 상기 접착제층의 두께는, 보다 바람직한 하한은 15 ㎛, 보다 바람직한 상한은 50 ㎛ 이다.
상기 기재층은 본 발명의 효과를 방해하지 않는 정도로 투명하면 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어 폴리올레핀, 아크릴레이트, 폴리카보네이트, 염화비닐, ABS, 폴리에틸렌테레프탈레이트 (PET), 나일론, 우레탄, 폴리이미드 등의 수지로 이루어지는 층을 들 수 있다.
상기 기재층의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 바람직한 하한은 12 ㎛, 바람직한 상한은 300 ㎛ 이다. 상기 기재층의 두께가 12 ㎛ 미만이면, 얻어지는 반도체 접합용 접착 필름이 취급하기 어렵거나, 백그라인드 테이프 기능을 구비한 비도전성 필름 (BG-NCF) 으로서 사용하는 경우에, 충분한 전극 보호 효과를 얻을 수 없거나 하는 경우가 있다. 상기 기재층의 두께가 300 ㎛ 를 초과하면, 얻어지는 반도체 접합용 접착 필름의 가공성이 나쁘거나, 곤포시 롤 형상으로 하기 어렵거나, BG-NCF 로서 사용하는 경우에, 웨이퍼의 두께 편차가 커지거나 하는 경우가 있다.
또한, 본 명세서 중 백그라인드 테이프 기능을 구비한 비도전성 필름 (BG-NCF) 이란, 적어도 기재층과 접착제층을 갖는 필름으로서, 표면에 전극으로서 복수의 돌기 (범프) 를 갖는 웨이퍼의 돌기 전극을 갖는 면에 첩부 (貼付) 되어 백그라인드 테이프로서 이용되고, 그 후 기재층만이 박리되고, 웨이퍼 상에 남은 접착제층은 반도체 칩을 기판 또는 다른 반도체 칩에 본딩할 때에 사용되는 필름을 말한다.
본 발명의 반도체 접합용 접착 필름을 제조하는 방법은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어 상기 에폭시 수지, 상기 무기 필러, 상기 경화제 및 필요에 따라 첨가되는 각 재료를 적당한 용매로 희석시키고, 호모디스퍼 등을 이용하여 교반 혼합함으로써 얻어지는 본 발명의 반도체 접합용 접착제를 함유하는 반도체 접합용 접착제 용액을, 상기 기재층 상에 도포, 건조시키는 방법 등을 들 수 있다.
상기 도포하는 방법은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어 콤마 코트, 그라비아 코트, 캐스팅 등을 사용하는 방법을 들 수 있다. 또한, 상기 서술한 바와 같이, 본 발명의 반도체 접합용 접착제는, 소정의 무기 필러를 소정량 함유함으로써 점도의 증대, 및 그 점도의 증대에 의한 유동성 저하를 억제할 수 있기 때문에, 본 발명의 반도체 접합용 접착제를 함유하는 반도체 접합용 접착제 용액은 도포성이 우수하다.
본 발명의 반도체 접합용 접착 필름의 용도는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 반도체 칩을 기판 또는 다른 반도체 칩에 본딩할 때의 접착 필름 등으로서 사용되는 것이 바람직하다. 그 중에서도, 본 발명의 반도체 접합용 접착 필름은, 표면에 전극으로서 복수의 돌기 (범프) 를 갖는 플립 칩을 실장할 때의 접착 필름, 언더 필재를 겸한 접착 필름, BG-NCF 등에 사용되는 것이 보다 바람직하다.
또한, 본 발명의 반도체 접합용 접착 필름을 BG-NCF 로서 사용하는 경우에는, 그 반도체 접합용 접착 필름의 접착제층이 부착된 웨이퍼를 다이싱하는 공정이 실시되고, 이 때, 다이싱하는 지점을 나타내는 웨이퍼 표면의 절단선의 인식도 또한, 패턴 또는 위치 표시와 마찬가지로 접착제층 상에서 카메라에 의해 실시된다. 따라서, 본 발명의 반도체 접합용 접착제의 높은 투명성, 및 그에 따른 본 발명의 반도체 접합용 접착 필름의 접착제층의 높은 투명성에 의해, 반도체 웨이퍼 다이싱시의 카메라에 의한 절단선의 인식도 또한 용이해져 반도체 장치의 생산성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 반도체 접합용 접착 필름을 사용하는 반도체 칩의 실장 방법으로서, 본 발명의 반도체 접합용 접착 필름의 접착제층과, 표면에 돌기 전극을 갖는 웨이퍼의 돌기 전극을 갖는 면을 첩합 (貼合) 하는 공정 1 과, 상기 웨이퍼를, 본 발명의 반도체 접합용 접착 필름에 고정시킨 상태로 이면부터 연삭하는 공정 2 와, 상기 연삭 후의 웨이퍼에 첩합된 상기 반도체 접합용 접착 필름으로부터 기재 필름을 박리하여, 접착제층이 부착된 웨이퍼를 얻는 공정 3 과, 상기 접착제층이 부착된 웨이퍼 표면의 절단선을, 카메라에 자동적으로 인식시키고, 상기 접착제층이 부착된 웨이퍼를 상기 절단선을 따라 다이싱하여, 접착제층이 부착된 반도체 칩으로 개편화하는 공정 4 와, 상기 접착제층이 부착된 반도체 칩의 패턴 또는 위치 표시와, 기판 또는 다른 반도체 칩의 패턴 또는 위치 표시를, 카메라에 자동적으로 인식시켜 위치 맞춤을 실시하고, 상기 접착제층이 부착된 반도체 칩을, 접착제층을 개재하여 상기 기판 또는 다른 반도체 칩에 접착하여 반도체 칩을 실장하는 공정 5 를 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 칩의 실장 방법도 또한 본 발명 중의 하나이다.
또한, 이와 같은 반도체 칩의 실장 방법에 의해 실장되는 표면에 돌기 전극을 갖는 반도체 칩으로서 예를 들어, 플립 칩, TSV 등을 들 수 있다.
본 발명의 반도체 칩의 실장 방법에 있어서는, 우선 본 발명의 반도체 접합용 접착 필름의 접착제층과, 표면에 돌기 전극을 갖는 웨이퍼의 돌기 전극을 갖는 면을 첩합하는 공정 1 을 실시한다.
상기 웨이퍼는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어 실리콘, 갈륨비소 등의 반도체로 이루어지고, 금, 구리, 은-주석 땜납, 알루미늄, 니켈 등으로 이루어지는 돌기 전극을 갖는 웨이퍼를 들 수 있다.
상기 공정 1 은 상압하에서 실시해도 되지만, 보다 밀착성을 향상시키기 위해서는 1 torr 정도의 진공하에서 실시하는 것이 바람직하다.
상기 첩합하는 방법은 특별히 한정되지 않지만, 라미네이터를 사용하는 방법이 바람직하다.
본 발명의 반도체 칩의 실장 방법에 있어서는, 이어서, 상기 웨이퍼를 본 발명의 반도체 접합용 접착 필름에 고정시킨 상태로 이면부터 연삭하는 공정 2 를 실시한다. 이로써, 상기 웨이퍼를 원하는 두께로 연삭한다.
또, 상기 공정 2 를 실시하기 전에는, 상기 돌기 전극은 상기 접착제층 중에 매립되어 있다. 그리고, 상기 공정 2 의 연삭시에 가해지는 압력에 의해 상기 돌기 전극의 정상부로부터 접착제가 눌려져 없어져, 이로써 후 공정에 있어서 상기 기재층을 박리한 후에는, 상기 돌기 전극의 정상부가 상기 접착제층으로부터 노출될 수 있다.
상기 연삭하는 방법은 특별히 한정되지 않으며, 종래 공지된 방법을 사용할 수 있고, 예를 들어, 시판되는 연삭 장치 (예를 들어, Disco 사 제조의 「DFG8540」등) 를 이용하여, 2400 rpm 의 회전으로 3 ∼ 0.2 ㎛/s 의 연삭량의 조건으로 연삭을 실시하고, 최종적으로는 CMP 으로 마무리하는 방법 등을 들 수 있다.
본 발명의 반도체 칩의 실장 방법에 있어서는, 상기 공정 2 의 후 공정 3 을 실시하기 전에, 상기 연삭 후의 웨이퍼에 첩합된 본 발명의 반도체 접합용 접착 필름에 에너지선을 조사하여, 상기 접착제층을 반경화시키는 공정을 실시해도 된다. 또한, 이와 같이 하여 상기 접착제층을 반경화시키기 위해서는, 상기 접착제층이, 예를 들어 광 조사 등의 에너지선 조사에 의해 경화되는 화합물을 함유하고 있을 필요가 있다.
에너지선을 조사하여 상기 접착제층을 반경화시킴으로써, 상기 접착제층의 점착력이 저하되어, 후 공정에 있어서의 상기 기재층의 박리가 용이해진다. 또, 이 때, 상기 접착제층은 완전한 경화가 아니라 「반경화」시키는 점에서, 상기 접착제층은 후 공정에 있어서의 기판 또는 다른 반도체 칩과의 접착시에는 더욱 충분한 접착력을 발휘할 수 있다. 또한, 본 명세서에 있어서 「반경화」란, 겔 분율이 10 ∼ 60 중량％ 인 것을 의미한다.
본 발명의 반도체 칩의 실장 방법에 있어서는, 이어서, 상기 연삭 후의 웨이퍼에 첩합된 본 발명의 반도체 접합용 접착 필름으로부터, 상기 기재층을 박리하여 접착제층이 부착된 웨이퍼를 얻는 공정 3 을 실시한다.
이 때, 상기 접착제층의 접착제는, 상기 돌기 전극의 표면보다 상기 기재층측에 부착되기 쉬운 점에서, 상기 돌기 전극의 표면에 잔존하는 접착제의 양은 억제된다.
본 발명의 반도체 칩의 실장 방법에 있어서는, 이어서, 상기 접착제층이 부착된 웨이퍼 표면의 절단선을, 카메라에 자동적으로 인식시키고, 상기 접착제층이 부착된 웨이퍼를 상기 절단선을 따라 다이싱하여, 접착제층이 부착된 반도체 칩으로 개편화하는 공정 4 를 실시한다.
상기 다이싱의 방법은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어 종래 공지된 지석 등을 이용하여 절단 분리하는 방법 등을 들 수 있다.
상기 공정 4 에 있어서는, 다이싱하는 지점을 나타내는 웨이퍼 표면의 절단선의 인식은, 상기 접착제층 상에서 카메라에 의해 실시된다. 본 발명의 반도체 칩의 실장 방법에 있어서는, 상기 접착제층의 투명성이 높은 점에서, 카메라에 의한 절단선의 인식이 용이해져 반도체 장치의 생산성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 반도체 칩의 실장 방법에 있어서는, 이어서, 상기 접착제층이 부착된 반도체 칩의 패턴 또는 위치 표시와, 기판 또는 다른 반도체 칩의 패턴 또는 위치 표시를, 카메라에 자동적으로 인식시켜 위치 맞춤을 실시하고, 상기 접착제층이 부착된 반도체 칩을, 접착제층을 개재하여 상기 기판 또는 다른 반도체 칩에 접착하여 반도체 칩을 실장하는 공정 5 를 실시한다.
상기 공정 5 에 있어서는, 상기 접착제층이 부착된 반도체 칩의 패턴 또는 위치 표시와, 상기 기판 또는 다른 반도체 칩의 패턴 또는 위치 표시의 위치 맞춤은, 상기 접착제층 상에서 카메라에 의해 실시된다. 본 발명의 반도체 칩의 실장 방법에 있어서는, 상기 접착제층의 투명성이 높은 점에서, 카메라에 의한 패턴 또는 위치 표시의 인식이 용이해져 반도체 장치의 생산성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 명세서 중 반도체 칩의 실장이란, 기판 상에 반도체 칩을 실장하는 경우와, 기판 상에 실장되어 있는 1 이상의 반도체 칩 상에 추가로 반도체 칩을 실장하는 경우의 양방을 포함한다.
상기 공정 5 에 의해 반도체 칩을 실장한 후, 추가로 가열함으로써 상기 접착제층을 완전히 경화시키는 공정 6 을 실시함으로써, 보다 안정적인 접착을 실현할 수 있다.
상기 설명에 있어서는, 접착제층이 부착된 웨이퍼를 얻는 공정 3 을 실시한 후, 그 접착제층이 부착된 웨이퍼를 다이싱하여, 접착제층이 부착된 반도체 칩으로 개편화하는 공정 4 를 실시하였다.
이 외의 양태로서, 공정 3 에서 얻어진 접착제층이 부착된 웨이퍼 상에, 접착제층을 개재하여 다른 웨이퍼를 적층하여 웨이퍼 적층체를 제조하고, 얻어진 웨이퍼 적층체를 일괄적으로 다이싱하여, 접착제층이 부착된 반도체 칩의 적층체를 얻어도 된다.
본 발명의 반도체 접합용 접착 필름은 투명성이 높은 점에서, 본 발명의 반도체 접합용 접착 필름을 사용함으로써, 카메라에 의한 웨이퍼 표면의 절단선, 및 반도체 칩의 패턴 또는 위치 표시의 인식이 용이해진다. 따라서, 본 발명의 반도체 칩의 실장 방법에 의하면, 반도체 장치를 양호한 생산성으로 제조할 수 있다.
또, 본 발명의 반도체 접합용 접착 필름은, 상기 접착제층의 경화물의 선팽창률이 낮아 높은 접합 신뢰성을 실현할 수 있다. 따라서, 본 발명의 반도체 칩의 실장 방법에 의하면, 접합 신뢰성이 높은 반도체 장치를 제조할 수 있다.
본 발명의 반도체 칩의 실장 방법을 이용하여 제조되는 반도체 칩 실장체도 또한 본 발명 중의 하나이다.
본 발명에 의하면, 투명성이 높아 반도체 칩 본딩시의 패턴 또는 위치 표시의 인식을 용이하게 하는 반도체 접합용 접착제를 제공할 수 있다.
이하에 실시예를 들어 본 발명의 양태를 더욱 상세하게 설명하는데, 본 발명은 이들 실시예에만 한정되는 것은 아니다.
(실시예 1 ∼ 9, 비교예 1 ∼ 5)
(1) 반도체 접합용 접착 필름의 제조
표 1 및 표 2 의 조성에 따라, 하기에 나타내는 재료를 메틸에틸케톤에 첨가하여 고형분 농도가 50 중량％ 가 되도록 조정하고, 호모디스퍼를 이용하여 교반 혼합함으로써, 반도체 접합용 접착제 용액을 조제하였다. 얻어진 반도체 접합용 접착제 용액을, 기재층으로서 두께 25 ㎛ 의 이형 처리를 한 PET 필름 상에 어플리케이터 (테스터 산업사 제조) 를 이용하여 도포하고 100 ℃ 에서 5 분간 건조시킴으로써, 두께 40 ㎛ 의 접착제층을 갖는 반도체 접합용 접착 필름을 얻었다.
얻어진 반도체 접합용 접착 필름의 접착제층측에 추가로 두께 25 ㎛ 의 PET 필름을 적층하여, 두께 40 ㎛ 인 접착제층의 양면을, 두께 25 ㎛ 인 2 장의 PET 필름 사이에 협지한 시편을 얻었다. 얻어진 시편을 헤이즈미터 (HM-150, 무라카미 색채 기술 연구소사 제조) 에 설치하여 헤이즈값 (％) 을 측정하였다. 얻어진 헤이즈값 (％) 을 표 1, 표 2 에 나타낸다.
(에폭시 수지)
·HP-7200HH (디시클로펜타디엔형 에폭시 수지, DIC 사 제조)
·EXA-4710 (나프탈렌형 에폭시 수지, DIC 사 제조)
(에폭시기 함유 아크릴 수지)
·SK-2-78 (2-에틸헥실아크릴레이트와 이소보르닐아크리레이트와 하이드록시에틸아크릴레이트와 글리시딜메타크릴레이트의 공중합체에 2-메타크릴로일옥시에틸이소시아네이트를 부가시킨 것, 분자량 52 만, 이중 결합 당량 0.9 meq/g, 에폭시 당량 1650, 신나카무라 화학사 제조)
(경화제)
·YH-309 (산 무수물계 경화제, JER 사 제조)
(경화 촉진제)
·후지큐어 7000 (상온에서 액상인 이미다졸 화합물, 후지 화성사 제조)
(무기 필러)
(1) 필러 A
·SX009-MJF (페닐트리메톡시 실란 표면 처리 구상 실리카, 평균 입자 직경 0.05 ㎛, 아도마텍스사 제조)
(2) 필러 B
·SE-1050-SPT (페닐트리메톡시 실란 표면 처리 구상 실리카, 평균 입자 직경 0.3 ㎛, 아도마텍스사 제조)
·SE-2050-SPJ (페닐트리메톡시 실란 표면 처리 구상 실리카, 평균 입자 직경 0.5 ㎛, 아도마텍스사 제조)
(3) 그 밖의 무기 필러
·SE-4050-SPE (페닐트리메톡시 실란 표면 처리 구상 실리카, 평균 입자 직경 1 ㎛, 아도마텍스사 제조)
(기타)
·AC4030 (응력 완화 고무계 고분자, 간츠 화성사 제조)
(2) 반도체 칩의 실장
직경 20 cm, 두께 700 ㎛ 이고, 표면에 높이 40 ㎛, 폭 100 ㎛ × 100 ㎛ 인 정사각형의 구리 범프가 400 ㎛ 피치로 다수 형성되어 있는 반도체 웨이퍼 (실리콘 웨이퍼) 를 준비하였다. 반도체 접합용 접착 필름으로부터 접착제층을 보호하는 PET 필름을 박리하고, 진공 라미네이터를 이용하여, 진공하 (1 torr), 70 ℃ 에서 반도체 웨이퍼의 구리 범프를 갖는 면에 반도체 접합용 접착 필름을 첩부하였다.
이어서, 얻어진 반도체 접합용 접착 필름이 첩부된 반도체 웨이퍼를 연마 장치에 장착하여, 반도체 웨이퍼의 두께가 약 100 ㎛ 가 될 때까지 이면부터 연마하였다. 이 때, 연마의 마찰열에 의해 반도체 웨이퍼의 온도가 상승하지 않도록 반도체 웨이퍼에 물을 산포하면서 작업을 실시하였다. 연마 후는 CMP (Chemical Mechanical Polishing) 프로세스에서 알칼리의 실리카 분산 수용액에 의한 연마로 경면화 가공을 실시하였다.
반도체 접합용 접착 필름이 첩부된 반도체 웨이퍼를 연마 장치로부터 떼어내어, 반도체 접합용 접착 필름이 첩부되어 있지 않은 측의 면에 다이싱 테이프 「PE 테이프 ＃6318-B」(세키스이 화학사 제조, 두께 70 ㎛, 기재 폴리에틸렌, 점착재 고무계 점착재 10 ㎛) 를 첩부하여 다이싱 프레임에 마운트하였다. 반도체 접합용 접착 필름의 접착제층으로부터 기재층을 박리하여 접착제층이 부착된 연마를 마친 반도체 웨이퍼를 얻었다.
다이싱 장치 「DFD651」(DISCO 사 제조) 를 이용하여, 이송 속도 50 mm/초로 접착제층이 부착된 반도체 웨이퍼를 10 mm × 10 mm 의 칩 사이즈로 분할하여 개편화하여, 접착제층이 부착된 반도체 칩을 얻었다.
얻어진 접착제층이 부착된 반도체 칩을 열풍 건조로 내에서 80 ℃ 에서 10 분간 건조 후, 본딩 장치 (시부야 공업사 제조, DB-100) 를 이용하여 하중 0.15 MPa, 온도 230 ℃ 에서 10 초간, 기판 상에 압착하고, 이어서, 190 ℃ 에서 30 분간에 걸쳐 경화시켜 반도체 칩 실장체를 얻었다.
(평가)
실시예, 비교예에서 얻어진 반도체 접합용 접착제 용액, 반도체 접합용 접착 필름 및 반도체 칩 실장체에 대해 이하의 평가를 실시하였다. 결과를 표 2 에 나타낸다.
(1) 도포성 평가
(1-1) 용액 점도 측정
반도체 접합용 접착제 용액에 대해, E 형 점도계 (VISCOMETER TV-22, 토키 산업사 제조, 사용 로터 φ48 mm, 설정 온도 25 ℃) 를 이용하여, 회전수 5 rpm 에 있어서의 점도 (mPa·s) 를 측정하였다.
(1-2) 필름 외관
반도체 접합용 접착 필름 상태를 육안으로 관찰하여, 도포 줄무늬가 관찰되지 않아 외관이 양호한 경우를 ○, 도포 줄무늬가 발생한 것을 × 로 하였다.
(2) 카메라에 의한 자동 인식
반도체 접합용 접착 필름을, 진공 라미네이터 (ATM-812, 타카트리사 제조) 를 이용하여 반도체 웨이퍼의 구리 범프를 갖는 면에 첩합하여 시험 샘플을 얻었다. 10 개의 시험 샘플에 대해, 자동 다이싱 장치 (DFT6361, DISCO 사 제조) 로 개편화한 후, 자동 본딩 장치 (FC3000S, 토레 엔지니어링사 제조) 에 마운트하여, 카메라에 의해 반도체 칩의 패턴을 인식할 수 있는지의 여부에 대해 관찰하였다.
10 개 모든 시험 샘플에서 반도체 칩의 패턴을 인식할 수 있었던 경우를 ○, 7 ∼ 9 개의 시험 샘플에서 반도체 칩의 패턴을 인식할 수 있었던 경우를 △, 6 개 이하의 시험 샘플에서 반도체 칩의 패턴을 인식할 수 있었던 경우를 × 로 하였다.
(3) 접합 신뢰성 평가
(3-1) 선팽창률 측정
반도체 접합용 접착 필름을 190 ℃ 에서 30 분 동안 경화시키고, 측정 장치 「TMA/SS6000」(Seiko Instruments 사 제조) 을 이용하여, 인장 모드, 30 ∼ 300 ℃ (5 ℃／min) × 2 사이클, 척 사이 거리 10 mm 의 측정 조건에서 얻어진 경화물의 선팽창률을 측정하였다.
2 사이클째 데이터로부터 40 ℃ 접점에 있어서의 선팽창률 (ppm) 을 판독하여 α1 로 하였다.
(3-2) 내리플로우성 시험
반도체 칩 실장체를 120 ℃, 85 RH％ 에 96 시간 방치하여 흡습시킨 후, 땜납 리플로우로 (프리 히트 150 ℃ × 100 초, 리플로우［최고 온도 260 ℃］) 에 3 회 통과시킨 후, 반도체 칩의 기판으로부터 박리가 발생한 반도체 칩 실장체의 개수를 확인하였다.
20 개의 반도체 칩 실장체 중, 박리가 발생한 반도체 칩 실장체가 0 개인 경우를 ○, 1 ∼ 3 개인 경우를 △, 4 ∼ 20 개인 경우를 × 로 하였다.
Figure 112012023273420-pct00003
Figure 112012023273420-pct00004
(실시예 10 ∼ 20, 비교예 6 ∼ 8)
표 3, 표 4 의 조성에 따라, 하기에 나타내는 각 재료를 호모디스퍼를 이용하여 교반 혼합하여 반도체 접합용 접착제를 조제하였다. 또한, 에폭시 수지와 무기 필러의 굴절률차를 표 3, 표 4 에 나타낸다.
(에폭시 수지)
·디시클로펜타디엔형 에폭시 수지 (HP-7200HH, DIC 사 제조)
·비스페놀 A 형 에폭시 수지 (1004AF, 재팬 에폭시 레진사 제조)
·나프탈렌형 에폭시 수지 (상기 일반식 (1) 에 있어서, R1 및 R2 가 H, m 및 n 이 1 인 화합물, EXA-4710, DIC 사 제조)
(광경화성 화합물)
·광경화성 관능기와 열경화성 관능기를 갖는 아크릴 수지 (2-에틸헥실아크릴레이트와 이소보르닐아크릴레이트와 하이드록시에틸아크릴레이트와 글리시딜메타크릴레이트의 공중합체에 2-메타크릴로일옥시에틸이소시아네이트를 부가시킨 것, 분자량 52 만, 이중 결합 당량 0.9 meq/g, 에폭시 당량 1650, SK-2-78, 신나카무라 화학사 제조)
(경화제)
·산 무수물 (YH-307, 재팬 에폭시 레진사 제조)
(광중합 개시제)
·광 라디칼 발생제 (Esacure1001, Lamberti 사 제조)
(무기 필러)
·실리카-티타니아 복합 산화물 (토쿠야마사 제조, TSP0452, 평균 입자 직경 0.4 ㎛)
·파이렉스 (등록상표) 유리 1 (유니치카사 제조, UBS0010E, 평균 입자 직경 4 ㎛)
·파이렉스 (등록상표) 유리 2 (닛폰 프릿 가라스사 제조, CF0033-05, 평균 입자 직경 4 ㎛)
·구상 실리카 1 (토쿠야마사 제조, 0.4SS04, 평균 입자 직경 0.4 ㎛)
·구상 실리카 2 (아도마텍스사 제조, SE4050MO, 평균 입자 직경 1 ㎛)
·구상 실리카 3 (토쿠야마사 제조, UF305, 평균 입자 직경 3 ㎛)
(기타)
·이미다졸 화합물 (2MA-OK, 시코쿠 화성 공업사 제조)
·응력 완화 고무계 고분자 (AC4030, 간츠 화성사 제조)
·이미다졸 실란 커플링제 (SP-1000, 닛코 마테리얼사 제조)
(평가)
실시예, 비교예에서 얻어진 반도체 접합용 접착제를 용제로 희석시킨 접착제 조성물을, 이형 처리한 PET 필름 상에 어플리케이터 (테스터 산업사 제조) 로 도포하고 건조시켜, 표준품으로서 두께 40 ㎛ 의 접착 필름을 얻었다.
얻어진 접착 필름을 이용하여 이하의 평가를 실시하였다. 결과를 표 3 및 표 4 에 나타낸다.
(1) 헤이즈값의 측정
얻어진 두께 40 ㎛ 인 접착 필름의 양면을, 두께 25 ㎛ 인 2 장의 PET 필름 사이에 협지하여 시편을 얻었다. 얻어진 시편을 헤이즈미터 (HM-150, 무라카미 색채 기술 연구소사 제조) 에 설치하여 헤이즈값 (％) 을 측정하였다. 헤이즈값이 0 ％ 이상 60 ％ 미만인 경우를 ○, 60 ％ 이상 100 ％ 이하인 경우를 × 로 하여 평가하였다.
(2) 카메라에 의한 자동 인식의 평가
얻어진 두께 40 ㎛ 의 접착 필름을 진공 라미네이터 (ATM-812, 타카트리사 제조) 를 이용하여 반도체 웨이퍼에 첩합하여 시험 샘플을 얻었다. 10 개의 시험 샘플에 대해, 자동 다이싱 장치 (DFT6361, DISCO 사 제조) 로 개편화한 후, 자동 본딩 장치 (FC3000S, 토레 엔지니어링사 제조) 에 마운트하여, 카메라에 의해 반도체 칩의 패턴을 인식할 수 있는지의 여부에 대해 관찰하였다. 10 개 모든 시험 샘플에서 반도체 칩의 패턴을 인식할 수 있었던 경우를 ○, 7 ∼ 9 개의 시험 샘플에서 반도체 칩의 패턴을 인식할 수 있었던 경우를 △, 6 개 이하의 시험 샘플에서 반도체 칩의 패턴을 인식할 수 있었던 경우를 × 로 하여 평가하였다.
Figure 112012023273420-pct00005
Figure 112012023273420-pct00006
(참고예 1 ∼ 4)
표 5 에 나타내는 조성에 따라, 하기에 나타내는 재료를 고형분 농도 50 중량％ 가 되도록 메틸에틸케톤에 첨가하고, 호모디스퍼를 이용하여 교반 혼합하여, 열경화성 수지 조성물의 배합액을 조제하였다.
(에폭시 수지)
·HP-7200HH (디시클로펜타디엔형 에폭시 수지, DIC 사 제조)
·EXA-4710 (나프탈렌형 에폭시 수지, DIC 사 제조)
(에폭시기 함유 아크릴 수지)
·SK-2-78 (2-에틸헥실아크릴레이트와 이소보르닐아크릴레이트와 하이드록시에틸아크릴레이트와 글리시딜메타크릴레이트의 공중합체에 2-메타크릴로일옥시에틸이소시아네이트를 부가시킨 것, 분자량 52 만, 이중 결합 당량 0.9 meq/g, 에폭시 당량 1650, 신나카무라 화학사 제조)
(산 무수물)
·YH-306 (비시클로 골격을 갖지 않는 산 무수물, JER 사 제조)
·YH-309 (비시클로 골격을 갖는 산 무수물, JER 사 제조)
·HNA-100 (비시클로 골격을 갖는 산 무수물, 신닛폰 리카사 제조)
(이미다졸 화합물)
·2MAOK-DS (상온에서 고체인 이미다졸 화합물, 시코쿠 화성 공업사 제조)
·후지큐어 7000 (상온에서 액상인 이미다졸 화합물, 후지 화성사 제조)
(기타)
·MT-10 (퓸드 실리카, 토쿠야마사 제조)
·AC4030 (응력 완화 고무계 고분자, 간츠 화성사 제조)
(평가)
참고예에서 얻어진 열경화성 수지 조성물의 배합액을, 이형 처리한 PET 필름 상에 어플리케이터 (테스터 산업사 제조) 를 이용하여 도포하고, 100 ℃, 5 분간 건조시켜 두께 40 ㎛ 의 접착 필름을 얻었다. 얻어진 접착 필름에 대해 이하의 평가를 실시하였다.
결과를 표 5 에 나타낸다.
(1) 저장 안정성
저장 안정성은 하기 순서로 실온에서 2 주간 보관한 후의 겔 분율 (중량％) 을 측정함으로써 평가를 실시하였다.
얻어진 접착 필름을 실온에서 2 주간 보관한 후, 50 mm × 100 mm 의 평면 직사각형 형상의 시험편을 잘라내어 중량을 측정하였다. 이 시험편을 아세트산에틸 중에 투입하여, 실온에서 24 시간 침지시킨 후, 시험편을 아세트산에틸로부터 꺼내어 110 ℃ 의 조건하에서 1 시간 건조시켰다. 건조 후의 시험편의 중량을 측정하고, 하기 식 (1) 을 이용하여 겔 분율 (중량％) 을 산출하였다.
겔 분율 (중량％) = W2/W1 × 100 (1)
식 (1) 중, W1 은 침지 전의 시험편 중량을 나타내고, W2 는 침지, 건조 후의 시험편 중량을 나타낸다. 겔 분율이 10 중량％ 미만인 경우를 ○, 10 중량％ 이상인 경우를 × 로 하여 평가하였다.
(2) 열 안정성
얻어진 접착 필름을 일부 채취하고, 측정 장치 「DSC6220」(Seiko Instruments 사 제조) 를 이용하여, 30 ∼ 300 ℃ (5 ℃／min), N2 = 50 ㎖/min 의 측정 조건으로 DSC 측정을 실시하였다.
발열 피크의 상승을 관측하여, 발열 개시 온도가 100 ℃ 이상인 경우를 ○, 100 ℃ 미만인 경우를 × 로 하여 평가하였다.
Figure 112012023273420-pct00007
산업상 이용가능성
본 발명에 의하면, 투명성이 높아 반도체 칩 본딩시의 패턴 또는 위치 표시의 인식을 용이하게 하는 반도체 접합용 접착제를 제공할 수 있다.

Claims (12)

  1. 패턴 또는 위치 표시의 인식을 카메라에 의한 자동 인식에 의해 실시하는 실장 공정을 갖는, 표면에 전극으로서 복수의 돌기를 갖는 반도체 칩을 실장하는 방법에 사용하는 플립 칩 실장용 접착제로서,
    에폭시 수지, 무기 필러 및 경화제를 함유하고,
    상기 무기 필러는 플립 칩 실장용 접착제 중의 함유량이 30 ∼ 70 중량％ 이고, 또한 평균 입자 직경이 0.08 ㎛ 미만인 필러 A 와, 평균 입자 직경이 0.1 ㎛ 이상 0.8 ㎛ 미만인 필러 B 를 함유하고,
    상기 필러 A 는 상기 필러 B 에 대한 중량비가 1/9 ∼ 6/4 이고,
    또한 상기 플립 칩 실장용 접착제의 헤이즈값이 70 ％ 이하이고,
    플립 칩 실장시의 패턴 또는 위치 표시의 인식이, 카메라에 의한 자동 인식 가능으로 된 것을 특징으로 하는, 플립 칩 실장용 접착제.
  2. 제 1 항에 있어서,
    무기 필러는 구상 실리카인 것을 특징으로 하는 플립 칩 실장용 접착제.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 필러 A 는 상기 필러 B 에 대한 중량비가 2/8 ∼ 5/5 인 것을 특징으로 하는 플립 칩 실장용 접착제.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    또한 상온에서 액상 이미다졸 화합물을 함유하는 것을 특징으로 하는 플립 칩 실장용 접착제.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    무기 필러는 커플링제에 의해 표면 처리되어 있는 것을 특징으로 하는 플립 칩 실장용 접착제.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    경화제가 비시클로 골격을 갖는 산무수물로서, 추가로 경화 촉진제로서 상온에서 액상의 이미다졸 화합물을 함유하는 것을 특징으로 하는 플립 칩 실장용 접착제.
  7. 제 6 항에 있어서,
    비시클로 골격을 갖는 산무수물은, 하기 일반식 (a) 로 나타내는 구조를 갖는 화합물인 것을 특징으로 하는 플립 칩 실장용 접착제.
    [화학식 1]
    Figure 112016056548098-pct00008

    일반식 (a) 중, X 는 단결합 또는 이중 결합의 연결기를 나타내고, R1 은 메틸렌기 또는 에틸렌기를 나타내고, R2 및 R3 은 수소 원자, 할로겐기, 알콕시기 또는 탄화수소기를 나타낸다.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    추가로, 에폭시 수지와 반응하는 관능기를 갖는 고분자 화합물을 함유하는 것을 특징으로 하는 플립 칩 실장용 접착제.
  9. 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 플립 칩 실장용 접착제로 이루어지는 접착제층과 기재층을 갖는 것을 특징으로 하는 플립 칩 실장용 접착 필름.
  10. 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 플립 칩 실장용 접착제로 이루어지는 접착제층과 기재층을 갖는 플립 칩 실장용 접착 필름을 사용하는 반도체 칩의 실장 방법으로서,
    상기 플립 칩 실장용 접착 필름의 접착제층과, 표면에 돌기 전극이 형성되어 있는 웨이퍼의 돌기 전극 형성면을 첩합하는 공정 1 과,
    상기 웨이퍼를, 상기 플립 칩 실장용 접착 필름에 고정시킨 상태로 이면부터 연삭하는 공정 2 와,
    상기 연삭 후의 웨이퍼에 첩합된 상기 플립 칩 실장용 접착 필름으로부터 기재 필름을 박리하여, 접착제층이 부착된 웨이퍼를 얻는 공정 3 과,
    상기 접착제층이 부착된 웨이퍼 표면의 절단선을, 카메라에 자동적으로 인식시키고, 상기 접착제층이 부착된 웨이퍼를 상기 절단선을 따라 다이싱하여, 접착제층이 부착된 반도체 칩으로 개편화하는 공정 4 와,
    상기 접착제층이 부착된 반도체 칩의 패턴 또는 위치 표시와, 기판 또는 다른 반도체 칩의 패턴 또는 위치 표시를, 카메라에 자동적으로 인식시켜 위치 맞춤을 실시하고, 상기 접착제층이 부착된 반도체 칩을, 접착제층을 개재하여 상기 기판 또는 다른 반도체 칩에 접착하여 반도체 칩을 실장하는 공정 5 를 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 칩의 실장 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    추가로, 공정 5 에 의해 반도체 칩을 실장한 후, 가열함으로써 접착제층을 완전히 경화시키는 공정 6 을 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 칩의 실장 방법.
  12. 삭제
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