專利名稱：熱固型芯片接合薄膜的制作方法
技術領域：
本發明涉及例如將半導體芯片等半導體元件固著到襯底或引線框等被粘物上時 使用的熱固型芯片接合薄膜。另外，本發明涉及該熱固型芯片接合薄膜與切割薄膜層疊而 成的切割/芯片接合薄膜。
背景技術：
以往，在半導體裝置的制造過程中，在切割工序中使用膠粘保持半導體晶片、并且 也提供安裝工序所需要的芯片固著用膠粘劑層的切割/芯片接合薄膜(參考以下專利文獻 1)。該切割/芯片接合薄膜，具有在支撐基材上依次層疊有粘合劑層和膠粘劑層的結構。 即，在膠粘劑層的保持下將半導體晶片進行切割后，拉伸支撐基材，將半導體芯片與芯片接 合薄膜一起拾取。再通過芯片接合薄膜將半導體芯片芯片接合到引線框的芯片焊盤上。但是，近年來，隨著半導體晶片的大型化和薄型化，半導體芯片也開始薄型化。將 這樣的半導體芯片通過芯片接合薄膜固著到襯底等被粘物上并使其熱固化時(芯片接 合)，由于芯片接合薄膜的熱固化而產生固化收縮。結果，出現被粘物翹曲的問題。現有技術文獻專利文獻1 日本特開昭60-57342號公報

發明內容
本發明是鑒于上述問題而完成的，其目的在于，提供抑制芯片接合后的固化收縮， 由此可以防止被粘物產生翹曲的熱固型芯片接合薄膜以及切割/芯片接合薄膜。本發明人為了解決上述現有問題，對熱固型芯片接合薄膜及切割/芯片接合薄膜 進行了研究。結果發現，通過控制熱固性成分中的環氧基的摩爾數與酚羥基的摩爾數的比 例，可以減小熱固化后的固化收縮，從而完成了本發明。S卩，本發明的熱固型芯片接合薄膜，用于將半導體元件膠粘固定到被粘物上，其 中，至少含有作為熱固性成分的環氧樹脂和酚醛樹脂，所述熱固性成分中的環氧基摩爾數 相對于所述熱固性成分中的酚羥基摩爾數的比例在1. 5 6的范圍內。使用熱固型芯片接合薄膜將半導體元件芯片接合到被粘物上時，從將半導體元件 與被粘物可靠地膠粘固定的觀點考慮，優選使熱固型芯片接合薄膜充分地熱固化。在此，在 使用環氧樹脂作為構成熱固型芯片接合薄膜的熱固性成分，并且使用酚醛樹脂作為該環氧 樹脂的固化劑時，優選環氧樹脂中所含的環氧基與酚醛樹脂中所含的酚羥基為相同的當量 比。這是因為，如果為相同的當量比，則環氧樹脂的熱固化反應充分地進行，可以充分地形 成三維交聯結構。但是，環氧樹脂的熱固化反應過度進行時，有時熱固型芯片接合薄膜自身 會產生固化收縮。本發明中，如前述構成所述，使熱固性成分中的環氧基摩爾數相對于所述熱固性 成分中的酚羥基摩爾數的比例在1. 5 6的范圍內，從而使環氧基摩爾數相對于酚羥基摩 爾數的比例高于現有的熱固型芯片接合薄膜。由此，使熱固型芯片接合薄膜自身的拉伸彈性模量降低，從而可以減小固化收縮。其結果是，將所述構成的熱固型芯片接合薄膜應用于 半導體裝置的制造時，可以抑制芯片接合時被粘物產生翹曲，從而提高生產量。前述構成中，優選相對于有機成分100重量份在0. 07 3. 5重量份的范圍內配合 熱固化催化劑。本發明中，由于環氧基相對于酚羥基的比例高，因此即使在熱固化后薄膜中 也殘留有未反應的環氧基。但是，例如，在用密封樹脂將被粘物上芯片接合的半導體元件密 封并進一步進行后固化工序時，優選使熱固型芯片接合薄膜充分地熱固化。本發明中，通過 如前述構成所述那樣在薄膜中配合熱固化催化劑，可以使其在半導體元件芯片接合到被粘 物上時熱固化到不產生固化收縮的程度，并在所述后固化工序時使未反應的環氧基相互聚 合，從而減少環氧基。結果，可以制造半導體元件可靠地膠粘固定到被粘物上，半導體元件 不會從被粘物上剝離的半導體裝置。通過將所述熱固化催化劑的配合量相對于有機成分100重量份設定為0. 07重量 份以上，可以使未反應的環氧基消失，從而在所述后固化工序后使熱固型芯片接合薄膜的 熱固化充分地進行。另一方面，通過將所述配合量設定為3. 5重量份以下，可以防止后固化 工序后熱固型芯片接合薄膜的熱固化反應過度進行，從而可以防止半導體元件從被粘物上 剝離或者產生空隙。所述構成中，優選140°C、2小時的熱固化后的玻璃化轉變溫度為80°C以下。通過 使熱固型芯片接合薄膜的玻璃化轉變溫度為80°C以下，可以進一步減小熱固化后薄膜的固 化收縮。另夕卜，所述構成中，優選熱固化前的120°C下的熔融粘度在50 1000 的范圍 內。通過使熱固型芯片接合薄膜的熱固化前的熔融粘度為50 · s以上，可以改善對被粘 物的密合性。結果，在與被粘物的膠粘面上，可以減少空隙的產生。另外，通過使所述熔融 粘度為1000 以下，可以抑制膠粘劑成分從熱固型芯片接合薄膜中滲出。結果，可以防 止被粘物或被粘物上膠粘固定的半導體元件的污染。所述構成中，優選完全熱固化后的^(TC下的儲能彈性模量為IMI^a以上。由此，例 如，即使在耐濕回流焊接試驗等中可靠性也高，可以制造耐濕回流焊接性優良的半導體裝置。另外，本發明的切割/芯片接合薄膜，為了解決前述問題，其特征在于，具有在切 割薄膜上層疊有所述熱固型芯片接合薄膜的結構。另外，本發明的半導體裝置，為了解決前述問題，其特征在于，通過使用所述切割/ 芯片接合薄膜而制造。本發明通過前述說明過的手段，實現下述的效果。S卩，根據本發明，由于至少含有作為熱固性成分的環氧樹脂和酚醛樹脂，并且將所 述熱固性成分中的環氧基摩爾數相對于所述熱固性成分中的酚羥基摩爾數的比例設定在 1. 5 6的范圍內，使熱固化后仍殘留有未反應的環氧基，因此，使熱固型芯片接合薄膜自 身的拉伸彈性模量降低，從而可以減少固化收縮。結果，將所述構成的熱固型芯片接合薄膜 應用于半導體裝置的制造時，可以抑制芯片接合時被粘物產生翹曲，可以提高生產量。


圖1是表示本發明的一個實施方式的切割/芯片接合薄膜的示意剖面圖。
圖2是表示本發明的另一實施方式的切割/芯片接合薄膜的示意剖面圖。圖3是表示通過本發明的一個實施方式的芯片接合薄膜安裝半導體芯片的例子 的示意剖面圖。圖4是表示通過所述芯片接合薄膜三維安裝半導體芯片的例子的示意剖面圖。圖5是表示使用所述芯片接合薄膜，通過墊片三維安裝兩個半導體芯片的例子的 示意剖面圖。圖6是用于說明通過熱固型芯片接合薄膜芯片接合在帶阻焊劑的樹脂襯底上的 半導體芯片的翹曲量測定方法的說明圖。標號說明
1基材
2粘合劑層
3、13、21芯片接合薄膜
3a芯片接合薄膜
3a部分
3b部分
5半導體芯片
6被粘物
7焊線
8密封樹脂
9墊片
10,11切割/芯片接合碧
15半導體芯片
具體實施例方式對于本實施方式的熱固型芯片接合薄膜(以下，稱為“芯片接合薄膜”)，以圖1所 示的通過在基材1上層疊有粘合劑層2的切割薄膜上層疊芯片接合薄膜而得到的切割/芯 片接合薄膜的方式為例如下進行說明。作為所述芯片接合薄膜3的構成材料，只要至少使用環氧樹脂及酚醛樹脂作為熱 固性成分則沒有特別限制。所述環氧樹脂，只要是作為膠粘劑組合物通常使用的環氧樹脂則沒有特別限制， 可以使用例如雙酚A型、雙酚F型、雙酚S型、溴化雙酚A型、氫化雙酚A型、雙酚AF型、聯 苯型、萘型、芴型、苯酚酚醛清漆型、鄰甲酚酚醛清漆型、三羥苯基甲烷型、四苯酚基乙烷型 等雙官能環氧樹脂或多官能環氧樹脂、或者乙內酰脲型、異氰脲酸三縮水甘油酯型或縮水 甘油胺型等環氧樹脂。這些環氧樹脂可以單獨使用或者兩種以上組合使用。這些環氧樹脂 中，特別優選酚醛清漆型環氧樹脂、聯苯型環氧樹脂、三羥苯基甲烷型環氧樹脂或四苯酚基 乙烷型環氧樹脂。這是因為這些環氧樹脂與作為固化劑的酚醛樹脂的反應性好，并且耐熱 性等優良。另外，環氧樹脂中腐蝕半導體元件的離子性雜質等的含量少。另外，所述酚醛樹脂作為所述環氧樹脂的固化劑起作用，可以列舉例如苯酚酚醛 清漆樹脂、苯酚芳烷基樹脂、甲酚酚醛清漆樹脂、叔丁基苯酚酚醛清漆樹脂、壬基苯酚酚醛清漆樹脂等酚醛清漆型酚醛樹脂、甲階酚醛樹脂(> y-^)型酚醛樹脂、聚對羥基苯乙烯 等聚羥基苯乙烯等。這些酚醛樹脂可以單獨使用或者兩種以上組合使用。這些酚醛樹脂中， 優選下述化學式所示的聯苯型苯酚酚醛清漆樹脂或苯酚芳烷基樹脂。這是因為可以提高半 導體裝置的連接可靠性。
權利要求
1.一種熱固型芯片接合薄膜，用于將半導體元件膠粘固定到被粘物上，其中，至少含有作為熱固性成分的環氧樹脂和酚醛樹脂，所述熱固性成分中的環氧基摩爾數 相對于所述熱固性成分中的酚羥基摩爾數的比例在1. 5 6的范圍內。
2.如權利要求1所述的熱固型芯片接合薄膜，其中，相對于有機成分100重量份，在0. 07 3. 5重量份的范圍內配合有熱固化催化劑。
3.如權利要求1或2所述的熱固型芯片接合薄膜，其中， 140°C、2小時的熱固化后的玻璃化轉變溫度為80°C以下。
4.如權利要求1至3中任一項所述的熱固型芯片接合薄膜，其中， 熱固化前的120°C下的熔融粘度在50 1000 · s的范圍內。
5.如權利要求1至4中任一項所述的熱固型芯片接合薄膜，其中， 完全熱固化后的260°C下的儲能彈性模量為IMPa以上。
6.一種切割/芯片接合薄膜，其中，具有在切割薄膜上層疊有權利要求1至5中任一項 所述的熱固型芯片接合薄膜的結構。
7.一種半導體裝置，通過使用權利要求6所述的切割/芯片接合薄膜而制造。
全文摘要
本發明提供抑制芯片接合后的固化收縮，由此可以防止被粘物產生翹曲的熱固型芯片接合薄膜以及切割/芯片接合薄膜以及使用它們制造的半導體裝置。本發明的熱固型芯片接合薄膜，用于將半導體元件膠粘固定到被粘物上，其中，至少含有作為熱固性成分的環氧樹脂和酚醛樹脂，所述熱固性成分中的環氧基摩爾數相對于所述熱固性成分中的酚羥基摩爾數的比例在1.5～6的范圍內。
文檔編號H01L21/58GK102074494SQ20101051034
公開日2011年5月25日 申請日期2010年10月14日 優先權日2009年10月14日
發明者宍戶雄一郎, 高本尚英 申請人:日東電工株式會社