底部填充片、背面研削用膠帶一體型底部填充片、切割膠帶一體型底部填充片及半導(dǎo)體裝 ...的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種底部填充片、背面研削用膠帶一體型底部填充片、切割膠帶一體 型底部填充片及半導(dǎo)體裝置的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來(lái)，由電子設(shè)備的小型、薄型化帶來(lái)的高密度安裝的要求急劇地增加。因此， 關(guān)于半導(dǎo)體封裝，適于高密度安裝的表面安裝型代替先前的插件型成為主流。
[0003]在表面安裝后，為了確保半導(dǎo)體元件表面的保護(hù)或半導(dǎo)體元件與基板之間的連接 可靠性，而對(duì)半導(dǎo)體元件與基板之間的空間進(jìn)行液狀的密封樹(shù)脂的填充。然而，在窄間距的 半導(dǎo)體裝置的制造中，若使用液狀的密封樹(shù)脂，則有時(shí)產(chǎn)生空隙（氣泡）。因此，還提出了 使用片狀的密封樹(shù)脂（底部填充片）填充半導(dǎo)體元件與基板之間的空間的技術(shù)（專(zhuān)利文獻(xiàn) 1)〇
[0004] 在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0005] 專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0006] 專(zhuān)利文獻(xiàn)1 :日本專(zhuān)利第4438973號(hào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 發(fā)明所要解決的問(wèn)題
[0008] -般而言，使用底部填充片的工藝中，將設(shè)置有端子（凸塊等）的半導(dǎo)體元件的電 路面與底部填充片貼合，因此要求底部填充片追隨電路面的凹凸而密合。然而，若底部填充 片的粘度較高，則有時(shí)無(wú)法充分地將凹凸埋入而產(chǎn)生空隙。另外，在將半導(dǎo)體元件的端子與 被粘接體的端子連接時(shí)，存在這些端子間的底部填充材料未退讓?zhuān)撞刻畛洳牧辖橛谥虚g 而發(fā)生連接不良的可能。另一方面，若底部填充片的粘度較低，則存在脫氣（卜力'只） 產(chǎn)生（在連接時(shí)或熱固化時(shí)產(chǎn)生的氣體）時(shí)形成空隙的情形。
[0009]本發(fā)明是鑒于上述問(wèn)題而完成的，其目的在于提供一種底部填充片，其可良好地 將凹凸埋入，可將半導(dǎo)體元件的端子與被粘接體的端子良好地連接，可減少脫氣所致的空 隙的產(chǎn)生。另外，本發(fā)明的目的在于提供一種背面研削用膠帶一體型底部填充片、切割膠帶 一體型底部填充片及半導(dǎo)體裝置的制造方法。
[0010] 用于解決問(wèn)題的方法
[0011] 本申請(qǐng)發(fā)明人發(fā)現(xiàn)通過(guò)采用下述構(gòu)成可解決上述課題，從而完成了本發(fā)明。
[0012] S卩，本發(fā)明涉及一種底部填充片，其在150°C、0. 05~0. 20轉(zhuǎn)/分鐘時(shí)的粘度為 1000~1000 OPa?s，且在100~200°C、0. 3~0? 7轉(zhuǎn)/分鐘時(shí)的最低粘度為IOOPa?s以 上。
[0013] 通常在使用底部填充片的半導(dǎo)體裝置的制造工藝中，在加熱條件下，借助底部填 充片而將半導(dǎo)體元件固定于被粘接體。本發(fā)明的底部填充片在150°c、0. 05~0. 20轉(zhuǎn)/分 鐘時(shí)的粘度為1000~1000 OPa?S，因此加熱條件下的底部填充片的流動(dòng)性成為最佳范圍， 可良好地埋入半導(dǎo)體元件表面的凹凸。另外，端子間的底部填充材料良好地退讓?zhuān)虼丝蓪?半導(dǎo)體元件的端子與被粘接體的端子良好地連接。
[0014] 另外，本發(fā)明的底部填充片在100~200°C、0. 3~0. 7轉(zhuǎn)/分鐘時(shí)的最低粘度為 IOOPa?s以上，因此可減少脫氣所致的空隙的產(chǎn)生。
[0015] 本發(fā)明的底部填充片優(yōu)選包含平均粒徑為0. 01~10ym的二氧化硅填料15~70 重量％、丙烯酸系樹(shù)脂2~30重量％。由此，可良好地實(shí)現(xiàn)上述粘度。
[0016] 本發(fā)明的底部填充片優(yōu)選為，在175°C下進(jìn)行1小時(shí)熱固化處理后的儲(chǔ)能模量 E' [MPa]及熱膨脹系數(shù)a[ppm/K]在25°C下滿足下述式（1)。
[0017] E'Xa<250000[Pa/K] ? ? ? (1)
[0018] 若底部填充片的熱固化后的儲(chǔ)能模量E' [MPa]及熱膨脹系數(shù)a[ppm/K]滿足上述 式（1)，則可緩和半導(dǎo)體元件與被粘接體的熱響應(yīng)行為之差，可獲得接合部的斷裂受到抑制 的連接可靠性高的半導(dǎo)體裝置。在上述式（1)中，儲(chǔ)能模量E'與熱膨脹系數(shù)a成反比例 關(guān)系。若儲(chǔ)能模量E'升高，則底部填充片自身的剛性提高而可吸收或分散應(yīng)力。此時(shí)，熱 膨脹系數(shù)a變低，底部填充片自身的熱膨脹行為受到抑制，因此可降低對(duì)鄰接的構(gòu)件（即， 半導(dǎo)體元件或被粘接體）的機(jī)械損傷。另一方面，若儲(chǔ)能模量E'變低，則底部填充片自身 的柔軟性提高，而可吸收鄰接的構(gòu)件、尤其是被粘接體的熱響應(yīng)行為。此時(shí)，熱膨脹系數(shù)a 變高，底部填充片的熱響應(yīng)行為與被粘接體的熱響應(yīng)行為同步，且由于儲(chǔ)能模量E'的降低 故對(duì)半導(dǎo)體元件的影響受到抑制，整體上使應(yīng)力緩和。如此，可謀求半導(dǎo)體元件、被粘接體、 及底部填充片相互的應(yīng)力的最佳緩和，因此還可抑制連接構(gòu)件（凸塊）的斷裂，其結(jié)果為， 可提高半導(dǎo)體裝置的連接可靠性。需要說(shuō)明的是，儲(chǔ)能模量E'及熱膨脹系數(shù)a的測(cè)定方 法如實(shí)施例的記載。
[0019] 優(yōu)選為所述儲(chǔ)能模量E'為100~10000[MPa]，且所述熱膨脹系數(shù)a為10~ 200[ppm/K]。通過(guò)使儲(chǔ)能模量E'及熱膨脹系數(shù)a分別為這樣的范圍，可有效地緩和整個(gè) 系統(tǒng)的應(yīng)力。
[0020] 優(yōu)選為所述儲(chǔ)能模量E' [MPa]與所述熱膨脹系數(shù)a[ppm/K]滿足下述式（2)。
[0021] 10000〈E，Xa<250000[Pa/K] ? ? ? (2)
[0022] 通過(guò)使儲(chǔ)能模量E'及熱膨脹系數(shù)a滿足上述式（2)，可更容易地實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體元 件、被粘接體、及底部填充片相互的應(yīng)力的最佳緩和。
[0023] 本發(fā)明的底部填充片優(yōu)選包含熱固化性樹(shù)脂。另外，所述熱固化性樹(shù)脂優(yōu)選包含 環(huán)氧樹(shù)脂和酚醛樹(shù)脂。由此，可良好地實(shí)現(xiàn)所述粘度，并且可容易地實(shí)現(xiàn)底部填充片的上述 式（1)的充分性。
[0024] 另外，本發(fā)明涉及一種背面研削用膠帶一體型底部填充片，其具備背面研削用膠 帶、及層疊在所述背面研削用膠帶上的所述底部填充片。通過(guò)將背面研削用膠帶與底部填 充片一體地使用，可提尚制造效率。
[0025]另外，本發(fā)明涉及一種切割膠帶一體型底部填充片，其具備切割膠帶、及層疊在所 述切割膠帶上的所述底部填充片。通過(guò)將背面研削用膠帶與底部填充片一體地使用，可提 尚制造效率。
[0026] 另外，本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，其包括借助所述底部填充片將半 導(dǎo)體元件固定于被粘接體的工序。
【附圖說(shuō)明】
[0027] 圖1為背面研削用膠帶一體型底部填充片的剖面示意圖。
[0028]圖2A為表示使用背面研削用膠帶一體型底部填充片的半導(dǎo)體裝置的制造方法的 一工序的圖。
[0029] 圖2B為表示使用背面研削用膠帶一體型底部填充片的半導(dǎo)體裝置的制造方法的 一工序的圖。
[0030] 圖2C為表示使用背面研削用膠帶一體型底部填充片的半導(dǎo)體裝置的制造方法的 一工序的圖。
[0031] 圖2D為表示使用背面研削用膠帶一體型底部填充片的半導(dǎo)體裝置的制造方法的 一工序的圖。
[0032]圖2E為表示使用背面研削用膠帶一體型底部填充片的半導(dǎo)體裝置的制造方法的 一工序的圖。
[0033] 圖2F為表示使用背面研削用膠帶一體型底部填充片的半導(dǎo)體裝置的制造方法的 一工序的圖。
[0034] 圖2G為表示使用背面研削用膠帶一體型底部填充片的半導(dǎo)體裝置的制造方法的 一工序的圖。
[0035] 圖3為切割膠帶一體型底部填充片的剖面示意圖。
[0036] 圖4A為表示使用切割膠帶一體型底部填充片的半導(dǎo)體裝置的制造方法的一工序 的圖。
[0037]圖4B為表示使用切割膠帶一體型底部填充片的半導(dǎo)體裝置的制造方法的一工序 的圖。
[0038]圖4C為表示使用切割膠帶一體型底部填充片的半導(dǎo)體裝置的制造方法的一工序 的圖。
[0039]圖4D為表示使用切割膠帶一體型底部填充片的半導(dǎo)體裝置的制造方法的一工序 的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0040] [底部填充片]
[0041] 本發(fā)明的底部填充片在150°C、0. 05~0. 20轉(zhuǎn)/分鐘時(shí)的粘度為1000 Pa?s以上， 優(yōu)選為2000Pa?s以上。由于為1000 Pa?s以上，因此可防止加壓時(shí)擠出的樹(shù)脂所致的加 壓裝置的污染。
[0042] 另外，在150 °C、0. 05~0. 20轉(zhuǎn)/分鐘時(shí)的粘度為1000 OPa?s以下，優(yōu)選為 SOOOPa?s以下。由于為1000 OPa?s以下，因此加熱條件下的底部填充片的流動(dòng)性成為最 佳范圍，可良好地埋入半導(dǎo)體元件表面的凹凸。另外，端子間的底部填充材料良好地退讓?zhuān)?因此可將半導(dǎo)體元件的端子與被粘接體的端子良好地連接。
[0043] 150 °C、0. 05~0. 20轉(zhuǎn)/分鐘時(shí)的粘度可通過(guò)二氧化硅填料的粒徑、二氧化硅填料 的含量、丙烯酸系樹(shù)脂的含量、丙烯酸系樹(shù)脂的分子量、熱固化性樹(shù)脂的含量等進(jìn)行控制。
[0044] 例如，通過(guò)減小二氧化硅填料的粒徑、增大二氧化硅填料的含量、增大丙烯酸系樹(shù) 脂的含量、增大丙烯酸系樹(shù)脂的分子量、減少熱固化性樹(shù)脂的含量、可提高150°C、0. 05~ 0. 20轉(zhuǎn)/分鐘時(shí)的粘度。
[0045] 另外，本發(fā)明的底部填充片在100~200°C、0. 3~0. 7轉(zhuǎn)/分鐘時(shí)的最低粘度為 IOOPa?s以上，優(yōu)選為500Pa?s以上。由于為IOOPa?s以上，因此可減少脫氣所致的空隙 的產(chǎn)生。
[0046] 另外，100~200°C、0. 3~0. 7轉(zhuǎn)/分鐘時(shí)的最低粘度優(yōu)選為1000 OPa*s以下，更 優(yōu)選為SOOOPa?s以下。若為1000 OPa?s以下，則加熱條件下的底部填充片的流動(dòng)性成為 最佳范圍，可良好地埋入半導(dǎo)體元件表面的凹凸。另外，由于端子間的底部填充材料良好地 退讓?zhuān)虼丝蓪雽?dǎo)體元件的端子與被粘接體的端子良好地連接。
[0047] 100~200°C、0. 3~0. 7轉(zhuǎn)/分鐘時(shí)的最低粘度可通過(guò)二氧化硅填料的粒徑、二氧 化硅填料的含量、丙烯酸系樹(shù)脂的含量、丙烯酸系樹(shù)脂的分子量、熱固化性樹(shù)脂的含量等進(jìn) 行控制。
[0048] 例如，通過(guò)減小二氧化硅填料的粒徑、增大二氧化硅填料的含量、增大丙烯酸系樹(shù) 脂的含量、增大丙烯酸系樹(shù)脂的分子量、減少熱固化性樹(shù)脂的含量、可提高100~200°C、 0. 3~0. 7轉(zhuǎn)/分鐘時(shí)的最低粘度。
[0049] 需要說(shuō)明的是，150°C、0. 05~0? 20轉(zhuǎn)/分鐘時(shí)的粘度、及100~200°C、0. 3~0? 7 轉(zhuǎn)/分鐘時(shí)的最低粘度可使用流變儀進(jìn)行測(cè)定。具體而言，可通過(guò)實(shí)施例中記載的方法進(jìn) 行測(cè)定。
[0050] 本發(fā)明的底部填充片優(yōu)選為，在175 °C下進(jìn)行1小時(shí)熱固化處理后的儲(chǔ)能模量 E' [MPa]及熱膨脹系數(shù)a[ppm/K]在25°C下滿足下述式（1)。
[0051]E'Xa<250000[Pa/K] ? ? ? (1)。
[0052] 通過(guò)滿足上述式（1)，可緩和半導(dǎo)體元件與被粘接體的熱響應(yīng)行為之差，可獲得接 合部的斷裂受到抑制的連接可靠性高的半導(dǎo)體裝置。另外，可實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體元件、被粘接體、 及底部填充片的相互作用的應(yīng)力的最佳緩和，因此還可抑制連接構(gòu)件的斷裂，可提高半導(dǎo) 體裝置的連接可靠性。
[0053] 優(yōu)選上述儲(chǔ)能模量E'為100~10000[MPa]，且上述熱膨脹系數(shù)a為10~ 200[ppm/K]。通過(guò)使儲(chǔ)能模量E'及熱膨脹系數(shù)a分別為這樣的范圍，可有效地緩和半導(dǎo) 體裝置整體的系統(tǒng)應(yīng)力。
[0054] 優(yōu)選上述儲(chǔ)能模量E' [MPa]與上述熱膨脹系數(shù)a[ppm/K]滿足下述式（2)。
[0055] 10000〈E，Xa<250000[Pa/K] ? ? ? (2)
[0056] 通過(guò)使熱固化后的底部填充片的儲(chǔ)能模量E'及熱膨脹系數(shù)a滿足上述式（2)，可 更容易地實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體元件、被粘接體、及底部填充