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體裝 ...的制作方法
【技術領域】
[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體裝置的制造方法。
【背景技術】
[0002] 近年來，由電子設備的小型、薄型化帶來的高密度安裝的要求急劇地增加。因此， 關于半導體封裝，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，為了確保半導體元件表面的保護或半導體元件與基板之間的連接 可靠性，而對半導體元件與基板之間的空間進行液狀的密封樹脂的填充。然而，在窄間距的 半導體裝置的制造中，若使用液狀的密封樹脂，則有時產(chǎn)生空隙（氣泡）。因此，還提出了 使用片狀的密封樹脂（底部填充片）填充半導體元件與基板之間的空間的技術（專利文獻 1)〇
[0004] 在先技術文獻
[0005] 專利文獻
[0006] 專利文獻1 :日本專利第4438973號

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 發(fā)明所要解決的問題
[0008] -般而言，使用底部填充片的工藝中，將設置有端子（凸塊等）的半導體元件的電 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，則有時無法充分地將凹凸埋入而產(chǎn)生空隙。另外，在將半導體元件的端子與 被粘接體的端子連接時，存在這些端子間的底部填充材料未退讓，底部填充材料介于中間 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（在連接時或熱固化時產(chǎn)生的氣體）時形成空隙的情形。
[0009]本發(fā)明是鑒于上述問題而完成的，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體裝置的制造方法。
[0010] 用于解決問題的方法
[0011] 本申請發(fā)明人發(fā)現(xiàn)通過采用下述構成可解決上述課題，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/分鐘時的粘度為 1000~1000 OPa?s，且在100~200°C、0. 3~0? 7轉/分鐘時的最低粘度為IOOPa?s以 上。
[0013] 通常在使用底部填充片的半導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/分 鐘時的粘度為1000~1000 OPa?S，因此加熱條件下的底部填充片的流動性成為最佳范圍， 可良好地埋入半導體元件表面的凹凸。另外，端子間的底部填充材料良好地退讓，因此可將 半導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/分鐘時的最低粘度為 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％、丙烯酸系樹脂2~30重量％。由此，可良好地實現(xiàn)上述粘度。
[0016] 本發(fā)明的底部填充片優(yōu)選為，在175°C下進行1小時熱固化處理后的儲能模量 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)，則可緩和半導體元件與被粘接體的熱響應行為之差，可獲得接合部的斷裂受到抑制 的連接可靠性高的半導體裝置。在上述式（1)中，儲能模量E'與熱膨脹系數(shù)a成反比例 關系。若儲能模量E'升高，則底部填充片自身的剛性提高而可吸收或分散應力。此時，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，因此可降低對鄰接的構件（即， 半導體元件或被粘接體）的機械損傷。另一方面，若儲能模量E'變低，則底部填充片自身 的柔軟性提高，而可吸收鄰接的構件、尤其是被粘接體的熱響應行為。此時，熱膨脹系數(shù)a 變高，底部填充片的熱響應行為與被粘接體的熱響應行為同步，且由于儲能模量E'的降低 故對半導體元件的影響受到抑制，整體上使應力緩和。如此，可謀求半導體元件、被粘接體、 及底部填充片相互的應力的最佳緩和，因此還可抑制連接構件（凸塊）的斷裂，其結果為， 可提高半導體裝置的連接可靠性。需要說明的是，儲能模量E'及熱膨脹系數(shù)a的測定方 法如實施例的記載。
[0019] 優(yōu)選為所述儲能模量E'為100~10000[MPa]，且所述熱膨脹系數(shù)a為10~ 200[ppm/K]。通過使儲能模量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 系統(tǒng)的應力。
[0020] 優(yōu)選為所述儲能模量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] 通過使儲能模量E'及熱膨脹系數(shù)a滿足上述式（2)，可更容易地實現(xiàn)半導體元 件、被粘接體、及底部填充片相互的應力的最佳緩和。
[0023] 本發(fā)明的底部填充片優(yōu)選包含熱固化性樹脂。另外，所述熱固化性樹脂優(yōu)選包含 環(huán)氧樹脂和酚醛樹脂。由此，可良好地實現(xiàn)所述粘度，并且可容易地實現(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)明涉及一種半導體裝置的制造方法，其包括借助所述底部填充片將半 導體元件固定于被粘接體的工序。
【附圖說明】
[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體裝置的制造方法的一工序 的圖。
【具體實施方式】
[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/分鐘時的粘度為1000 Pa?s以上， 優(yōu)選為2000Pa?s以上。由于為1000 Pa?s以上，因此可防止加壓時擠出的樹脂所致的加 壓裝置的污染。
[0042] 另外，在150 °C、0. 05~0. 20轉/分鐘時的粘度為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性成為最 佳范圍，可良好地埋入半導體元件表面的凹凸。另外，端子間的底部填充材料良好地退讓， 因此可將半導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/分鐘時的粘度可通過二氧化硅填料的粒徑、二氧化硅填料 的含量、丙烯酸系樹脂的含量、丙烯酸系樹脂的分子量、熱固化性樹脂的含量等進行控制。
[0044] 例如，通過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 脂的含量、增大丙烯酸系樹脂的分子量、減少熱固化性樹脂的含量、可提高150°C、0. 05~ 0. 20轉/分鐘時的粘度。
[0045] 另外，本發(fā)明的底部填充片在100~200°C、0. 3~0. 7轉/分鐘時的最低粘度為 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/分鐘時的最低粘度優(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性成為 最佳范圍，可良好地埋入半導體元件表面的凹凸。另外，由于端子間的底部填充材料良好地 退讓，因此可將半導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/分鐘時的最低粘度可通過二氧化硅填料的粒徑、二氧 化硅填料的含量、丙烯酸系樹脂的含量、丙烯酸系樹脂的分子量、熱固化性樹脂的含量等進 行控制。
[0048] 例如，通過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 脂的含量、增大丙烯酸系樹脂的分子量、減少熱固化性樹脂的含量、可提高100~200°C、 0. 3~0. 7轉/分鐘時的最低粘度。
[0049] 需要說明的是，150°C、0. 05~0? 20轉/分鐘時的粘度、及100~200°C、0. 3~0? 7 轉/分鐘時的最低粘度可使用流變儀進行測定。具體而言，可通過實施例中記載的方法進 行測定。
[0050] 本發(fā)明的底部填充片優(yōu)選為，在175 °C下進行1小時熱固化處理后的儲能模量 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] 通過滿足上述式（1)，可緩和半導體元件與被粘接體的熱響應行為之差，可獲得接 合部的斷裂受到抑制的連接可靠性高的半導體裝置。另外，可實現(xiàn)半導體元件、被粘接體、 及底部填充片的相互作用的應力的最佳緩和，因此還可抑制連接構件的斷裂，可提高半導 體裝置的連接可靠性。
[0053] 優(yōu)選上述儲能模量E'為100~10000[MPa]，且上述熱膨脹系數(shù)a為10~ 200[ppm/K]。通過使儲能模量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 體裝置整體的系統(tǒng)應力。
[0054] 優(yōu)選上述儲能模量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] 通過使熱固化后的底部填充片的儲能模量E'及熱膨脹系數(shù)a滿足上述式（2)，可 更容易地實現(xiàn)半導體元件、被粘接體、及底部填充