底部填充材料和使用其的半導(dǎo)體裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及用于安裝半導(dǎo)體忍片的底部填充材料、W及使用其的半導(dǎo)體裝置的制 造方法。本申請(qǐng)基于2013年9月11日在日本申請(qǐng)的日本專利申請(qǐng)?zhí)柼卦?013-188683要求優(yōu) 先權(quán)，通過參照該申請(qǐng)而援引至本申請(qǐng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，在半導(dǎo)體忍片的安裝方法中，為了縮短工序而研究了在半導(dǎo)體IC (Integrated Cir州it)電極上粘貼底部填充膜的"預(yù)供給型底部填充膜(PUF:Pre-applied Underfill Film)"的使用。
[0003] 使用該預(yù)供給型底部填充膜的安裝方法例如如下那樣地進(jìn)行(例如參照專利文獻(xiàn) Do
[0004] 工序A:在晶片上粘貼底部填充膜，進(jìn)行切割而得到半導(dǎo)體忍片。
[000引工序B:在貼合有底部填充膜的狀態(tài)下，對(duì)準(zhǔn)并搭載半導(dǎo)體忍片。
[0006] 工序C:將半導(dǎo)體忍片進(jìn)行熱壓接，利用焊料凸點(diǎn)的金屬接合來確保導(dǎo)通、W及利 用底部填充膜的固化來進(jìn)行粘接。
[0007] 隨著溫度的上升，底部填充材料在至反應(yīng)開始為止粘度降低(液狀化），W反應(yīng)開 始點(diǎn)為分界，粘度上升而成為固化物。通過運(yùn)樣的粘度變化，容易去除空隙，但變更壓力的 時(shí)刻不恰當(dāng)時(shí)，容易殘留空隙。為了在恰當(dāng)?shù)臅r(shí)刻施加壓力，通常利用安裝的曲線來進(jìn)行調(diào) 整。由施加壓力的時(shí)刻和底部填充材料的粘度來確定最佳條件，因此需要通過實(shí)際上使用 忍片的安裝等來發(fā)現(xiàn)最佳的安裝條件。
[0008] 為了研究運(yùn)些，通常使用流變儀的數(shù)據(jù)。例如在圖10所示的烙融粘度曲線中，NCFl 適合于低溫短時(shí)間的安裝，NCF3適合于高溫長(zhǎng)時(shí)間的安裝。然而，流變儀的升溫速度與安裝 的升溫速度有很大的不同，因此僅利用流變儀數(shù)據(jù)判斷是否適合于無空隙安裝是困難的。
[0009] 無空隙安裝中，受到實(shí)際安裝品的形狀/導(dǎo)熱等的影響，因此實(shí)現(xiàn)無空隙的底部填 充材料容易各不相同。另外，底部填充材料僅能夠利用通常確定的安裝曲線來進(jìn)行良好的 安裝，安裝邊緣（雍裝^ )狹窄。
[0010] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn) 專利文獻(xiàn) 專利文獻(xiàn)1:日本特開2005-28734號(hào)公報(bào)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 發(fā)明要解決的課題 本發(fā)明是鑒于運(yùn)種現(xiàn)有情況而提出的，提供能夠?qū)崿F(xiàn)寬闊安裝邊緣的底部填充材料、 W及使用其的半導(dǎo)體裝置的制造方法。
[0012] 用于解決問題的手段 為了解決前述課題，本發(fā)明的特征在于，其為將半導(dǎo)體忍片搭載于電子部件之前預(yù)先 貼合于半導(dǎo)體忍片的底部填充材料，所述半導(dǎo)體忍片形成有帶焊料電極，所述電子部件形 成有與帶焊料電極相對(duì)的對(duì)向電極，所述底部填充材料含有環(huán)氧樹脂、酸酢、丙締酸系樹脂 W及有機(jī)過氧化物，W5°C/minW上且50°C/minW下的升溫速度條件測(cè)定烙融粘度時(shí)的最 低烙融粘度達(dá)到溫度為1〇〇°〇^上且150°0^下，最低烙融粘度為100?3-8^上且5000化-sW下。
[0013] 另外，本發(fā)明所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法的特征在于，其具備如下工序:將半導(dǎo) 體忍片搭載于電子部件的搭載工序，所述半導(dǎo)體忍片形成有帶焊料電極，該電極面貼合有 底部填充材料，所述電子部件形成有與前述帶焊料電極相對(duì)的對(duì)向電極；W及，將前述半導(dǎo) 體忍片與前述電子部件進(jìn)行熱壓接的熱壓接工序，前述底部填充材料含有環(huán)氧樹脂、酸酢、 丙締酸系樹脂W及有機(jī)過氧化物，W5°C/minW上且50°C/minW下的升溫速度條件測(cè)定烙 融粘度時(shí)的最低烙融粘度達(dá)到溫度為l〇〇°CW上且150°CW下，最低烙融粘度為IOOPa ? sW 上且5000化*8^下。
[0014] 發(fā)明效果 根據(jù)本發(fā)明，由于在不同的升溫溫度條件下測(cè)定時(shí)的最低烙融粘度達(dá)到溫度的變化 小，因此即使不嚴(yán)密地控制熱壓接時(shí)的溫度曲線，也能夠?qū)崿F(xiàn)無空隙安裝和良好的焊料接 合性，能夠?qū)崿F(xiàn)寬闊的安裝邊緣。
【附圖說明】
[0015] 圖1是示意性地示出搭載前的半導(dǎo)體忍片和電路基板的剖面圖。
[0016] 圖2是示意性地示出搭載時(shí)的半導(dǎo)體忍片和電路基板的剖面圖。
[0017] 圖3是示意性地示出熱壓接后的半導(dǎo)體忍片和電路基板的剖面圖。
[0018] 圖4是表示各升溫溫度條件下的烙融粘度曲線的圖。
[0019] 圖5是表示本實(shí)施方式中的半導(dǎo)體裝置的制造方法的流程圖。
[0020] 圖6是示意性地示出在晶片上粘貼底部填充膜的工序的立體圖。
[0021 ]圖7是示意性地示出切割晶片的工序的立體圖。
[0022] 圖8是示意性地示出拾取半導(dǎo)體忍片的工序的立體圖。
[0023] 圖9是表示安裝時(shí)的溫度曲線的圖。
[0024] 圖10是表示烙融粘度曲線的一例的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025] W下，針對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式，按照下述順序進(jìn)行詳細(xì)說明。 1. 底部填充材料 2. 半導(dǎo)體裝置的制造方法 3. 實(shí)施例。
[0026] <1.底部填充材料〉 本實(shí)施方式所述的底部填充材料是將半導(dǎo)體忍片搭載于電子部件之前預(yù)先貼合于半 導(dǎo)體忍片的，所述半導(dǎo)體忍片形成有帶焊料電極，所述電子部件形成有與帶焊料電極相對(duì) 的對(duì)向電極。
[0027] 圖1是示意性地示出搭載前的半導(dǎo)體忍片和電路基板的剖面圖，圖2是示意性地示 出搭載時(shí)的半導(dǎo)體忍片和電路基板的剖面圖，且圖3是示意性地示出熱壓接后的半導(dǎo)體忍 片和電路基板的剖面圖。
[0028] 如圖1~圖3所示那樣，本實(shí)施方式中的底部填充材料20是在形成有帶焊料電極的 半導(dǎo)體忍片10的電極面上預(yù)先貼合并使用的，利用底部填充材料20固化而成的粘接層21將 半導(dǎo)體忍片10與電路基板30進(jìn)行接合，所述電路基板30形成有與帶焊料電極相對(duì)的對(duì)向電 極。
[0029] 半導(dǎo)體忍片10在娃等半導(dǎo)體11表面形成有集成電路，其具有被稱為凸點(diǎn)的用于連 接的帶焊料電極。帶焊料電極在由銅等形成的電極12上接合有焊料13,具有將電極12的厚 度與焊料13的厚度合計(jì)而得到的厚度。
[0030] 作為焊料，可W使用Sn-37Pb共晶焊料(烙點(diǎn)為183°C)、Sn-Bi焊料(烙點(diǎn)為139°C)、 Sn-3.5Ag(烙點(diǎn)為 22rC)、Sn-3. OAg-0.5Cu(烙點(diǎn)為 217°C)、Sn-5. OSK 烙點(diǎn)為 240°C)等。
[0031] 電路基板30在例如剛性基板、柔性基板等基材31上形成有電路。另外，在要搭載半 導(dǎo)體忍片10的安裝部，在與半導(dǎo)體忍片10的帶焊料電極相對(duì)的位置形成了具有規(guī)定厚度的 對(duì)向電極32。
[0032] 底部填充材料20含有成膜樹脂、環(huán)氧樹脂、酸酢、丙締酸系樹脂W及有機(jī)過氧化 物。
[0033] 成膜樹脂相當(dāng)于平均分子量為1000 OW上的高分子量樹脂，從成膜性的觀點(diǎn)出發(fā)， 優(yōu)選為10000~100000左右的平均分子量。作為成膜樹脂，可W使用苯氧基樹脂、環(huán)氧樹脂、 改性環(huán)氧樹脂、聚氨醋樹脂、丙締酸類橡膠等各種樹脂。運(yùn)些成膜樹脂可W單獨(dú)使用1種，也 可W組合巧中W上使用。運(yùn)些之中，本實(shí)施方式中，從成膜狀態(tài)、連接可靠性等的觀點(diǎn)出發(fā)， 適合使用苯氧基樹脂。
[0034] 作為環(huán)氧樹脂，可列舉出例如雙環(huán)戊二締型環(huán)氧樹脂、縮水甘油酸型環(huán)氧樹脂、縮 水甘油胺型環(huán)氧樹脂、雙酪A型環(huán)氧樹脂、雙酪F型環(huán)氧樹脂、雙酪S型環(huán)氧樹脂、螺環(huán)型環(huán)氧 樹脂、糞型環(huán)氧樹脂、聯(lián)苯型環(huán)氧樹脂、祗型環(huán)氧樹脂、四漠雙酪A型環(huán)氧樹脂、甲酪酪醒清 漆型環(huán)氧樹脂、苯酪酪醒清漆型環(huán)氧樹脂、O-糞酪酪醒清漆型環(huán)氧樹脂、漠化苯酪酪醒清漆 型環(huán)氧樹脂等。運(yùn)些環(huán)氧樹脂可W單獨(dú)使用1種，也可W組合巧巾W上使用。運(yùn)些之中，本實(shí) 施方式中，從高粘接性、耐熱性的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選使用雙環(huán)戊二締型環(huán)氧樹脂。
[0035] 酸酢具有去除焊料表面的氧化膜的焊劑功能，因此能夠獲得優(yōu)異的連接可靠性。 作為酸酢，可列舉出例如四丙締基班巧酸酢、十二碳締基班巧酸酢等脂肪族酸酢;六氨鄰苯 二甲酸酢、甲基四氨鄰苯二甲酸酢等脂環(huán)式酸酢;鄰苯二甲酸酢、偏苯=酸酢、均苯四酸酢 等芳香族酸酢等。運(yùn)些環(huán)氧固化劑可W單獨(dú)使用巧巾，也可W組合巧巾W上使用。運(yùn)些環(huán)氧固 化劑之中，運(yùn)些之中，從焊料連接性的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選使用脂肪族酸酢。
[0036] 另外，優(yōu)選添加固化促進(jìn)劑。作為固化促進(jìn)劑的具體例，可列舉出2-甲基咪挫、2-乙基咪挫、2-乙基-4-甲基咪挫等咪挫類；1，8-二氮雜雙環(huán)（5,4,0)^碳締-7鹽(DBU鹽）、 2-(二甲氨基甲基)苯酪等叔胺類;=苯基麟等麟類;辛酸錫等金屬化合物等。
[0037] 作為丙締酸系樹脂，可W使用單官能（甲基)丙締酸醋、2官能W上的（甲基)丙締酸 醋。作為單官能（甲基)丙締酸醋，可列舉出（甲基）丙締酸甲醋、（甲基）丙締酸乙醋、（甲基） 丙締酸正丙醋、（甲基）丙締酸異丙醋、（甲基）丙締酸正下醋等。作為2官能W上的（甲基）丙 締酸醋，可列舉出雙酪F-EO改性二（甲基)丙締酸醋、雙酪A-EO改性二（甲基)丙締酸醋、=徑 甲基丙烷PO改性（甲基)丙締酸醋、多官能聚氨醋（甲基)丙締酸醋等。運(yùn)些丙締酸系樹脂可 W單獨(dú)使用，也可W組合巧中W上使用。運(yùn)些之中，本實(shí)施方式中適合使用2官能（甲基)丙締 酸醋。
[0038] 作為有機(jī)過氧化物，可列舉出例如過氧化醋、過氧化縮酬、過氧化氨、過氧化二燒 基、過氧化二酷基、過氧化二碳酸醋等。運(yùn)些有機(jī)過氧化物可