[发明专利]半导体用粘合剂组合物和粘合剂膜及半导体器件制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于半导体的粘合剂组合物和包含所述粘合剂组合物的粘合剂膜。更具体地，本发明涉及一种用于半导体的粘合剂膜，其中包括酚类固化剂、胺类固化剂、以及基于所述用于半导体的粘合剂膜的总固体含量的60至80重量百分比(wt％)的热塑性树脂，并在150℃固化20分钟之后具有2MPa或更大的储能模量和的50%或更大的反应固化率。

背景技术

虽然银浆料通常已用于使半导体器件彼此相连或连接至支承构件上，但随着半导体器件不断增长的尺寸减小和高容量的趋势，支承构件也需要具有小尺寸和紧凑的结构。银浆料具有例如由半导体器件的突起或倾斜所引起的引线接合故障、产生气泡和厚度控制困难等的问题。因此，近年来有使用粘合剂膜代替银浆料的趋势。

用于半导体装配的粘合剂膜通常与切割膜一起使用，切割膜是指在一系列半导体芯片的制造过程中在切割时用于固定半导体晶圆的膜。切割是分割半导体晶圆成为单个芯片的处理过程，随后进行展开处理、拾取处理等。

在切割时，从切割膜上移除的PET覆膜堆叠在粘合剂膜上以形成用于半导体装配的作为粘合剂的单个膜，将半导体晶圆放置在所述膜上，随后使用圆形的金刚石刀片锯割。近年来，使用激光束辐射半导体晶圆以有选择地切割半导体晶圆的内部，随后展开所述膜并与所述粘合剂膜一起切割所述晶圆，从而提供了单独的半导体芯片。

在最新的半导体装配工艺中，使用用于半导体装配的切割芯片接合粘合剂膜，在50至80℃下粘合剂膜与切割膜一起固定在其上具有电路的半导体晶圆上，随后切割所述半导体晶圆成为单独的芯片，这些芯片通过芯片贴装过程在高温下依次叠加在一起。

因为用于制造半导体器件的电路板由于布线而具有不规则的表面，为了减小当通过在高温下进行的芯片贴装过程而使半导体芯片叠加在所述电路板上时生成的初始孔隙的尺寸，粘合层需要具有流动性。此时，这些孔隙必须在半导体晶圆堆叠后的环氧树脂模制工序中的高温和高压条件下被完全去除。所述模制工序之后残留的孔隙会导致可靠性的劣化。

为了固定堆叠在所述膜上的芯片，所述膜在125至170℃经过预固化或半固化预定的一段时间，随后进行环氧树脂模制以及在175℃进行后模制固化1至2小时以固化所述模制的EMC树脂和所述粘合剂膜。这里，在125至170℃进行半固化约40至70分钟以固化所述粘合剂膜，随着因半导体二极管的高集成度而导致的半导体二极管数目的增加，用于半导体装配的时间也增加了，从而降低了生产率。

韩国专利第1033045号公开了一种用于半导体的粘合剂组合物，其中包括聚合物粘合剂树脂、环氧树脂、酚醛环氧固化剂、固化促进剂、硅烷偶联剂和无机填料。此专利试图抑制在切割时产生的毛边和在基于150℃进行1小时或175℃进行2小时的长时间固化而使用酚醛环氧固化剂进行的引线接合时产生的孔隙，从而使其难以降低加工时间。

发明内容

本发明的一个方面是提供一种用于半导体的粘合剂膜，其允许加工时间有效地降低，即使省略在半导体封装中用于固定堆叠在所述粘合剂膜上的芯片的半固化过程(在125℃至170℃固化1分钟至60分钟)的情况下的引线接合的热史中，也不会劣化可靠性。

本发明的另一个方面是提供一种用于半导体的粘合剂膜，其允许在半导体封装中减少环氧树脂模制工序或省略后模制固化过程，即使具有引线接合热史也不会导致可靠性的劣化，从而能够有效降低加工时间。

本发明的又一个方面是提供一种用于半导体的粘合剂组合物，其即使在芯片贴装后的各种固化过程之后，也能够通过提供保持的固化率来有效去除在EMC模制时产生的孔隙，并提供一种包含所述粘合剂组合物的粘合剂膜。

根据本发明的一个方面，用于半导体的粘合剂膜包括酚类固化剂、胺类固化剂、以及基于所述用于半导体的粘合剂膜的总固体含量的60wt％至80wt％的热塑性树脂，并在150℃固化20分钟之后具有2MPa或更大的储能模量和的50%或更大的反应固化率。

根据本发明的粘合剂组合物或粘合剂膜即使在减少和/或省略芯片接合之后的半固化的情况下也可以提供快速固化率，从而防止了由于不充分加热引起的可靠性劣化，并能够有效降低加工时间。

此外，根据本发明的用于半导体的粘合剂组合物或粘合剂膜允许在芯片接合之后减少和/或省略半固化过程和/或PMC过程，允许减少环氧树脂模制过程，并同时满足半导体接合的可加工性和可靠性而不必考虑工序的减少或省略。