半导体封装用底部填充膜和利用其的半导体封装的制造方法与流程

1.本发明涉及半导体封装用底部填充膜和利用其的半导体封装的制造方法，具体而言，涉及能够在制造半导体封装时使孔隙(void)产生最少化而提高封装的可靠性的半导体封装用底部填充膜和利用其的半导体封装的制造方法。


背景技术：

2.近年来，随着电子设备的小型化、高密度化，能够将半导体元件以尽可能小的面积进行安装的倒装芯片(flip-chip)封装制造方法受到关注。
3.在制造倒装芯片封装时，在半导体芯片与封装基板之间的空间配置底部填充(underfill)。底部填充不仅保护封装结构免受机械冲击以及接合部的腐蚀之类的外部影响，而且使由芯片与基板间的热膨胀系数差异引起的应力最小化，由此起到提高封装制品的可靠性的作用。
4.这样的底部填充由如下方式形成：在实施焊料回流(solder reflow)工序之后，利用针头之类的设备在半导体芯片与封装基板之间的空间填充液态底部填充树脂，然后使其固化。
5.但是，液态底部填充树脂的填充工序需要在半导体芯片与封装基板之间的空间的所有区域均匀地提供底部填充树脂。因此，需要确保用于使针头沿着半导体芯片的侧面按照一定的轨迹移动的针头移动空间，不仅如此，还需要确保用于配置针头的富裕空间。因此，产生空间损耗，这成为将使用倒装芯片的制品小型化时的制约因素。
6.此外，液态底部填充树脂的填充工序中，由于印刷电路基板的电路图案和接合焊盘以及半导体芯片的焊料，液态底部填充树脂的扩散速度产生差异，因此在底部填充内会产生气隙或空隙。这样的气隙或空隙不仅降低底部填充功能，而且会由于水分长期渗透而成为使封装的可靠性降低的原因。


技术实现要素：

7.技术课题
8.本发明的目的在于提供一种半导体封装用底部填充膜，其能够简化半导体封装时的接合工序，并且使孔隙(void)产生最少化而提高连接可靠性。
9.本发明的另一目的在于提供制造半导体封装的方法，其利用上述底部填充膜来简化接合工序且提高生产效率，同时连接可靠性优异。
10.解决课题的方法
11.为了实现上述技术课题，本发明提供一种半导体封装用底部填充膜，其包含基材和粘接层，该粘接层配置在上述基材的一面且在160至170℃时的最低熔融粘度为3000pa.s以下。
12.此外，本发明提供半导体封装的制造方法，其包括：在具备凸块的半导体芯片的凸块上压接上述底部填充膜的粘接层的步骤；使上述压接有粘接层的半导体芯片的凸块在与
上述凸块位置相对应的区域在具备接合焊盘的封装基板的接合焊盘上对齐的步骤；使上述半导体芯片的凸块熔融而使半导体芯片与封装基板连接的步骤；以及使配置在上述连接后的半导体芯片与封装基板之间的粘接层固化的步骤。
13.发明效果
14.本发明通过包含最低熔融粘度低的粘接层，从而能够简化半导体封装时的接合工序，并且使孔隙产生最小化而提高封装的连接可靠性。
附图说明
15.图1是概略性示出本发明的第一实施例的半导体封装用底部填充膜的截面图。
16.图2是概略性示出本发明的第二实施例的半导体封装用底部填充膜的截面图。
17.图3至图6是用于概略性说明本发明的半导体封装的制造方法的各工序的截面图。
18.**符号说明**
19.10a、10b：底部填充膜，
ꢀꢀꢀꢀ
11：基材，
20.12：粘接层，
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12’：固化后的粘接层，
21.13：第二基材，
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20：半导体芯片，
22.21：凸块，
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30：封装基板，
23.31：接合焊盘。
具体实施方式
24.以下，对本发明进行说明。
25.《半导体封装用底部填充膜》
26.图1是概略性示出本发明的第一实施例的半导体封装用底部填充膜的截面图，图2是概略性示出本发明的第二实施例的半导体封装用底部填充膜的截面图。
27.本发明的底部填充膜10a、10b是用于缓解在半导体封装时施加到半导体芯片的凸块与封装基板的接合焊盘的连接部的应力(stress)的非导电性粘接膜，如图1和图2所图示的那样，包含基材11和配置在上述基材的一面上的粘接层12。选择性地，可以进一步包含配置在上述粘接层的另一面的另一基材(以下，称为“第二基材”)13(参照图2)。
28.以下，参照图1来说明本发明的第一实施例的半导体封装用底部填充膜10a。
29.1)基材
30.本发明的底部填充膜中，基材11是在支撑粘接层的同时保护粘接层的表面的部分，在使用底部填充膜时会被剥离而去除。
31.作为这样的基材11，只要是作为本领域通常已知的塑料膜而能够进行剥离的就可以无限制地使用，也可以使用脱模纸。
32.作为可使用的塑料膜的非限制性例子，有聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等聚酯膜、聚乙烯膜、聚丙烯膜、玻璃纸、二乙酰纤维素膜、三乙酰纤维素膜、乙酰纤维素丁酸酯膜、聚氯乙烯膜、聚偏二氯乙烯膜、聚乙烯醇膜、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物膜、聚苯乙烯膜、聚碳酸酯膜、聚甲基戊烯膜、聚砜膜、聚醚醚酮膜、聚醚砜膜、聚醚酰亚胺膜、聚酰亚胺膜、氟树脂膜、聚酰胺膜、丙烯酸树脂膜、降冰片烯系树脂膜、环烯烃树脂膜等。这样的塑料膜可以为透明或半透明，此外，也可以被着色或未被着色。
作为一例，基材11可以为聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)。作为另一例，基材11可以为聚酰亚胺(pi)。
33.在这样的塑料膜上可以配置有脱模层。脱模层能够在将基材11与粘接层12分离时以维持粘接层形状而不使其受损的状态使基材与粘接层容易地分离。这里，脱模层可以是通常使用的膜类型的脱模物质。
34.脱模层中所使用的脱模剂的成分没有特别限定，可以使用本领域已知的通常的脱模剂成分。作为其非限制性例子，可以举出环氧系脱模剂、由氟树脂构成的脱模剂、有机硅系脱模剂、醇酸树脂系脱模剂、水溶性高分子等。此外，视需要可以包含粉末型填料、比如硅、二氧化硅等作为脱模层的成分。此时，微粒形态的粉末填料可以混用两种类型的粉末填料，此时，它们的平均粒径可以考虑所形成的表面粗糙度来适宜选择。
35.这样的脱模层的厚度可以在本领域已知的通常范围内适宜调节。
36.本发明中，基材11的厚度没有特别限定，可以在本领域已知的通常范围内调节，比如，可以为约25至150μm，具体可以为约30至100μm，更具体可以为约30至50μm。
37.这样的基材的脱模力没有特别限定，比如，可以为约1至500gf/英寸(inch)，具体可以为约10至100gf/英寸范围。
38.形成脱模层的方法没有特别限定，可以采用热压、热辊层压、挤出层压、涂布液的涂布、干燥等公知的方法。
39.(2)粘接层
40.本发明的底部填充膜中，粘接层12配置在基材11的一面上，在半导体封装中，将半导体芯片与封装基板对齐时，能够使半导体芯片粘接于封装基板，并且作为底部填充(underfill)，能够将由于半导体芯片与封装基板间的热膨胀系数差异而产生的应力和变形进行再分配。
41.本发明的粘接层12为半固化的状态，在约160至170℃时具有约3000pa.s以下的最低熔融粘度(lowest melt viscosity)。使这样的粘接层12位于具备凸块(bump)的半导体芯片与具备接合焊盘的封装基板之间且将它们在约200℃、约30～100n、约1～3秒的条件下进行压接时，粘接层具有每1mm2为1％以下的孔隙面积率。
42.具体而言，本发明的粘接层12的最低熔融粘度在约160至170℃时低至约3000pa.s以下、优选为约100至1000pa.s，因此即使在约200℃、50n、约1～3秒的条件下进行压接，也容易熔融而具有流动性。因此，在将半导体芯片的凸块与封装基板的接合焊盘预接合时，在半导体芯片的凸块与封装基板的接合焊盘之间放置粘接层12。这样的粘接层12在预接合时能够发生熔融而填充凸块与接合焊盘间的空间。特别是，由于粘接层的流动性大，因此也能够填充微小间距(fine pitch)的微小空间。此外，本发明的粘接层不仅起到底部填充的作用，还能够起到助焊剂(flux)的作用，因此与以往不同，无需在接合焊盘上涂布助焊剂(flux)，也无需洗涤助焊剂。因此，也不发生助焊剂的残渣或助焊剂洗涤溶剂造成的孔隙。如此，本发明的粘接层的填充(填隙(gap-filling))效果优异，能够使孔隙产生最少化。作为一例，在约200℃、约30～100n、约1～3秒条件下在压接后粘接层内孔隙面积率每1
㎡
为1％以下，这种粘接层内孔隙面积率在后续回流(reflow)工序中在凸块发生熔融时可以进一步降低至0.5％以下。
43.此外，粘接层12的差示扫描量热计(differential scanning calorimeter，dsc)
上的起始温度(onset temperature)高达约160至220℃范围。因此，粘接层在高温下固化特性稳定。这里，起始温度(onset temperature)是指在测定dsc时dsc曲线的斜率因发热而最开始增加时的温度。
44.此外，粘接层的厚度考虑粘接层的最低熔融粘度等来调节。作为一例，上述粘接层的厚度可以为上述半导体芯片与封装基板间的间隔的80至120％的范围。
45.这种粘接层12由粘接树脂组合物的半固化物构成，上述粘接树脂组合物包含(a)含有液态环氧树脂、苯氧系树脂和多官能性环氧树脂的环氧树脂；(b)酸酐系固化剂；(c)含氮(n)杂环化合物；以及(d)填料(filler)。
46.上述粘接树脂组合物中，环氧树脂含有液态环氧树脂、苯氧系树脂和多官能性环氧树脂。此时，液态环氧树脂、苯氧系树脂与多官能性环氧树脂间的使用比率(混合比率)可以为1:1～3:1～3重量比率。该情况下，本发明的粘接层的最低熔融粘度低至约3000pa.s以下，因此不仅粘接性优异，填充效果也优异，由此能够确保封装的连接可靠性。
47.上述粘接树脂组合物中，液态环氧树脂作为25
±
5℃时为液体状态的环氧树脂，是热固性树脂。这样的液态环氧树脂能够为粘接树脂组合物赋予粘接性、固化性，而且能够为固化后的粘接层赋予固化均匀性。
48.作为本发明中可使用的液态环氧树脂的非限制性例子，有液态双酚a型环氧树脂、液态双酚f型环氧树脂、液态萘型环氧树脂、液态氨基苯酚型环氧树脂、液态氢化双酚型环氧树脂、液态脂环式环氧树脂、液态醇醚型环氧树脂、液态环状脂肪族型环氧树脂、液态芴型环氧树脂、液态硅氧烷系环氧树脂等，其中，从粘接性、固化性、耐久性、耐热性方面考虑，液态双酚a型环氧树脂、液态双酚f型环氧树脂、液态萘型环氧树脂是合适的。它们可以单独使用或两种以上混合使用。
49.具体而言，作为液态环氧树脂的制品，有新日铁化学制双酚f型环氧树脂(制品名：ydf8170)、dic制双酚a型环氧树脂(制品名：exa-850crp)、新日铁化学制双酚f型环氧树脂(制品名：ydf870gs)、dic制萘型环氧树脂(制品名：hp4032d)、三菱化学制氨基苯酚型环氧树脂(等级：jer630、jer630lsd)、迈图高新材料制硅氧烷系环氧树脂(制品名：tsl9906)、新日铁化学株式会社制1,4-环己烷二甲醇二缩水甘油醚(制品名：zx1658gs)等，但不限定于此。
50.上述粘接树脂组合物中，苯氧树脂是在至少一个末端含有环氧基的热塑性高分子，相对于分子量分子内环氧基的当量非常低，因此虽然参与固化但在高温下能够赋予流动性。由于这样的苯氧树脂，本发明的粘接层能够在常温(约25
±
5℃)以半固化(b-stage)状态的膜状进行成型。
51.作为本发明中可使用的苯氧树脂，只要是高分子链内含有苯氧基并且在至少一个末端含有环氧基的高分子就没有特别限定。
52.比如，苯氧树脂可以为以下化学式1所表示的化合物，但不限定于此。
53.[化学式1]
[0054]
[0055]
(上述化学式1中，
[0056]
a和b分别为1至4的整数，
[0057]
多个r1和多个r2彼此相同或不同，各自独立地选自由氢、卤素、c1～c
10
的烷基、c3～c
20
的环烷基、c5～c
20
的芳基和硝基所组成的组，具体地，各自独立地选自由氢、卤素、c1～c5的烷基、c3～c
10
的环烷基、c5～c
10
的芳基和硝基所组成的组；
[0058]
r3至r8彼此相同或不同，各自独立地为氢或羟基，其中，r3至r8中的至少一个为羟基；
[0059]
x1为单键或c1～c
10
的亚烷基，具体地为单键或c1～c5的亚烷基，
[0060]
y1和y2彼此相同或不同，各自独立地为氢、羟基或环氧基，其中，y1和y2中的至少一个为环氧基，
[0061]
n为30至400的整数)。
[0062]
本发明中可使用的多官能性环氧树脂是含有2个以上的环氧基的环氧树脂。这样的多官能性环氧树脂为粘接层赋予电绝缘性、耐热性、化学稳定性、强度(toughness)和成型性。
[0063]
作为本发明中可使用的多官能性环氧树脂，只要是每分子(单体)含有2个以上、具体2个至5个环氧基的环氧树脂就没有特别限定。
[0064]
作为多官能性环氧树脂的非限制性例子，有通过使苯酚或烷基酚类与羟基苯甲醛的缩合物进行环氧化而得到的环氧树脂、苯酚酚醛清漆型环氧树脂、甲酚酚醛清漆型环氧树脂、苯酚芳烷基型环氧树脂、联苯(biphenyl)型环氧树脂、双酚a型环氧树脂、双酚f型环氧树脂、线型脂肪族环氧树脂、脂环式环氧树脂、杂环式环氧树脂、包含螺环的环氧树脂、xylok型环氧树脂、多官能型环氧树脂、萘酚酚醛清漆型环氧树脂、双酚a/双酚f/双酚ad的酚醛清漆型环氧树脂、双酚a/双酚f/双酚ad的缩水甘油醚环氧树脂、双羟基联苯系环氧树脂、二环戊二烯系环氧树脂、萘系环氧树脂等。其中，优选为在25
±
5℃时为非液态的多官能性环氧树脂。这里，所谓在25
±
5℃时为非液态是指在25
±
5℃时为半固态或固态的环氧树脂，也包括近似固态的环氧树脂。
[0065]
上述粘接树脂组合物包含酸酐系固化剂。酸酐系固化剂能够使液态环氧树脂、苯氧树脂和多官能性环氧树脂中的至少一种固化，并且能够发挥助焊剂(flux)特性。
[0066]
作为这样的酸酐系固化剂的非限制性例子，有四氢邻苯二甲酸酐、甲基四氢邻苯二甲酸酐、甲基六氢邻苯二甲酸酐、六氢邻苯二甲酸酐、三烷基四氢邻苯二甲酸酐、甲基环己烯二甲酸酐、邻苯二甲酸酐、马来酸酐、均苯四甲酸酐等，它们可以单独使用或两种以上混合使用。
[0067]
此外，粘接树脂组合物除了上述酸酐系固化剂以外还可以进一步追加包含一种以上本领域中作为使环氧树脂固化的成分而已知的固化剂。例如，有间苯二胺、二氨基二苯基甲烷、二氨基二苯基砜等芳香族胺系固化剂；二亚乙基三胺、三亚乙基四胺等脂肪族胺系固化剂；苯酚芳烷基型酚醛树脂、苯酚酚醛清漆型酚醛树脂、xylok型酚醛树脂、甲酚酚醛清漆型酚醛树脂、萘酚型酚醛树脂、萜烯型酚醛树脂、多官能型酚醛树脂、二环戊二烯系酚醛树脂、萘型酚醛树脂、由双酚a和甲阶(resol)合成的酚醛清漆型酚醛树脂等之类的酚系固化剂；双氰胺(dicyandiamide)等潜伏性固化剂等，它们可以单独使用或两种以上混合使用。
[0068]
上述粘接用树脂组合物包含含氮(n)杂环化合物。含n杂环化合物作为能够促进固
化的固化催化剂中的一种，不仅能够调节固化速度，还能够确保粘接层的高温稳定性。
[0069]
这样的含氮(n)杂环化合物可以为选自由以下化学式2所表示的化合物和以下化学式3所表示的化合物所组成的组中的一种以上。
[0070]
[化学式2]
[0071][0072]
[化学式3]
[0073][0074]
上述化学式2和3中，
[0075]
n1为1或2，
[0076]
n2为0至2的整数，
[0077]
x1至x6彼此相同或不同，各自独立地为n或c(r1)，其中，x1至x6中的一个以上为n，
[0078]
y1至y6彼此相同或不同，各自独立地为n(r2)或c(r3)(r4)，其中，y1至y6中的一个以上为n(r2)，
[0079]
此时，多个c(r1)彼此相同或不同，多个n(r2)彼此相同或不同，多个c(r3)(r4)彼此相同或不同，
[0080]
r1、r2、r3和r4各自独立地选自由氢、氘(d)、卤素、氰基、硝基、c1～c
20
的烷基、c2～c
20
的烯基和c2～c
20
的炔基所组成的组。
[0081]
具体地，上述化学式2中，x1至x6中的1～2个可以为n，其余可以为c(r1)。
[0082]
另外，上述化学式3中，y1至y6中的1～2个可以为n(r2)，其余可以为c(r3)(r4)。
[0083]
此外，上述化学式2和3中，r1、r2、r3和r4各自独立地可以选自由氢、氘(d)、卤素、氰基、硝基、c1～c
12
的烷基、c2～c
12
的烯基和c2～c
12
的炔基所组成的组。
[0084]
作为上述化学式2所表示的化合物的例子，有吡嗪系(pyrazine-based)化合物、吡啶系(pyridine-based)化合物等，但不限定于此。具体而言，上述化学式2所表示的化合物的非限制性例子可以为以下化学式2a所表示的化合物等。
[0085]
[化学式2a]
[0086][0087]
作为上述化学式3所表示的化合物的例子，有哌嗪系(piperazine-based)化合物等，但不限定于此。具体而言，上述化学式3所表示的化合物的非限制性例子可以为以下化学式3a所表示的化合物、以下化学式3b所表示的化合物等。
[0088]
[化学式3a]
[0089][0090]
[化学式3b]
[0091][0092]
作为一例，含n杂环化合物可以包含选自由吡嗪系(pyrazine-based)化合物、吡啶系(pyridine-based)化合物和哌嗪系(piperazine-based)化合物所组成的组中的一种以上。
[0093]
本发明的粘接树脂组合物中，含n杂环化合物的含量优选考虑液态环氧树脂、苯氧树脂和多官能性环氧树脂的整体含量或者它们的使用比率、酸酐系固化剂的种类和含量来调节。作为一例，本发明的粘接树脂组合物中，环氧树脂的含量(即，将液态环氧树脂、苯氧树脂和多官能性环氧树脂合计后的整体含量)以树脂组合物的总量为基准可以为约40～80重量％范围，酸酐系固化剂的含量以树脂组合物的总量为基准可以为约5～20重量％范围，含n杂环化合物的含量以树脂组合物的总量为基准可以为约0.01～5重量％范围。此时，液态环氧树脂、苯氧树脂与多官能性环氧树脂间的使用比率(混合比率)可以为1:1～3:1～3重量比率。
[0094]
该情况下，本发明的粘接层操作容易，粘接力优异，而且约160至170℃时的最低熔融粘度为约3000pa.s以下而使孔隙产生最少化，因此填充性优异而能够提高连接可靠性。
[0095]
上述粘接树脂组合物包含填料(filler)。填料不仅能够表现触变特性(thixotropic property)而调节熔融粘度，还能够提高粘接性并且降低热膨胀系数。
[0096]
这样的填料可以为有机填料或无机填料。具体而言，作为无机填料，有金粉、银粉、铜粉、镍粉等之类的金属成分；氧化铝、氢氧化铝、氢化氧镁、碳酸钙、碳酸镁、硅酸钙、硅酸镁、氧化钙、氧化镁、氧化铝、氮化铝、二氧化硅、氮化硼、二氧化钛、玻璃、氧化铁、陶瓷等之类的非金属成分，作为有机填料，有碳、橡胶系填料、聚合物系填料等，但不限定于此。它们可以单独使用或两种以上混合使用。
[0097]
填料的形状和大小没有特别限制，比如，填料的形状可以为多面体状、球状等，平均粒径可以为约10至100nm范围。如果填料的平均粒径为上述范围，则能够进一步提高固化物的机械物性。作为一例，填料可以为具有约10至100nm的平均粒径的二氧化硅。
[0098]
这样的填料的含量没有特别限定，比如可以为使粘接树脂组合物的总量达到100重量％而调节的余量，具体而言，以上述粘接树脂组合物的总量为基准，可以为约10～50重量％。如果填料的含量为上述范围，则会形成具有低热膨胀系数(cte)的粘接层，因此基板与半导体元件间的热膨胀系数差异小，能够使翘曲(warpage)或裂纹(crack)产生最小化。
[0099]
本发明的粘接树脂组合物根据需要除了上述成分以外可以依据该组合物的使用目的和使用环境进一步选择性包含本技术领域通常已知的添加剂。例如，有丙酮、甲基乙基酮、甲苯、乙酸乙酯等溶剂、增粘剂、偶联剂、抗静电剂、密合力增强剂、润湿性增强剂、流平增强剂等，但不限定于此。
[0100]
这样的添加剂的含量没有特别限定，可以按照本技术领域已知的通常的范围来使
用。比如，以上述树脂组合物的总量为基准可以为约0.01至10重量％。
[0101]
上述粘接树脂组合物可以通过本技术领域通常已知的方法来制造。比如，可以使用球磨机、珠磨机、3辊磨机(3roll mill)、篮式磨机(basket mill)、戴诺磨机(dyno mill)、行星式磨机(planetary)等混合设备在室温以及适当升温的温度下对液态环氧树脂、苯氧树脂、多官能性环氧树脂、酸酐系固化剂、含n杂环化合物、填料和选择性添加剂进行混合和搅拌来制造粘接树脂组合物。
[0102]
本发明的底部填充膜可以通过本技术领域通常已知的方法来制造。比如，可以将通过上述方法得到的粘接树脂组合物根据需要用能够稀释的有机溶剂进行稀释并搅拌至容易制造涂膜的适宜浓度后，将其涂布于基材并干燥，以此方式来制造底部填充膜。
[0103]
关于上述涂布和干燥方式，只要是棒涂、凹版涂布、缺角轮涂布、反转辊涂布、辊刀涂布、模涂、唇模涂布等能够形成涂膜的方法就没有特别限定。
[0104]
上述本发明的底部填充膜的最低熔融粘度低，因此在半导体芯片与封装基板间预接合时，使孔隙产生最少化，填充性优异，因而能够提高封装的连接可靠性，还能够应用于微小间距(fine pitch)。此外，与以往不同，能够简化接合工序，能够实施批量回流(mass reflow)工序。
[0105]
以下，对图2所图示的本发明的第二实施例的底部填充膜10b进行说明。
[0106]
如图2所图示的那样，本发明的底部填充膜10b可以包含基材(以下，称为“第一基材”)11、配置在上述基材的一面上的粘接层12、以及配置在上述粘接层12的另一面上的另一基材(以下，称为“第二基材”)13。
[0107]
本发明中可使用的第一基材11和粘接层12与第一实施例的基材和粘接层部分所记载的相同，因此省略。
[0108]
本发明中，第二基材13是配置在粘接层13的另一面上而支撑粘接层并且保护粘接层的表面的部分，由于能够进行剥离，因此在使用膜时会被剥离而去除。
[0109]
这样的第二基材13与第一基材相同或不同，对于第二基材的例子的说明与第一实施例的基材部分所记载的相同，因此省略。
[0110]
《半导体封装的制造方法》
[0111]
另一方面，本发明可以利用上述底部填充膜10a、10b来提供多种半导体封装的制造方法。特别是，上述底部填充膜10a、10b在约160～170℃时最低熔融粘度低至约3000pa.s以下，因此在通过约200℃、约1～3秒的压接来将半导体芯片与封装基板对齐时，底部填充膜容易具备流动性而能够无孔隙地填充半导体芯片与封装基板间的间隙(gap)，由此能够提高半导体封装的连接可靠性。因此，本发明不仅能够利用上述底部填充膜来简化半导体封装的制造工序，也能够在提高生产效率的同时制造连接可靠性优异的半导体封装。
[0112]
作为一例，半导体封装的制造方法可以包括：(a)在具备凸块的半导体芯片的凸块上配置上述底部填充膜的粘接层的步骤；(b)使上述配置有粘接层的半导体芯片的凸块在与上述凸块位置相对应的区域在具备接合焊盘的封装基板的接合焊盘上对齐的步骤；(c)使上述半导体芯片的凸块熔融而将半导体芯片与封装基板彼此连接的步骤；以及(d)使配置在上述连接后的半导体芯片与封装基板之间的粘接层固化的步骤。需说明的是，上述本发明的制造方法可以根据需要将各工序步骤变形或选择性混用来实施。
[0113]
以下，参照图3至图6分成各工序步骤来说明本发明的半导体封装的制造方法，具
体如下。
[0114]
(a)将粘接层配置于半导体芯片的步骤
[0115]
如图3所图示的那样，在具备凸块21的半导体芯片20的凸块21上配置上述底部填充膜10a、10b的粘接层12(以下，称为“s100步骤”)。
[0116]
一般而言，在半导体芯片20中沿着芯片的边缘形成有用于将内部的电子电路与外部连接的端子(焊盘)(未图示)，而且根据需要可以沿着芯片的中央形成有1排或2排。
[0117]
这样的半导体芯片的端子上分别形成有凸块(bump)21。上述凸块是在封装时将基板与半导体芯片进行电连接的外部端子，有焊料凸块(solder bump)或金凸块(au bump)等。
[0118]
本发明中，如图3所图示的那样，从上述底部填充膜10a、10b分离基材11、13，仅将粘接层12配置在半导体芯片的凸块21侧。此时，可以使具备凸块21的半导体芯片20以约30～100n的压力加压层叠在粘接层12上。此外，根据需要，可以使上述半导体芯片20在低于粘接层的起始温度(onset temperature)的温度、比如50～150℃的温度下加压层叠。由此，粘接层以半固化状态(b-stage)压接在半导体芯片的凸块上。此时，粘接层不仅可以起到底部填充的作用，也可以起到助焊剂(flux)的作用，因此本发明与以往不同无需用助焊剂(flux)洗涤凸块。
[0119]
(b)半导体芯片与基板的对齐步骤
[0120]
使上述s100步骤中压接了粘接层12的半导体芯片20在封装基板30上对齐(以下，称为“s200步骤”)。
[0121]
本发明中可使用的封装基板30是在至少一面形成有电路图案(未图示)的基板，比如，可以为印刷电路基板(pcb)等。这样的封装基板30在与半导体芯片20的凸块21位置相对应的区域形成有接合焊盘31。
[0122]
本发明中，如图4所图示的那样，按照使形成有凸块21的半导体芯片20在接合焊盘31上排列的方式在封装基板30上搭载半导体芯片20。具体而言，可以以约200℃、约30～100n、约1～3秒的条件将半导体芯片20的凸块21在封装基板30的接合焊盘31上加压而使封装基板30与半导体芯片20预接合(pre-bonding)。此时，配置在半导体芯片20与封装基板30之间的粘接层12如上所述由于最低熔融粘度低而流动。因此，粘接层内孔隙面积率为约1％以下。
[0123]
另外，本发明中，粘接层12含有能够起到助焊剂功能的成分，因此与以往不同，无需在s200步骤之前在封装基板30的接合焊盘31上涂布助焊剂(flux)。因此，本发明中可以省略对于接合焊盘的助焊剂涂布工序以及助焊剂洗涤工序。
[0124]
(c)凸块的熔融步骤
[0125]
如图5所图示的那样，使半导体芯片20的凸块21熔融而将半导体芯片20与封装基板30进行电连接、机械连接(以下，称为“s300步骤”)。
[0126]
s300步骤是在约150至300℃、具体约170至270℃的烘箱中将凸块回流(reflow)的步骤，凸块发生熔融而半导体芯片20与封装基板30进行电连接、机械连接。此时，配置在半导体芯片20与封装基板30之间的粘接层12也发生熔融，粘接层内孔隙面积率进一步减少至约0.5％以下。由此，能够进一步提高根据本发明制造的半导体封装的连接可靠性。
[0127]
(d)粘接层的固化步骤
[0128]
如图6所图示的那样，使配置在上述s300步骤中连接的半导体芯片20与封装基板30之间的粘接层12固化(以下，称为“s400步骤”)。
[0129]
本发明的粘接层12具有约160至220℃的起始温度，因此s400步骤可以在高于上述起始温度的温度、比如约170至250℃下实施。
[0130]
粘接层的固化时间根据固化温度来调节，比如可以为约0.5至3小时。
[0131]
以下，通过实施例来具体说明本发明，但以下实施例和实验例仅例示本发明的一个方式，本发明的范围不受以下实施例和实验例的限制。
[0132]
[实施例1～3和比较例1：底部填充膜的制造]
[0133]
1-1.粘接树脂组合物的制造
[0134]
根据以下表1中记载的组成将各成分混合，从而制造实施例1～3和比较例1的粘接树脂组合物。表1中记载的各成分的含量单位为重量％，以上述树脂组合物的总量为基准。
[0135]
1-2.底部填充膜的制造
[0136]
在pet脱模膜(厚度：38μm)的一面上模涂实施例1-1中制造的各个粘接用树脂组合物，然后进行干燥而形成粘接层(厚度：18μm)，由此制造非导电性粘接膜。
[0137]
[表1]
[0138][0139]
[实验例1：物性评价]
[0140]
如下分别测定实施例1至3和比较例1中分别制造的非导电性粘接膜的物性，并将测定结果示于以下表2中。
[0141]
1)起始温度(onsettemperature)
[0142]
利用差示扫描量热计(differential scanning calorimetry，dsc)测定非导电性粘接膜的起始温度。
[0143]
2)熔体粘度(melt viscosity)
[0144]
利用流变仪(rheometer)一边以每分钟10℃将温度从50℃提高至300℃一边对非导电性粘接膜测定粘度。
[0145]
[表2]
[0146] 实施例1实施例2实施例3比较例1起始温度(℃)171175198140熔体粘度(pa.s)27759804504537