(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
可撓性を有する有機絶縁性フィルム上に、接着剤層および保護フィルム層を有する積層体より構成され、該接着剤層が、一般式（１）で示される置換基を有する変性ポリアミド樹脂を必須成分として含み、変性ポリアミド樹脂中における当該置換基の含有量は、１〜４０重量％であることを特徴とするＴＡＢ用接着剤付きテープ。
【化１】
0003572815.tif 000005
ただし、ｘ、ｙ、ｚはいずれも自然数であり、かつｘ＝１〜３、ｙ＝０〜３、ｚ＝０〜３、１≦（ｘ＋ｙ＋ｚ）≦５を満たすものとする。また、ＲはＣ１〜Ｃ１２の一価炭化水素基を表わす。
【請求項２】
接着剤層がエポキシ樹脂を含有することを特徴とする請求項１記載のＴＡＢ用接着剤付きテープ。
【請求項３】
変性ポリアミド樹脂が炭素数３６のジカルボン酸を必須成分として含むことを特徴とする請求項１記載のＴＡＢ用接着剤付きテープ。
【請求項４】
接着剤層がフェノール樹脂を含有することを特徴とする請求項１記載のＴＡＢ用接着剤付きテープ。
【請求項５】
請求項１〜４のいづれか記載のＴＡＢ用接着剤付きテープを用いた半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体集積回路の実装方法であるテープオートメーテッドボンディング（ＴＡＢ）方式に用いられる接着剤付きテープ（以下、ＴＡＢ用テープと称する）およびそれを用いた半導体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
通常のＴＡＢ用テープは、ポリイミドフィルム等の可撓性を有する有機絶縁性フィルム上に、接着剤層および保護フィルム層として離型性を有するポリエステルフィルム等を積層した３層構造より構成されている。
【０００３】
ＴＡＢ用テープは、▲１▼スプロケットおよびデバイス孔の穿孔、▲２▼銅箔との熱ラミネート、▲３▼パターン形成（レジスト塗布、エッチング、レジスト除去）、▲４▼スズまたは金−メッキ処理などの加工工程を経てＴＡＢテープ（パターンテープ）に加工される。図２にパターンテープの形状を示す。図３に本発明の半導体装置の一態様の断面図を示す。パターンテープのインナーリード部６を、半導体集積回路８の金バンプ１０に熱圧着（インナーリードボンディング）し、半導体集積回路を搭載する。次いで、封止樹脂９による樹脂封止工程を経て半導体装置が作成される。また、インナーリード部を有さず、パターンテープの導体と半導体集積回路の金バンプとの間をワイヤーボンディングで接続する方式も採用されている。このような半導体装置を、一般にテープキャリアパッケージ（ＴＣＰ）型半導体装置と称する。最後に、ＴＣＰ型半導体装置は、他の部品を搭載した回路基板等とアウターリード７を介して接続され、電子機器への実装がなされる。
【０００４】
一方、近年の電子機器の小型・軽量化に伴い、半導体パッケージも高密度実装化を目的に、従来の接続端子（アウターリード）をパッケージ側面に配列していたＱＦＰ（クワッド・フラット・パッケージ）、ＳＯＰ（スモール・アウトライン・パッケージ）に代わり、パッケージの裏面に接続端子を配列するＢＧＡ（ボールグリッドアレイ）、ＣＳＰ（チップスケールパッケージ）、が一部用いられるようになってきた。ＢＧＡ，ＣＳＰがＱＦＰ，ＳＯＰと構造的に最も大きく異なる点は、前者は、インターポーザーと称される基板を必要とするのに対し、後者は金属製のリードフレームを用いることにより必ずしも基板を必要としない点にある。ここでいうインターポーザーは、ガラスエポキシ基板やポリイミド等の有機絶縁性フィルムに銅箔を張り合わせたものが一般的に用いられる。したがって、これらＢＧＡ，ＣＳＰなどの半導体装置にも本発明のＴＡＢ用接着剤付きテープを使用することができ、得られたＢＧＡ，ＣＳＰも本発明の半導体装置に含まれる。図４および図５に本発明の半導体装置（ＢＧＡ，ＣＳＰ）の一態様の断面図を示す。
【０００５】
上記のパッケージ形態ではいずれも最終的にＴＡＢ用テープの接着剤層は、パッケージ内に残留するため、絶縁性、耐熱性、接着性が要求される。近年電子機器の小型化、高密度化が進行するに伴い、ＴＡＢ方式における導体幅が非常に狭くなってきており、高い絶縁信頼性を有する接着剤の必要性が高まっている。最近は特に、絶縁信頼性の加速試験として、１２５℃〜１５０℃の高温で連続した電圧印加状態における絶縁の低下速度が重要視されるようになった。また、パッケージの樹脂封止に、比較的温度と圧力の高い、トランスファーモールドが使用される場合や、ワイヤーボンディングによる接続がなされる場合は、耐熱変形性が重視される。
【０００６】
このような観点から、従来のＴＡＢ用テープの接着剤層にはエポキシ樹脂および／またはフェノール樹脂とポリアミド樹脂の混合組成物が主として用いられてきた。（特開平２−１４３４４７号公報、特開平３−２１７０３５号公報等）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述の絶縁信頼性および耐熱変形性において、従来のＴＡＢ用テープは必ずしも十分とはいえない。たとえば、高温での連続した電圧印加状態における絶縁低下が早いため、絶縁信頼性が不足である。特に、高速動作する集積回路等で発熱量が大きい場合、重篤な事態をまねく。また、熱変形が大きいため、トランスファーモールドによる樹脂封止工程では導体のずれが生じるため、成型ができないことがある。
【０００８】
本発明はこのような問題点を解決し、絶縁性および耐熱変形性に優れた新規なＴＡＢ用テープおよびそれを用いた半導体装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記の目的を達成するためにＴＡＢ用テープの接着剤成分の化学構造と金属に対する接着性および絶縁性との関係を鋭意検討した結果、フェノール核を基本とする置換基をポリアミド樹脂に導入した素材を用いることにより、絶縁信頼性および耐熱変形性に優れたＴＡＢ用テープが得られることを見い出し、本発明に至ったものである。
【００１０】
すなわち、本発明は可撓性を有する有機絶縁性フィルム上に、接着剤層および保護フィルム層を有する積層体より構成され、該接着剤層が、一般式（１）で示される置換基を有する変性ポリアミド樹脂を必須成分として含み、変性ポリアミド樹脂中における当該置換基の含有量は、１〜４０重量％であることを特徴とするＴＡＢ用接着剤付きテープおよびそれを用いた半導体装置に関する。
【００１１】
【化２】
0003572815.tif 000002
ただし、ｘ，ｙ，ｚはいずれも自然数であり、かつ、ｘ＝１〜３，ｙ＝０〜３，ｚ＝０〜３，１≦（ｘ＋ｙ＋ｚ）≦５を満たすものとする。また、ＲはＣ１〜Ｃ１２の一価炭化水素基を表わす。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明で使用される変性ポリアミド樹脂中の、一般式（１）で示される置換基（以下「該置換基」と称する）は、フェノール核を基本とするものであれば、特に限定されず、メチロール基あるいは炭化水素基がそれぞれ０〜３個結合していてもよい。一般式（１）中のＲとしては、たとえばメチル基、エチル基、ｎ−およびｉ−プロピル基、ｎ−，ｉ−，ｔ−ブチル基、ｎ−アミル基、ノニル基等のアルキル基、フェニル基が挙げられる。
【００１３】
変性ポリアミド樹脂のアミド結合を含む主鎖に対する該置換基の結合形態は、特に限定されず、変性ポリアミド樹脂中のいずれかの部分に該置換基が存在すればよい。たとえば、メチロール基とアミド基あるいはアミノ基の窒素との反応によるＮ−メチレン結合が挙げられる。また、特開平４−３０４２８２号公報、特開平５−２６７３９９号公報に例示されるようなポリアミド樹脂のエポキシ化物に、さらにフェノール樹脂のようなフェノール核を含む化合物を反応させてもよい。該置換基が存在すれば、ポリアミド樹脂とフェノール樹脂からなるブロックあるいはグラフト共重合体も本発明でいう変性ポリアミド樹脂に含まれる。
【００１４】
変性ポリアミド樹脂中の該置換基の含有量は、１〜４０重量％、好ましくは５〜３０重量％である。１重量％以下では絶縁信頼性および耐熱変形性の向上効果が十分でなく、４０重量％以上では、可撓性および接着性が損なわれるので好ましくない。
【００１５】
本発明で使用される変性ポリアミド樹脂は、一般式（１）で示される構造を有するものであれば特に限定されず、その主鎖構造には公知の種々のものが使用できる。特に、接着剤層に可撓性を持たせ、かつ低吸水率のため絶縁性にすぐれる、炭素数が３６であるジカルボン酸（いわゆるダイマー酸）を含むものが好適である。ダイマー酸を含むポリアミド樹脂は、常法によるダイマー酸とジアミンの重縮合により得られるが、この際にダイマー酸以外のアジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸等のジカルボン酸を共重合成分として含有してもよい。ジアミンはエチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ピペラジン、等の公知のものが使用でき、吸湿性、溶解性の点から２種以上の混合でもよい。
【００１６】
本発明において、接着剤層に公知のエポキシ樹脂を添加することにより、一層接着性、絶縁信頼性および耐熱変形性を向上させることができる。エポキシ樹脂は１分子内に２個以上のエポキシ基を有するものであれば特に制限されないが、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＳ、ジヒドロキシナフタレン、ジシクロペンタジエンジフェノール、ジシクロペンタジエンジキシレノール等のジグリシジルエーテル、エポキシ化フェノールノボラック、エポキシ化クレゾールノボラック、エポキシ化トリスフェニロールメタン、エポキシ化テトラフェニロールエタン、エポキシ化メタキシレンジアミン、脂環式エポキシ、等が挙げられる。エポキシ樹脂の添加量は変性ポリアミド樹脂１００重量部に対して５〜１００重量部、好ましくは２０〜７０重量部である。
【００１７】
さらに、接着剤層にノボラック型フェノール樹脂、レゾール型フェノール樹脂等の公知のフェノール樹脂を含有してもよく、絶縁性および熱変形性の向上に効果がある。フェノール樹脂の添加量は変性ポリアミド樹脂１００重量部に対して５〜１００重量部であると好ましい。
【００１８】
本発明の接着剤層にエポキシ樹脂およびフェノール樹脂の硬化剤および硬化促進剤を添加することは何等制限されない。たとえば、芳香族ポリアミン、三フッ化ホウ素トリエチルアミン錯体等の三フッ化ホウ素のアミン錯体、２−アルキル−４−メチルイミダゾール、２−フェニル−４−アルキルイミダゾール等のイミダゾール誘導体、無水フタル酸、無水トリメリット酸等の有機酸、ジシアンジアミド、トリフェニルフォスフィン、ジアザビシクロウンデセン、等公知のものが使用できる。添加量は変性ポリアミド樹脂１００重量部に対して０．１〜１０重量部であると好ましい。
【００１９】
以上の成分以外に、接着剤の特性を損なわない範囲で酸化防止剤、イオン捕捉剤などの有機、無機成分を添加することは何ら制限されるものではない。
【００２０】
本発明でいう可撓性を有する絶縁性フィルムとはポリイミド、ポリエステル、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、アラミド、ポリカーボネート、ポリアリレート、等のプラスチックあるいはエポキシ樹脂含浸ガラスクロス等の複合材料からなる厚さ２５〜１２５μのフィルムであり、これらから選ばれる複数のフィルムを積層して用いても良い。また必要に応じて、加水分解、コロナ放電、低温プラズマ、物理的粗面化、易接着コーティング処理等の表面処理をその片面または両面に施すことができる。
【００２１】
本発明でいう保護フィルム層とは、銅箔を熱ラミネートする前に接着剤面からＴＡＢ用テープの形態を損なうことなく剥離できれば特に限定されないが、たとえばシリコーンあるいはフッ素化合物のコーティング処理を施したポリエステルフィルム、ポリオレフィンフィルム、およびこれらをラミネートした紙が挙げられる。
【００２２】
次にＴＡＢ用接着剤付きテープの製造方法について説明する。
【００２３】
可撓性を有する絶縁性フィルムに、上記接着剤組成物を溶剤に溶解した塗料を塗布、乾燥する。接着剤層の膜厚は５〜２５μとなるように塗布することが好ましい。乾燥条件は、１００〜２００℃、１〜５分である。溶剤は特に限定されないが、トルエン、キシレン、クロルベンゼン等の芳香族系とメタノール、エタノール、プロパノール等のアルコール系の混合が好適である。このようにして得られたフィルムに保護フィルムをラミネートし、最後に３５〜１５８ｍｍ程度にスリットする。
【００２４】
【実施例】
以下に実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。実施例の説明に入る前に評価方法について述べる。
【００２５】
評価方法
（１）評価用サンプル作成方法
ＴＡＢ用接着剤付きテープサンプルに１８μの電解銅箔を、１４０℃、１ｋｇ／ｃｍ２  の条件でラミネートした。続いてエアオーブン中で、８０℃、３時間、１００℃、５時間、１５０℃、５時間の順次加熱処理を行ない、銅箔付きＴＡＢ用テープを作成した。
得られた銅箔付きＴＡＢ用テープの銅箔面に常法によりフォトレジスト膜形成、エッチング、レジスト剥離を行ない、接着強度および絶縁性の評価用サンプルをそれぞれ作成した。
【００２６】
（２）スズメッキ処理
上記（１）の方法で得られたサンプルを、ホウフッ酸系の無電解スズメッキ液に７０℃、５分浸漬処理し、０．５μ厚のメッキを施した。
【００２７】
（３）剥離強度
上記（１）および（２）の方法で得た導体幅５０μの評価用サンプルを用いて、導体を９０°方向に５０ｍｍ／ｍｉｎ  の速度で剥離し、その際の剥離力を測定した。
【００２８】
（４）絶縁信頼性
上記（１）および（２）の方法で得た導体幅２００μ、導体間距離５０μのくし型形状の評価用サンプルを用いて、エアオーブン中で１５０℃，１００Ｖの電圧を連続的に印加した状態において、抵抗値が初期値の１／１０以下となる時間を測定した。
【００２９】
（５）耐熱変形性
熱押圧試験装置（日本アビオニクス（株）製、ＴＣＷ−１２５型）に３×３０ｍｍのヒータチップを取り付け、ヘッド圧力２５ｋｇ，加熱時間６秒の条件で、１０℃刻みに熱押圧試験を実施した。導体幅１５０μ、パターンピッチ２５０μ、導体数６本のサンプルを用いて、導体が接着剤に埋没し始める温度を、熱変形温度とした。
【００３０】
参考例（変性ポリアミド樹脂Ａの合成）
酸／アミン比を１．１〜０．９の範囲で表１に示すように変えて、酸／アミン反応物、消泡剤および１％以下のリン酸触媒を加え、ポリアミド反応体を調製した。このポリアミド反応体を、１４０℃，１時間撹拌加熱後、２０５℃まで昇温し、約１．５時間撹拌した。約１５ｍｍＨｇの真空下で、０．５時間保持し、温度を低下させた。最後に、酸化防止剤を添加し、未変性ポリアミド樹脂を取り出した。得られた未変性ポリアミド樹脂の特性を表１に示す。
【００３１】
表１に示した未変性ポリアミド樹脂ａ（アミン価９．８）１００重量部、レゾールフェノール樹脂（住友デュレズ（株）製、ＰＲ５００８７）を固形分で２０重量部およびパラトルエンスルホン酸０．２重量部を、ベンジルアルコールに固形分濃度２０％となるように溶解し、１３０℃で２時間反応させた。反応終了後、アセトンで再沈殿精製し、真空乾燥して変性ポリアミド樹脂Ａを得た。変性ポリアミド樹脂Ａ中の該置換基の含有量は、１  Ｈ−ＮＭＲ測定によりおよびメチロール基（図１ａ）およびフェノール核（図１ｂ）の水素数とポリアミド中のヘキサメチレンジアミンのＮ−ＣＨ２  −部（α位）の水素数（図１ｃ）の比を求めたところ、１７重量％であった。図１に１  Ｈ−ＮＭＲスペクトルを示す。
【００３２】
実施例１
参考例で得た変性ポリアミド樹脂Ａ、エポキシ樹脂（油化シェルエポキシ（株）製、“エピコート”８２８、エポキシ当量１８６）、フェノール樹脂（昭和高分子（株）製、ＣＫＭ１２８２）、トリフェニルフォスフィンをそれぞれ表２の組成比となるように配合し、濃度２０重量％となるようにメタノール／モノクロルベンゼン混合溶媒に３０℃で撹拌、混合して接着剤溶液を作成した。この接着剤をバーコータで、保護フィルムである厚さ２５μのポリエチレンテレフタレートフィルム（東レ（株）製”ルミラー”）に約１８μの乾燥厚さとなるように塗布し，１００℃、１分および１６０℃で５分間の乾燥を行ない、接着剤シートを作成した。さらに、得られた接着剤シートを有機絶縁フィルムである厚さ７５μのポリイミドフィルム（宇部興産（株）製“ユーピレックス”７５Ｓ）に１２０℃、１ｋｇ／ｃｍ２  の条件でラミネートしてＴＡＢ用接着剤付きテープを作成した。特性を表２に示す。
【００３３】
上記の手順で得られたＴＡＢ用接着剤付きテープを用いて、前述の評価方法（１）および（２）と同一の方法で半導体集積回路接続用の導体回路を形成し、図２に示すパターンテープを得た。
【００３４】
さらにこのパターンテープを用いて、４５０℃，１分の条件でインナーリードボンディングを行ない、半導体集積回路を接続した。しかるのちに、エポキシ系液状封止剤（北陸塗料（株）製“チップコート”１３２０−６１７）で樹脂封止を行ない、半導体装置を得た。図３は得られた半導体装置の断面を示したものである。
【００３５】
実施例２
表１に示した未変性ポリアミド樹脂Ｂ（酸価１０．５）１００重量部に、オルトヒドロキシベンジルアルコール２０重量部、およびパラトルエンスルホン酸０．２重量部を、ベンジルアルコールに固形分濃度２０％となるように溶解し、１４０℃で２時間反応させた。反応終了後、アセトンで再沈殿精製し、真空乾燥して変性ポリアミド樹脂Ｂを得た。変性ポリアミド樹脂Ｂ中の該置換基の含有量は、５重量％であった。  実施例１と同様の方法で、それぞれ表２に示した原料および組成比で調合した接着剤を用いてＴＡＢ用接着剤付きテープを得た。特性を表２に示す。
【００３６】
実施例３
未変性ポリアミド樹脂ａ１００重量部に、２，６−ジヒドロキシメチルパラクレゾール２０重量部、およびパラトルエンスルホン酸０．２重量部を、ベンジルアルコールに固形分濃度２０％となるように溶解し、１３０℃で２時間反応させた。反応終了後、アセトンで再沈殿精製し、真空乾燥して変性ポリアミド樹脂Ｃを得た。変性ポリアミド樹脂Ｃ中の該置換基の含有量は、８重量％であった。
実施例１と同様の方法で、それぞれ表２に示した原料および組成比で調合した接着剤を用いてＴＡＢ用接着剤付きテープを得た。特性を表２に示す。
【００３７】
比較例１
未変性ポリアミド樹脂ａをそのまま用いた以外は、実施例１と同様の方法で、それぞれ表２に示した原料および組成比で調合した接着剤を用いてＴＡＢ用接着剤付きテープを得た。特性を表２に示す。
【００３８】
【表１】
0003572815.tif 000003
【００３９】
【表２】
0003572815.tif 000004
【００４０】
表２の実施例および比較例から本発明により得られるＴＡＢ用接着剤付きテープは、絶縁信頼性および耐熱変形性に優れることがわかる。
【００４１】
【発明の効果】
本発明は絶縁信頼性および耐熱変形性に優れた新規なＴＡＢ用接着剤付きテープおよびそれを用いた半導体装置を工業的に提供するものであり、本発明のＴＡＢ用接着剤付きテープによって高密度実装用の半導体装置の信頼性および経済性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ポリアミド樹脂Ａの１  Ｈ−ＮＭＲスペクトルの図。
【図２】本発明のＴＡＢ用接着剤付きテープを加工して得られた、半導体集積回路搭載前のパターンテープの一態様の斜視図。
【図３】本発明のＴＡＢ用接着剤付きテープを用いた半導体装置の一態様の断面図。
【図４】本発明のＴＡＢ用接着剤付きテープを用いた半導体装置（ＢＧＡ）の一態様の断面図。
【図５】本発明のＴＡＢ用接着剤付きテープを用いた半導体装置（ＣＳＰ）の一態様の断面図。
【符号の説明】
ａ  メチロール基の中の炭素に結合した水素の吸収ピーク
ｂ  フェノール核の芳香環に結合した水素の吸収ピーク
ｃ  ヘキサメチレンジアミンのα位の水素の吸収ピーク
１，１２，２０  可撓性を有する絶縁性フィルム
２，１３，２１  接着剤
３  スプロケット孔
４  デバイス孔
５，１４，２２  半導体集積回路接続用の導体
６  インナーリード部
７  アウターリード部
８，１５，２３  半導体集積回路
９，１６，２４  封止樹脂
１０，１７，２５金バンプ
１１保護膜
１８，２６  ハンダボール
１９  補強板
２７  ソルダーレジスト
【図１】
0003572815.tif 000006
【図２】
0003572815.tif 000007
【図３】
0003572815.tif 000008
【図４】
0003572815.tif 000009
【図５】
0003572815.tif 000010