(57)【要約】 【課題】  半導体素子と熱伝導性接着材料間が十分に密着して、半導体素子と放熱板間が良好な熱伝導状態で接続された半導体装置を提供する。【解決手段】  加熱及び加圧により溶融又は流動して接着機能を有する樹脂からなるシート基材２中に、熱伝導性材料からなる複数の熱伝導路３を、シート基材の厚み方向に貫通させ、かつ、その軸線方向両側の端面をシート基材の表裏面にそれぞれ露出させた構造の熱伝導性接着シート１を介して、半導体素子５と放熱板６とが接着・一体化されてなる、半導体装置１０。【選択図】  図１
2006024719.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱及び加圧により溶融又は流動して接着機能を有する樹脂からなるシート基材中に、熱伝導性材料からなる複数の熱伝導路を、シート基材の厚み方向に貫通させ、かつ、その軸線方向両側の端面をシート基材の表裏面にそれぞれ露出させた構造の熱伝導性接着シートを介して、半導体素子と放熱板とが接着・一体化されてなる、半導体装置。
【請求項２】
熱伝導性接着シートのシート基材を構成する樹脂の弾性率が１０ＧＰａ以下である、請求項１記載の半導体装置。
【請求項３】
熱伝導性接着シートのシート基材を構成する樹脂が、一般式：
【化１】
2006024719.tif 000005
（式中、Ｒ１は有機ジイソシアネート残基、Ｒ２はゴム主鎖、Ｒ３は有機モノイソシアネート残基、ｎは１〜５０の整数、ｍは１〜５０の整数を示す。）
で表されるポリカルボジイミド共重合体である、請求項１記載の半導体装置。
【請求項４】
熱伝導性接着シートの熱伝導路がはんだ材料からなる、請求項１〜３のいずれか一項記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体素子に放熱板が接着・一体化した半導体装置に関し、特に、半導体素子から発生する熱の放熱板への熱伝導効率の良好な半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子の高密度化・高性能化に伴い、半導体素子（以下、「半導体チップ」、「チップ」等ともいう。）から発生する熱の影響（すなわち、半導体素子の高温動作不良）が、半導体装置および半導体装置を組み込んだ電子機器の設計の自由度を狭める一要因になっている。そのような熱の影響を軽減するための一手段として、例えば、プリント基板に接合された半導体素子のプリント基板とは反対側のシリコンチップ裏面に、シリコーン系ゴムに熱伝導性粉末を混合してシート化したものや、シリコーン系グリースに金属酸化物粉末を混合してペースト状としたもの等の熱伝導性接着材料を介して放熱板を接着・一体化し、作動時に半導体素子で発生する熱を放熱板から外部へ逃がすことが試みられている（特許文献１）。
【０００３】
しかし、上記のシリコーン系ゴムに熱伝導性粉末を混合してシート化したものはシート厚みが０．５ｍｍ程度であり、半導体素子の反りや表面凹凸に追従して半導体素子に高い密着性で接着し得るが、熱伝導性が十分でなく、それゆえ、多量の熱量を発生する高密度化した半導体素子と放熱板間の接続に適用し難いという問題がある。一方、上記のシリコーン系グリースに金属酸化物粉末を混合してペースト状としたものは、半導体素子（シリコンチップ等）に薄く塗工できるため、半導体素子と放熱板間は高い熱伝導性を示すが、ペースト状であるために、半導体素子と放熱板間の隙間の熱変動により、半導体素子や放熱板への接着力が低下して、半導体素子から放熱板が剥離してしまう場合がある。
【０００４】
一方、１０ｍｍ角以上（一辺が１０ｍｍ以上の正方形、短辺が１０ｍｍ以上の矩形）の大型の半導体素子の場合、半導体素子の反りが顕在化する。デバイスの種類、チップサイズ、チップ厚みによっても異なるが、２０ｍｍ□のチップ（一辺が２０ｍｍの正方形のチップ）で、１５０μｍ程度（チップ主面内での高低差が１５０μｍ程度）の反りを有する場合もある。よって、このような反りを有する半導体チップに放熱板を接着する場合、半導体チップの割れを引き起こす可能性があるため、１ＭＰａ以下の低圧力で加圧して接着作業を行う必要がある。しかしながら、このような１ＭＰａ以下の圧力で加圧した場合、半導体素子と熱伝導性接着材料間の密着性が不十分となり、十分な放熱効果が得られない場合がある。また、ある程度良好な密着性が得られても、半導体素子の温度変化、使用環境の温度変化等による半導体素子と放熱板間の隙間の熱変動が起こると、半導体素子と熱伝導接着材料間の密着性が低下して半導体素子と放熱板間の熱抵抗率が上昇し、それによって放熱性が低下してしまう。
【０００５】
なお、前記説明した特許文献１以外に、半導体素子を熱伝導性接着材料を用いて放熱板、ヒートシンク、リードフレーム等に接着・一体化する先行技術文献として下記の特許文献２、３等が挙げられる。
【特許文献１】特開平６−２９１２２６号公報
【特許文献２】特開２０００−１５０７４２号公報
【特許文献３】特許３３０５７２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記のような事情に鑑み、半導体素子と熱伝導性接着材料間が十分に密着して、半導体素子と放熱板間が良好な熱伝導状態で接続された半導体装置を提供することを目的とする。
また、半導体素子と熱伝導性接着材料が十分に密着して、半導体素子と放熱板間が良好な熱伝導状態で接続され、しかも、半導体素子の温度変化、使用環境の温度変化等による半導体素子と放熱板間の隙間の熱変動が生じても、半導体素子と放熱板間の良好な熱伝導状態が持続される、半導体装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は以下の構成を特徴とする。
（１）加熱及び加圧により溶融又は流動して接着機能を有する樹脂からなるシート基材中に、熱伝導性材料からなる複数の熱伝導路を、シート基材の厚み方向に貫通させ、かつ、その軸線方向両側の端面をシート基材の表裏面にそれぞれ露出させた構造の熱伝導性接着シートを介して、半導体素子と放熱板とが接着・一体化されてなる、半導体装置。
（２）熱伝導性接着シートのシート基材を構成する樹脂の弾性率が１０ＧＰａ以下である、上記（１）記載の半導体装置。
（３）熱伝導性接着シートのシート基材を構成する樹脂が、一般式：
【０００８】
【化１】
2006024719.tif 000003
【０００９】
（式中、Ｒ１は有機ジイソシアネート残基、Ｒ２はゴム主鎖、Ｒ３は有機モノイソシアネート残基、ｎは１〜５０の整数、ｍは１〜５０の整数を示す。）
で表されるポリカルボジイミド共重合体である、上記（１）記載の半導体装置。
（４）熱伝導性接着シートの熱伝導路がはんだ材料からなる、上記（１）〜（３）のいずれか一つに記載の半導体装置。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、半導体素子と放熱板とが十分に低い熱抵抗率を示す良好な熱伝導状態で接続した半導体装置を得ることができる。また、半導体素子と放熱板とが十分に低い熱抵抗率を示す良好な熱伝導状態で接続し、しかも、半導体素子の温度変化、使用環境の温度変化等による半導体素子と放熱板間の隙間の熱変動が生じても、半導体素子と放熱板間の良好な熱伝導状態が持続される、半導体装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明をより詳細に説明する。
図１は本発明の半導体装置の一例を簡略化して示す断面図である。
本発明の半導体装置は、該一例の半導体装置１０に示されるように、半導体素子５と放熱板６が熱伝導性接着シート１を介して接着・一体化した構造物である。
【００１２】
図２は図１中の熱伝導性接着シート１を簡略化して示した図であり、図２（Ａ）は断面図（図２（Ｂ）のＡ−Ａ線における断面図）、図２（Ｂ）は一方側の平面図、図２（Ｃ）は他方側の平面図である。
【００１３】
本発明で使用する熱伝導性接着シート１は、加熱及び加圧により溶融又は流動して接着機能を有する樹脂からなるシート基材２中に、熱伝導性材料からなる複数の熱伝導路３を、シート基材２の厚み方向に貫通させ、かつ、その軸線方向両側の端面３ａ、３ｂをシート基材２の表裏面２ａ、２ｂにそれぞれ露出させて構成したものである。
【００１４】
ここで、「加熱および加圧」とは、１００〜２５０℃の加熱および１ＭＰａ以下の圧力で加圧することを意味し、「接着機能を有する」とは、半導体素子５及び放熱板６に接着し得ることを意味する。すなわち、本発明の半導体装置は後述するように、半導体素子と放熱板との間に熱伝導性接着シートを挟んで、フリップチップボンダー等で加熱及び加圧することで製造されるが、１ＭＰａの圧力は、半導体素子（チップ）の割れを回避できる範囲での最大の圧力であり、シート基材２を構成する樹脂は、かかる１ＭＰａ以下の圧力で半導体素子５及び放熱板６へ追従し得る（特に半導体素子に十分に密着し得る）低弾性率（弾性率が１０ＧＰａ以下（好ましくは５０ＭＰａ〜１０ＧＰａ））で、かつ、前記の１００〜２５０℃の加熱により溶融又は流動するものが使用される。このような樹脂としては、熱可塑性ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリアミド樹脂、シリコーン樹脂、フェノキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリカルボジイミド樹脂、フッ素樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂等が挙げられるが、接着後の半導体装置における、半導体素子の温度変化や使用環境の温度変化等による半導体素子と放熱板間の隙間の熱変動による、密着性（接着力）の低下が抑制され、半導体素子と放熱板の良好な熱伝導状態が持続される観点から、下記一般式（Ｉ）で表されるポリカルボジイミド共重合体を使用するのが好ましい。
【００１５】
【化２】
2006024719.tif 000004
【００１６】
（式中、Ｒ１は有機ジイソシアネート残基、Ｒ２はゴム主鎖、Ｒ３は有機モノイソシアネート残基、ｎは１〜５０の整数、ｍは１〜５０の整数を示す。）
【００１７】
当該式（Ｉ）のポリカルボジイミド共重合体は、有機ジイソシアネートから合成されるポリカルボジイミド樹脂の主鎖中に液状ゴムの単位を導入したもので、１５０〜２５０℃（好ましくは２００〜２５０℃）のガラス転移点を有し、弾性率が１０ＭＰａ〜４ＧＰａ（好ましくは１０ＭＰａ〜１ＧＰａ）の極めて低い弾性率を示すものである。
【００１８】
当該式（Ｉ）のポリカルボジイミド共重合体において、式中、Ｒ２で示されるゴム主鎖は、末端にカルボキシル基を有する２官能液状ゴムの主鎖であり、該２官能液状ゴムとしては、例えば、液状ポリブタジエン、液状ポリブタジエン−アクリロニトリル共重合体、液状ポリイソプレン、液状水添ポリイソプレン等を挙げることができる。
該２官能液状ゴムの数平均分子量は好ましくは１０００〜１００００であり、特に好ましくは２０００〜５０００である。該２官能液状ゴムの数平均分子量が１０００より小さい場合、樹脂溶液の粘度が低くなるとともに、硬化物が硬くなりすぎる傾向を示し、一方、該数平均分子量が１００００より大きい場合、溶媒への溶解性が低下して、作業性が悪く、共重合反応自体が困難になる。すなわち、後述のように、当該ポリカルボジイミド共重合体の共重合反応は溶媒中で行われるので、溶媒への溶解性が低下すると、反応が行えない場合がある。
【００１９】
該２官能液状ゴムの具体例としては、宇部興産社製のＨｙｃａｒ  ＣＴＢ（商品名）［液状ポリブタジエン、数平均分子量：４５００］、宇部興産社製のＨｙｃａｒ  ＣＴＢＮ（商品名）［液状ポリブタジエン−アクリロニトリル共重合体、数平均分子量：３５００］、日本曹達社製のＣＩ−１０００（商品名）［液状水素化ポリブタジエン、数平均分子量：２２００］、Ｂ．Ｆ．Ｇｏｏｄｒｉｃｈ社製のＣＴＢＮ１３００×１３（商品名）［液状ポリブタジエン−アクリロニトリル共重合体、数平均分子量３５００］等が挙げられる。
【００２０】
式中、Ｒ１で表される有機ジイソシアネート残基は、有機ジイソシアネートから２つのイソシアネートが除去されたものであり、例えば、芳香族ジイソシアネート、脂肪族ジイソシアネート等の残基が挙げられる。ここで、芳香族ジイソシアネートとしては、４，４'−ジフェニルメタンジイソシアネート、４，４'−ジフェニルエーテルジイソシアネート、ｐ−フェニレンジイソシアネート、ｍ−フェニレンジイソシアネート、ｏ−トリジンジイソシアネート、ナフチレンジイソシアネート、３，３’−ジメトキシ−４，４’−ビフェニルジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート、２，４−トリレンジイソシアネート、２，６−トリレンジイソシアネート等が挙げられ、脂肪族ジイソシアネートとしては、ヘキサメチレンジイソシアネート、ドデカメチレンジイソシアネート、２，２，４−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、４，４’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、メチルシクロヘキサン−２，４−ジイソシアネート等が挙げられる。これらのジイソシアネート化合物は１種または２種以上を使用できる。中でも、好ましいものはトリレンジイソシアネート、４，４'−ジフェニルメタンジイソシアネートであり、特に好ましくはトリレンジイソシアネートである。
【００２１】
式中、Ｒ３で表される有機モノイソシアネート残基は、有機モノイソシアネートからイソシアネートが除去されたものである。ここで、有機モノイソシアネートとしては、フェニルイソシアネート、トシルイソシアネート、ナフチルイソシアネート、イソプロピルフェニルイソシアネート、メトキシフェニルイソシアネート、クロロフェニルイソシアネート、炭素数１〜１０のアルキルイソシアネート等が挙げられ、これらは１種または２種以上を使用できる。中でも、好ましいものはナフチルイソシアネート、イソプロピルフェニルイソシアネートである。当該有機モノイソシアネートは末端封止のために添加され、該末端封止により当該共重合体の鎖長制御がなされる。
【００２２】
当該式（Ｉ）のポリカルボジイミド共重合体において、カルボジイミド単位の繰り返し数ｎ、ｍは、それぞれ１〜５０の整数である。ｎ＋ｍの合計数は３０以下が好ましい。ｎ＋ｍの合計数が３０を越えると、共重合体の合成（重合）中にゲル化が生じやすくなり、好ましくない。すなわち、反応後の溶液を剥離性基板上に流延し、該溶液から溶媒を揮散（蒸発）させて、当該共重合体のフィルムを採取するが、ゲル化が生じると、かかる作業を行えなくなる。
【００２３】
当該式（Ｉ）のポリカルボジイミド共重合体は、数平均分子量が２０００〜５０００が好ましく、特に好ましくは３０００〜５０００である。
【００２４】
当該式（Ｉ）のポリカルボジイミド共重合体は、末端にカルボキシル基を有する２官能液状ゴムと有機ジイソシアネートとを非プロトン性溶媒中で反応させた後、鎖長制御のために有機モノイソシアネートとカルボジイミド化触媒を作用することによって得ることができる。
【００２５】
非プロトン性溶媒としては、シクロヘキサン等の脂環族炭化水素系溶媒；ベンゼン、トルエン、エチルベンゼン、キシレン、クメン等の芳香族炭化水素系溶媒；テトラヒドロフラン、ジオキサン等の脂環式エーテル類；アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサンノン等のケトン系溶媒等が挙げられる。これらは１種でも２種以上を使用してもよい。
【００２６】
末端にカルボキシル基を有する２官能液状ゴムと有機ジイソイソシアネートとの反応は、通常、末端にカルボキシル基を有する２官能液状ゴム１モルに対して有機ジイソイソシアネートを２倍モル以上、好ましくは２〜１０倍モル添加し、０〜６０℃（好ましくは２０〜５０℃）で、２時間程度反応を行う。
【００２７】
鎖長制御のための有機モノイソシアネートは、使用する有機ジイソシアネート成分１００モル当たり１〜１０モルの範囲で用いるのが好ましい。有機ジイソシアネート成分１００モル当たり有機モノイソシアネートが１モル未満の場合、ポリカルボジイミドの分子量が大きくなり過ぎ、架橋反応することによる溶液粘度の上昇ないし溶液の固化を起こしたり、ポリカルボジイミド共重合体溶液の保存安定性の著しい低下を引き起こす。また、有機ジイソシアネート成分１００モル当たり有機モノイソシアネートが１０モルを越えると、ポリカルボジイミドの分子量が小さくなり過ぎ、その結果、ポリカルボジイミド共重合体溶液の溶液粘度が低すぎて、溶液の剥離性基板への塗布・乾燥によるフィルム形成において良好な成膜を行うことが困難となる。
【００２８】
カルボジイミド化触媒は、種々のものを使用できるが、例えば、３−メチル−１−フェニル−２−ホスホレン−１−オキシド、１−フェニル−２−ホスホレン−１−オキシド、１−フェニル−２−ホスホレン−１−スルフィド、１−エチル−３−メチル−２−ホスホレン−１−オキシド、３−メチル−１−フェニル−１−ホスファ−３−シクロペンテン−１−オキシド、２，５−ジヒドロ−３−メチル−１−フェニルホスホール−１−オキシドや、これらに相当する異性体、３−ホスホレン類等が好ましい。また、トリフェニルホスフィンオキシド、トリトリルホスフィンオキシド、ビス（オキサジフェニルホスフィノ）エタン等のホスフィンオキシド類も使用できる。使用量はイソシアネート成分全量に対して０．００１〜５モル％程度が好ましい。０．００１モル％未満では重合に時間がかかり過ぎて実用的でなく、５モル％を越えると反応が速すぎて反応途中にゲル状に固化してしまったり、保存安定性が著しく低下したものが得られたりし、好ましくない。また、カルボジイミド化反応は５０〜１４０℃程度で、０．５〜２．５時間程度行うのが好ましい。
【００２９】
代表的な製造例を挙げると、例えば、トルエン溶媒中で、液状ゴムと、液状ゴム１モル当たり５倍モル量の有機ジイソシアネートと、有機ジイソシアネート１モル当たり０．１倍モル量の有機モノイソシアネートとを混合し、該混合物を５０℃で１時間攪拌した後、混合物中にカルボジイミド触媒を添加し、赤外分光法により反応経過を確認しながら、温度を１００℃に昇温して、この温度で２時間カルボジイミド化反応を行う。
【００３０】
熱伝導性接着シート１における、熱伝導路３は、その軸線方向両側の端面３ａ、３ｂが半導体素子５と放熱板６に直接接触して、半導体素子５と放熱板６間の熱伝導機能を果たすものである。該熱伝導路３は、シート基材２中に設置されたとき、他の熱伝導路と接触した状態にあっても良いし、互いに隔離された状態であっても良い。なお、本発明でいう「熱伝導性」とは、熱伝導率が０．１〜０．９５であることをいう。
【００３１】
熱伝導路３に用いる熱伝導性材料としては、例えば、金、銅、アルミニウム等の金属；はんだ等の合金等の金属材料及びこれらの金属材料とポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、フッ素樹脂等の有機材料との混合物が挙げられるが、熱伝導性の点で、金属材料が好ましく、特にはんだが好ましい。すなわち、はんだを使用することで、半導体装置の製造時（半導体素子５と放熱板６の間に熱伝導性接着シート１を挟み、加熱及び加圧する作業時）、はんだが溶融（軟化）して、熱伝導路の端部が放熱板に金属接合し、熱伝導路と放熱板間の熱伝導性がより向上する。はんだとしては、例えば、Ｓｎ、Ｓｎ／Ａｇ、Ｓｎ／Ｐｂ、Ｓｎ／Ｚｎ、Ｓｎ／Ａｇ／Ｃｕ、Ｓｎ／Ｚｎ／Ｂｉ等の民生実装で使用可能なものが挙げられる。
【００３２】
熱伝導路３の形状（断面形状）は、熱伝導性接着シートの用途等に応じて適宜選択すれば良い。形状としては、形成のしやすさ等から図２に示す円柱状が好ましく、角柱状（例えば、四角柱等）、球状、半球状も好適である。一方、熱伝導路３の太さ、ピッチは、熱伝導性接着シートの十分な熱伝導性を確保するために、太さは０．０５〜０．７ｍｍの範囲から、ピッチは０．０７〜１ｍｍの範囲から選択するのが好ましく、より好ましくは、太さは０．０５〜０．３ｍｍの範囲から、ピッチは０．０７〜０．６ｍｍの範囲から選択するのがよい。ここで、太さは、熱伝導路が円柱状である場合はその軸線と直交する断面（円）の直径（φ）を意味し、角柱状である場合はその軸線と直交する断面（多角形）の一辺の長さを意味する。また、ピッチは隣接する熱伝導路の軸線間の距離を意味する。熱伝導路が細すぎたり、数が少なすぎると熱伝導性が劣り好ましくない。逆に、熱伝導路が太すぎたり、数が多すぎると放熱シートの圧縮性が劣る。特に好ましい態様は、複数の熱伝導路３のそれぞれの太さとピッチが上記の数値範囲内にあって、かつ、シート基材中の熱伝導路の占める割合（すなわち、シート基材の表面（裏面）における熱伝導路の占める面積率）が３０〜７０％（好ましくは４０〜５５％）にある態様である。
【００３３】
シート基材２中への熱伝導路３の形成方法としては、例えば、特開平１０−２８４６５１号公報記載の放熱シートにおけるそれを適用できるが、従来からの一般的なプリント配線板等に使用するプロセスを使用できる。具体的には、ＫｒＦエキシマレーザー、炭酸ガスレーザー、ＹＡＧレーザ等の加工用レーザーによって、若しくは、パンチングマシン、精密ドリル等の加工機によって所定のピッチで貫通孔を形成後、熱伝導性材料の微粒子（２５μｍ以下）を含有したペースト状流動物をスクリーン印刷等により充填するプロセスを使用できる。
【００３４】
本発明の熱伝導性接着シートの厚みは、薄すぎると、発熱面（半導体素子）と放熱面（放熱板の表面）間の粗さの差に高低差に対する追従性が低下し、また、厚すぎると熱抵抗率が高くなることから、１０〜１００μｍの範囲内から選択するのが好ましく、好ましくは２０〜５０μｍである。
【００３５】
本発明において、半導体素子５と放熱板６との接着（接合）作業、即ち、半導体装置１０の作製作業は、例えば、フリップチップボンダーのような、各種部材の接着（接合）作業に用いられる公知の装置を使用して行うことができる。その際の加圧力は前記したように１ＭＰａ以下の低圧であり、好ましくは０．５ＭＰａ以下である。ただし、圧力が０．１ＭＰａより低い場合、十分に高い接着力が得られなくなるおそれがあるので、その下限は０．１ＭＰａ以上が好ましく、特に好ましくは０．３ＭＰａ以上である。また、加熱温度は前記の１００〜２５０℃の温度範囲から適宜選択できる。
【００３６】
本発明において、放熱板は、この種の半導体装置で使用される公知の材質、形状からなる放熱板を使用できるが、放熱性（熱伝導率の高さ）や、加工性、コストの点から、銅やニッケル製のものが好適である。
【００３７】
本発明における半導体装置１０には、熱伝導性接着シート１、半導体素子５および放熱板６以外の他の要素（ヒートシンク、放熱ファン等）をさらに付加した構成としてもよい。
【００３８】
なお、本明細書中の特性は以下の測定方法での測定値である。
ガラス転移温度：ＴＭＡ（熱機械分析）の引張りモードで測定。測定条件は５℃／分で昇温し、１ｇの引張荷重を加え、この測定によって得られたＴＭＡ曲線における変曲点をガラス転移温度とした。
【００３９】
弾性率：動的粘弾性測定装置（セイコー電子工業社製、ＤＭＳ２１０）による測定値であり、測定条件は、試料として１７５℃で５時間キュアした接着シートを使用し、引張りモード、一定周波数で、温度を昇温させ３５℃と２００℃で測定。測定時に入力する試料の厚さは、試料の厚みとした。
【００４０】
数平均分子量：ＧＰＣによる測定値であり、測定装置にＨＬＣ８１２０（東ソー社製）、カラムにＧＭＨHR-H＋ＧＭＨHR-H＋Ｇ2000ＨHR（いずれも東ソー社製、３個を直列したもの）、展開溶媒にテトラヒドロフランを使用して測定し、ポリスチレン換算をした値である。
【実施例】
【００４１】
以下に実施例及び比較例を示して、本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例のみに限定されるものではない。
（製造例１）
攪拌装置、滴下漏斗、還流冷却器、温度計を取り付け５００ｍＬの四つ口フラスコに、ＣＴＢＮ１３００×１３（数平均分子量３５００、４８．７ｇ、１２．９ｍｍｏｌ）（Ｂ．Ｆ．Ｇｏｏｄｒｉｃｈ社製）、トリレンジイソシアネート(４２．５ｇ、２４４ｍｍｏｌ)、４，４'−ジフェニルメタンジイソシアネート（６１．０ｇ、２４４ｍｍｏｌ）、ナフチルイソシアネート(８．２ｇ、４９ｍｍｏｌ)、トルエン２２６ｇを仕込み、５０℃で１時間攪拌してアミド化を行った。溶液を室温に戻した後、カルボジイミド化触媒として３−メチル−１−フェニル−ホスホレン−１−オキシド（１．９ｇ、９．７ｍｍｏｌ)を仕込み、赤外分光法により反応経過を確認しながら、１００℃で２時間、攪拌して重合（カルボジイミド化反応）を行い、ポリカルボジイミド共重合体溶液を得た。該溶液を１５０℃で３分乾燥してフィルム化してポリカルボジイミド共重合体を固形分として採取した。このポリカルボジイミド共重合体の数平均分子量(Ｍｎ)は３１７０、弾性率（引張り弾性率）は１００ＭＰａ、熱分解開始温度は２５０℃であった。
【００４２】
（実施例１）
上記製造例１で製造したポリカルボジイミド共重合体から成形した厚み４０μｍのシートに、エキシマレーザを使用し、径０．４３ｍｍφの貫通孔をピッチ０．６ｍｍで行列状に複数形成した。この複数の貫通孔に、はんだクリーム（錫・鉛共晶はんだ：千住金属工業社製）をゴムスキージで充填し、熱伝導路を形成した。この後、このシートを１５ｍｍ□（一辺が１５ｍｍの正方形）に切り出した。該シートの表面における熱伝導路の露出面の占める面積率は約５０％であった。
その後、図２に示すように、放熱板としてのヒートスプレッダ（ニッケル製、厚み０．５ｍｍ、２０ｍｍ□）と半導体チップ（１５ｍｍ□）との間に挟んで、かかる積重物をフリップチップボンダー（渋谷工業社製ＤＢ１００）で、２４０℃、０．５ＭＰａ、２０秒で加熱・加圧し、ヒートスプレッダと半導体チップとを熱伝導性接着シートを介して接着して半導体装置を完成させた。この際、ポリカルボジイミド共重合体シートは溶融、圧縮して厚さが３０μｍまで減少し、熱伝導路たるはんだは溶融、変形して、ヒートスプレッダに対しては金属接合し、半導体素子に対しては素子表面の面粗さ（微小凹凸）に追従する状態で接触した。
【００４３】
初期状態での半導体チップの発熱温度とヒートスプレッダ面への伝達温度との温度差Δｔの計測から熱伝導性接着シートそのものの熱抵抗率を算出したところ、０．１０ｃｍ2Ｋ／Ｗであった。その後、冷熱衝撃試験（１２５℃／−５５℃、３０分／３０分、１サイクル）を１０００サイクル実施し、再度Δｔを計測、熱抵抗率を算出したところ、０．１１ｃｍ2Ｋ／Ｗであり、冷熱衝撃試験前後で殆ど変化がなかった。
【００４４】
（比較例１）
市販されているシリコーン樹脂に高熱伝導性フィラー（アルミナ）を体積比で７０％充填した熱伝導性接着シート（厚み０．５ｍｍ）を実施例１に示すように半導体素子とヒートスプレッダとの間に挟み込んだ。次いで、全体を１６０℃、０．５ＭＰａ、３秒で加熱、加圧した。初期状態の半導体素子とヒートスプレッダとの間の温度差Δｔを測定し、熱抵抗率を求めると、１．５ｃｍ2Ｋ／Ｗ程度であった。当該熱伝導性接着シートは、実施例１の熱伝導性接着シートに比べ格段に熱伝導性が劣っていた。
【００４５】
（比較例２）
市場で入手可能なシリコーン樹脂に窒化珪素の超微粒子フィラーを重量比で８０％充填した熱伝導性ペーストを半導体素子の反りに対応すべく、０．１ｍｍ程度の厚みで塗布し、該ペーストを半導体素子とヒートスプレッダとの間に挟み込んだ。初期の状態のΔｔを測定し、熱抵抗率を求めた結果０．１５ｃｍ2Ｋ／Ｗ程度であった。その後、実施例１と同様の冷熱衝撃試験を１０００サイクル実施したところ、ペーストが外部に流出しているのが観察された。また、再度Δｔを計測、熱抵抗率を算出したところ、熱抵抗率は０．６ｃｍ2Ｋ／Ｗ程度となっており、熱伝導性の劣化を示す結果となった。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明に係る半導体装置の一例を簡略化して示した断面図である。
【図２】本発明に係る熱伝導性接着シートの一例を簡略化して示した図で、図（Ａ）はシートの断面図、図（Ｂ）及び図（Ｃ）は一方側と他方側の平面図である。
【符号の説明】
【００４７】
１  熱伝導性接着シート
２  シート基材
３  熱伝導路
５  半導体素子
６  放熱板
１０  半導体装置
【図１】
2006024719.tif 000006
【図２】
2006024719.tif 000007