(57)【要約】【課題】半導体用封止材料のように充填材成分の多いシート状接着材料の製造方法を提供する。【解決手段】剥離フィルム上に接着材料の原料成分を分割供給し、該積層物の上を剥離フィルムで被覆し、その外側から加熱加圧し積層成分を溶融する工程を有する製造方法である。この溶融工程は、複合機能を有する装置を用いるか専用機能の装置を組合せて行う。接着材料としては粒径３０μｍ以下のシリカを９０重量％以上含むエポキシ樹脂組成物であることが好ましい。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート状接着材料の製法であり、１）剥離フィルム上に樹脂成分及び充填材成分等を別々に供給する工程、２）該積層成分の上を剥離フィルムで被覆する工程、３）剥離フィルムの外側から加熱加圧し積層成分を溶融する工程を有することを特徴とする接着材料の製造方法。
【請求項２】
溶融工程が、加熱加圧装置（ロール、プレス等）を用い短時間で加工する方法、又は加熱炉中で加重容器を用い長時間で加工する方法であることを特徴とする請求項１に記載の接着材料の製造方法。
【請求項３】
接着材料が粒径３０μｍ以下のシリカを９０重量％以上含むエポキシ樹脂組成物であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の接着材料の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シート状接着材料の製造方法に関するものである。該接着材料は、主に一括成形型半導体装置の封止材料として用いられるものである。ここでいう一括成形とは、半導体の集合基板を樹脂封止する方法であり、ＭＡＰ（モールドアレイパッケージ）、ＷＬＰ（ウエハーレベルパッケージ）、ＮＬＰ（ノンリードタイプパッケージ）等で呼ばれる半導体装置の樹脂封止方法である。
【従来の技術】
電子機器分野では、機器の性能向上、小型軽量化及び低コスト化が強く求められ、その心臓部である半導体部品の高集積高密度化が必須のものとなっている。この要求は大面積基板を一括して樹脂封止する製法（一括成形と称する）を生み出した。例えば、基板に半導体素子を高密度搭載し封止する方法（ＭＡＰ）、ウエハー状の半導体素子基板を封止する方法（ＷＬＰ）である。
これら製法は従来製法に比べて効率面で優れ、基板や樹脂等の使用量を少なくでき、金型の小型化や種類低減ができる等の利点が多い。
現在、これらの封止技術として樹脂組成物を移送成形し加工する方法が主として検討されているが、この方法は色々な問題を抱えている。例えば、樹脂組成物が流動する時に、分級現象を起こし成分比率が不均一になる、流動圧力により金線が変形する等である。
そこで、厚膜状（シート状）の樹脂組成物を使用し圧縮成形法により半導体を封止する技術が脚光を浴びてきた。この方法は、樹脂組成物の流動距離が短いため分級や変形等の問題発生が少なくなると考えられるためである。又、圧縮成形は、移送成形や射出成形で問題となる材料損失（ランナーやスプルー）が解決できるという利点もある。
しかしながら、半導体用封止材料のように充填材成分の多い樹脂組成物をシート化する技術はあまり検討されていない。テープやフィルム等の言葉は一般化しており、接着テープや回路基板フィルム等の製造技術は古くから検討されているが、これらは充填材をほとんど含んでいない接着剤をシート化する技術である。
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、樹脂組成物（接着材料）のシート化製法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
本発明はシート状接着材料の製法であり、１）剥離フィルム上に樹脂成分及び充填材成分等を別々に供給する、２）該積層成分の上を剥離フィルムで被覆する、３）剥離フィルムの外側から加熱加圧し積層成分を溶融する工程を有するものである。
請求項２は、溶融工程が、加熱加圧装置（ロール、プレス等）を用いる、又は加熱炉中で加重容器を用いることを特徴とするものである。
請求項３は、接着材料が粒径３０μｍ以下のシリカを９０重量％以上含むエポキシ樹脂組成物であることを特徴とするものである。
本発明は、少なくとも３つの工程（供給工程、被覆工程及び溶融工程）で構成されるシート状接着材料の製造方法である。
供給工程は剥離フィルム上に原料成分を供給する工程であり、樹脂成分及び充填材成分等を別々に供給することが必要である。ここで、樹脂成分とは主に溶融成分群（基本樹脂、硬化剤、硬化促進剤等）、充填材成分とは主に非溶融成分群（充填材、無機添加剤等）を示す総称である。一部の溶融成分が充填材成分や一部の非溶融成分が樹脂成分に入っていても良い。又、その他の成分を第３成分群として供給しても良い。
又、樹脂成分や充填材成分は予め混合処理しておくことが好ましい。各成分はミクロ混合し、充填材はカップリング剤等で表面処理しておくことが好ましい。
被覆工程は、接着材料の原料成分を積層した後に剥離フィルムで覆う工程である。
溶融工程は、剥離フィルムの外側から接着材料成分を加熱加圧溶融する工程である。本工程で成分の均質化及びシートの厚み調整等を行う。
溶融工程としては、加熱ロール・加熱プレス等を用いる方法や加重容器を加熱する方法が好ましい。前者は比較的短時間、後者は長時間で加工する方法である。加熱ロール製法の場合は複数のロールを使用することが特に好ましい。
本発明は、最先端の低熱膨張性接着材料を製造するのに適している。ＭＡＰ・ＷＬＰ等の半導体では、半導体同等の小さな線膨張係数を有する封止材料が求められている。これら充填材を多量に含有する接着材料は従来の混錬による製造が極めて難しい。溶融する樹脂分が少なくニーダやロール等で混合できないのでである。
一般的に、接着材料は樹脂、硬化剤、充填材、硬化促進剤及び添加剤（処理剤、顔料、難燃剤等）で構成される。樹脂としてはエポキシ樹脂、シリコーン樹脂等、硬化剤としてはノボラック類、酸無水物類等、充填材としてはシリカ、アルミナ等を挙げることができる。メーカーとしては、住友化学工業、信越化学工業、大日本インキ化学工業、新日本理化、電気化学工業、日本軽金属等を挙げることができる。
半導体素子は、主に硅素及び酸化硅素より構成されており、樹脂組成物の充填材としては酸化珪素（シリカ）が好ましく、低熱膨張化ため樹脂組成物に９０重量％以上の割合で配合することが好ましい。シリカとしては粗粒を含まず等方性を有する製品、特に３０μｍ以下の球状シリカが好ましい。等方性微粒シリカは局部応力の発生がなく、充填性が良く、組成物中のシリカ含有量を多くできる。これらの特徴を有する球状シリカのメーカーとしては、東亞合成、トクヤマ、マイクロン、龍森等を挙げることができる。
又、接着材料としては実績のあるエポキシ樹脂組成物が好ましい。エポキシ樹脂としてはクレゾールノボラック系、ビスフェノール系、複素環系、多官能系等の製品が市販されている。又、硬化剤としてはノボラック系や酸無水物系の製品が利用できる。硬化促進剤としては、各種樹脂で一般的に使用される硬化触媒を挙げることができる。例えば、エポキシ樹脂ではイミダゾール系、第３級アミン系、リン系の市販化合物（メーカーは四国化成工業、日本化薬、北興化学工業等）を挙げることができる。
図１は、本発明の製造方法の一例を示す模式図である。１及び６はシート化用の受器及び加重蓋であり、該蓋はシート厚みを一定にするための重石の役割も持っている。２及び５は剥離フィルム、３及び４は樹脂成分及び充填材成分の供給装置、７は加熱用トンネル炉、８はシート状接着材料である。一定寸法のシート状接着材料を製造する方法であり、剥離フィルム上に接着材料成分を供給し、その上を剥離フィルムで被覆し、更に加熱加圧する製法である。尚、トンネル炉の代わりに乾燥機や熱プレス等を用いても良い。
図２は、本発明の別の製造方法を示す模式図である。２１及び２５は剥離フィルム、２２及び２４は充填材成分及び樹脂成分の供給装置、２３は厚み調整装置、２６及び２７は加熱加圧ロール、２８は裁断装置、２９はシート状接着材料である。連続的にシート状接着材料を製造する方法の一例である。
以下、本発明を具体例にて説明する。
【実施例】
図１に類似の回分式工程にてＡ−４サイズのシート状接着材料を試作した。まず、ステンレス製受器に剥離シート（東レ製ルミナー）を敷き、この上に樹脂成分（１）及び充填材成分（２）を充填した。この時、両成分はテフロン（登録商標）製ヘラで厚みを均一にした。その上に剥離シートを敷き、ステンレス蓋及び重さ１ｋｇの鉄板２枚を乗せた。そして、この容器を７０℃の乾燥機に３時間入れた。その後、容器から内容物を取り出し、５℃の冷蔵庫にて１時間冷却しシート状接着材料を得た。本工程で用いた容器及びＰＥＴシートはＡ−４サイズである。
本実施例における各成分及びそれらの予備混合については次の通りである。
樹脂成分（１）の組成
エポキシ樹脂６部（日本化薬製ＥＯＣＮ４４００及びＮＣ−３０００Ｐ各３部）、硬化剤３部（三井化学製ＸＬ−２２５）、硬化促進剤０．１５部（ＴＰＰ−Ｋ、北興化学）、臭素化エポキシ樹脂１部（住友化学工業製ＥＳＢ−４００Ｔ）、添加剤１部（アドマテックス製ＳＯ−Ｅ２）
樹脂成分（１）の予備混合
固形樹脂をハンマーミルで粗粉砕した。これと残りの成分をボールミルに入れ３０分間微粉砕混合した。尚、これらの作業は全て１０℃以下の環境で行った。
充填材成分（２）の組成
球状シリカ９０部（トクヤマ製ＳＥ−８Ｖを８０部、東亞合成製ＨＰＳ−３を１０部）、三酸化アンチモン１部（三国精錬製）、シランカップリング剤０．４部（信越化学工業製ＫＢＭ−３０３及び日本ユニカー製Ａ−１１２０各２部）。
充填剤成分（２）の予備混合
ナウタミキサーに球状シリカを加え１０分間混合する。次に、混合しながらカップリング剤を１分間で噴霧し更に４分間混合する。最後に、酸化アンチモンを加え５分間混合する。
尚、本発明で使用したシリカはいずれも粒径は３０μｍ以下であった（１次粒径）。
【比較例】
従来の製法で本発明のシート状接着材料の試作を試みた。まず、樹脂成分（１）及び充填材成分（２）をヘンシェルミキサーに入れ２分間混合した。次に、２軸押出機（栗本鉄工所製）を用いて加熱溶融混合を行った（設定温度：溶融部５０℃、先端部１０℃）。しかし、操作直後に激しい磨耗音がすると共に動力の安全ピンが折れ作業を中止した。樹脂分が少なすぎるため過荷重が加わったためと考えられる。取り出した混合物には金属異物の混入、装置の送り羽根部は磨耗が認められた。
【発明の効果】
本発明は、一括封止型半導体装置の樹脂封止方法を提供するものである。従来法での成形時の問題を解決する工業的な製造方法である。本発明の樹脂封止方法により一括封止型半導体装置を汎用化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による接着材料の製造方法の一例を示す図である。
【図２】本発明による接着材料製造方法の別の一例を示す図である。
【符号の説明】
１            受器
２、５        剥離フィルム（シート状）
３、２４      樹脂成分の供給装置
４，２２      充填材成分の供給装置
６            蓋
７            トンネル状加熱装置
８、２９      シート状接着材料
２１、２５    剥離フィルム（フィルム状）
２３          厚み調整装置
２６、２７    加熱ロール
２８          切断装置
【図１】
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【図２】
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