(57)【要約】【課題】半導体素子と配線回路基板および接続用電極部に生ずる応力の緩和効果に優れ、かつ半導体素子と配線回路基板との電気的接続信頼性に優れたアンダーフィル用接着フィルムを提供する。【解決手段】下式（１）及び（２）：【化１】2004292602.tif 000017【化２】2004292602.tif 000018にて表されるゴム残基より選ばれた少なくとも１種の構造単位、並びに下式（３）：【化３】2004292602.tif 000019にて表される構造単位を各々所定量含み、かつ両末端にモノイソシアナートより誘導された末端構造単位を有するポリカルボジイミド共重合体からなるアンダーフィル用接着フィルム及びこれを封止樹脂層として用いた半導体装置。【選択図】    図１
2004292602.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下式（１）及び（２）：
【化１】
2004292602.tif 000014
【化２】
2004292602.tif 000015
（式中、ａ、ｂ及びｃは各々０〜２００の整数、Ｘは炭素数０〜５のアルキレン基を意味する。）
にて表されるゴム残基より選ばれた少なくとも１種の構造単位をｍ個、並びに下式（３）：
【化３】
2004292602.tif 000016
（式中、Ｒは炭素数４〜２０のアルキル基又はアリール基を意味する。）
にて表される構造単位ｎ個を有し、かつ両末端にモノイソシアナートより誘導された末端構造単位を有する共重合体であって、ｍは２以上の整数、ｎは１以上の整数を表し、ｍ＋ｎが３〜１５００、ｍ／（ｍ＋ｎ）が１／１５００〜１／３であるポリカルボジイミド共重合体からなるアンダーフィル用接着フィルム。
【請求項２】
ポリカルボジイミド共重合体の末端構造単位が、置換又は非置換のフェニル基、ナフチル基、または炭素数１〜１０のアルキル基である請求項１のアンダーフィル用接着フィルム。
【請求項３】
請求項１又は２のアンダーフィル用接着フィルムにより半導体素子と配線回路基板との空隙が封止されてなる半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の分野】
本発明は半導体素子をフェースダウン構造にて、マザーボードあるいはドーターボード等の配線回路基板上に実装する際の封止に用いられるアンダーフィル用接着フィルムに関する。また、本発明はこの接着フィルムを用いて封止した半導体装置に関する。
【０００２】
【発明の背景】
近年、半導体デバイスの一層の性能向上をはかるため、半導体素子をフェースダウン構造とし、配線回路が形成されたマザーボードあるいはドーターボード等の配線回路基板上に実装する方法（フリップチップ方式、ダイレクトチップアタッチ方式等）が注目されている。すなわち、従来の実装方法では性能面で種々の問題が生じており、例えば半導体素子から金ワイヤーでリードフレーム上にコンタクトをとりパッケージングされた形態で配線回路基板に実装すると、配線による情報伝達の遅れや、クロストークによる情報伝達エラー等の発生することがある。
【０００３】
これに対し、フェースダウン方式による実装方法では、半導体素子の表面電極が配線回路基板に直接接合されるので、半導体装置の薄型化および軽量化が可能となる。しかし、このようなフリップチップ方式、ダイレクトチップアタッチ方式等においては、線膨張係数が相互に異なる半導体素子と配線回路基板を直接に電気接続することから接続部分の信頼性が重要な問題となる。
【０００４】
このような問題を解消するため、半導体素子と配線回路基板との空隙にアンダーフィル材と呼ばれる液状の熱硬化性樹脂を注入し、これを硬化させて樹脂硬化体を形成し、電気接続部に集中する応力を該樹脂硬化体に分散させて接続の信頼性を向上させる方法が採用されている。
【０００５】
しかしながら、半導体素子と配線回路基板との間に液状の熱硬化性樹脂を注入するには、注入ノズルを配置する空間を半導体素子の実装位置周辺に設ける必要がある。半導体装置の小型化、薄型化が進むに伴い、このような注入ノズルを配置する空間の確保が困難になり、液状樹脂の流入（アンダーフィル）工程の改善が要望されている。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、前記半導体素子と配線回路基板および接続用電極部に生ずる応力の緩和効果に優れ、かつ半導体素子と配線回路基板との電気的接続信頼性に優れたアンダーフィル用接着フィルムを提供すること、及びこれを用いて封止樹脂層とした半導体装置の提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は下式（１）及び（２）：
【化４】
2004292602.tif 000003
【０００８】
【化５】
2004292602.tif 000004
（式中、ａ、ｂ及びｃは各々０〜２００の整数、Ｘは炭素数０〜５のアルキレン基を意味する。）
にて表されるゴム残基より選ばれた少なくとも１種の構造単位をｍ個、並びに下式（３）：
【０００９】
【化６】
2004292602.tif 000005
（式中、Ｒは炭素数４〜２０のアルキル基又はアリール基を意味する。）
にて表される構造単位ｎ個を有し、かつ両末端にモノイソシアナートより誘導された末端構造単位を有する共重合体であって、ｍは２以上の整数、ｎは１以上の整数を表し、ｍ＋ｎが３〜１５００、ｍ／（ｍ＋ｎ）が１／１５００〜１／３であるポリカルボジイミド共重合体からなるアンダーフィル用接着フィルムを提供するものである。
【００１０】
さらに、本発明の好ましい接着フィルムは、ポリカルボジイミド共重合体の末端構造単位が、置換又は非置換のフェニル基、ナフチル基、または炭素数１〜１０のアルキル基である。
【００１１】
【発明の詳細な開示】
つぎに、本発明を更に詳細に説明する。本発明のアンダーフィル用フィルムに用いられるポリカルボジイミドは、前記式（１）及び式（２）で表される構造単位（ゴム残基）と、式（３）で表される繰り返し構造単位とを所定の比率で１分子中に含む共重合体である。このポリカルボジイミドは、式（１）及び式（２）にて表される構造単位（ゴム残基）をｍ個有し、これらの構造単位は１分子中に１種類含まれていてもよく２種以上が混合して含まれていてもよい。また、他の繰り返し構造単位（イソシアナート残基）である式（３）は１分子中にｎ個含まれる。前記のｍは２以上、通常１０００以下の整数であり、好ましくは２〜１０の整数である。また、ｎは１以上、通常５００以下の整数であり、好ましくは１〜１０の整数である。なお、ｍ＋ｎは３〜１５００、好ましくは３〜２０であり、ｍ／（ｍ＋ｎ）は１／１５００〜１／３、好ましくは１／１１〜１／３である。
【００１２】
末端構造単位しては、置換又は非置換のアリール基、アルキル基が挙げられる。非置換のアリール基としては、フェニル、ナフチルなどが挙げられる。置換基を有するアリール基としては、代表的にはトリル、イソプロピルフェニル、メトキシフェニル、クロロフェニルなどが挙げられる。また、末端構造単位がアルキル基であるものとしては、ｎ−ブチル、ｎ−ヘキシル、ｎ−オクチルなど炭素数１〜１０のアルキル基が挙げられる。
【００１３】
（ポリカルボジイミドの製造法）
前記のポリカルボジイミド共重合体は、２官能液状ゴムと有機ジイソシアナートとを、非プロトン性溶媒中で反応させた後、鎖長制御のための有機モノイソシアナートとカルボジイミド化触媒を作用させることによって得られる。
【００１４】
（２官能液状ゴム）
本発明にて、式（１）及び／又は式（２）の繰り返し構造単位を導入する２官能液状ゴムとしては、例えば液状ポリブタジエン［下式（１）；但しｃ＝０］、液状ポリブタジエン−アクリロニトリル共重合体［下式（１）；但しｃ≠０］などが挙げられる。
【００１５】
【化７】
2004292602.tif 000006
また、他の２官能液状ゴムとしては、液状水素化ポリブタジエン［下式（２）；但しｃ＝０］が挙げられる。
【００１６】
【化８】
2004292602.tif 000007
これらは単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。
【００１７】
前記液状ポリブタジエンとして市販のものとしては、例えば、宇部興産（株）製  Ｈｙｃａｒ  ＣＴＢ（登録商標）や日本曹達Ｃ−１０００などが挙げられる。また液状ポリブタジエン−アクリロニトリル共重合体としては、例えば宇部興産（株）製  Ｈｙｃａｒ  ＣＴＢＮ（登録商標）［例えばＣＴＢＮ１３００Ｘ１３、ＣＴＢＮ１３００Ｘ８］などが挙げられる。さらに、液状水素化ポリブタジエンとしては、例えば、日本曹達ＣＩ−１０００などを挙げることができる。またこれらは適宜変性して用いてもよい。
【００１８】
（有機ジイソシアナート）
有機ジイソシアナートとしては、芳香族および脂肪族のジイソシアナートを用いることができる。これらは単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。有機ジイソシアナートの使用量は、前記の２官能液状ゴム１００モルに対して１０〜１０００モル、好ましくは２０〜５００モルである。
【００１９】
（ｉ）芳香族イソシアナートとしては、下式（４）および下式（５）にて表される構造のものを用いることができる。
【化９】
2004292602.tif 000008
（式中、Ｘ１は炭素数１〜５のアルキル基、アルコキシル基、ハロゲンを表す）上記式（４）の構造を有する具体的なジイソシアナートとしては、ｍ−フェニレンジイソシアナート、２，４−トリレンジイソシアナート、２，６−トリレンジイソシアナート、６−メトキシ−２，４−フェニレンジイソシアナート、５−ブロモ−２，４−トリレンジイソシアナートなどが挙げられる。
【００２０】
【化１０】
2004292602.tif 000009
（式中、Ｘ２は炭素数０〜５のアルキレン基、オキシ基、スルホ基、スルホキシル基を、Ｘ３、Ｘ４は炭素数１〜５のアルキル基、アルコキシル基、ハロゲンを表す）
上記式（５）の構造を有する具体的なジイソシアナートとしては、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアナート、３，３’，５，５’−テトラエチル−４，４’−ジフェニルメタンジイソシアナート、４，４’−ジフェニルイソプロピリデンジイソシアナート、４，４’−ジフェニルエーテルジイソシアナート、４，４’−ジフェニルスルフィドジイソシアナート、４，４’−ジフェニルスルホキシドジイソシアナート、３，３’，５，５’−テトラメチル−４，４’−ビフェニルジイソシアナート、３，３’−ジメトキシ−４，４’−ビフェニルジイソシアナート、３，３’−ジブロモ−４，４’−ビフェニルジイソシアナートなどを挙げることができる。
【００２１】
（ｉｉ）また、脂肪族系有機ジイソシアナートとしては下式（６）、下式（７）および下式（８）に示す構造のジイソシアナートを用いることができる。
【化１１】
2004292602.tif 000010
（式中、Ｘ５およびＸ６は炭素数０〜５のアルキレン基を、Ｘ７は炭素数１〜５のアルキル基または炭素数０〜５のアルキレン基を表す）
上記（６）の構造を有する具体的なジイソシアナートとしては、４，４’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアナート、ノルボルナンジイソシアナート、４，４’−シクロヘキサンジイソシアナート、イソホロンジイソシアナート、メチルシクロヘキサン−２，４−ジイソシアナート、２，４−ビス（イソシアナトメチル）シクロヘキサンなどを挙げることができる。
【００２２】
【化１２】
2004292602.tif 000011
（式中、Ｘ８は炭素数１〜１８のアルキレン基を表す）
上記式（７）の構造を有する具体的なジイソシアナートとしては、ヘキサメチレンジイソシアナート、２，２，４，−トリメチルヘキサメチレンジイソシアナート、２，４，４，−トリメチルヘキサメチレンジイソシアナート、オクタメチレンジイソシアナート、ドデカメチレンジイソシアナートを挙げることができる。
【００２３】
【化１３】
2004292602.tif 000012
（式中、Ｘ９、Ｘ１０は炭素数０〜５のアルキレン基を表す）
上記式（８）の構造を有する具体的なジイソシアナートとしては、キシリレンジイソシアナート、α，α，α’，α’−テトラメチルキシリレンジイソシアナート、４−イソシアナトメチル−フェニルイソシアナートを挙げることができる。
【００２４】
（モノイソシアナート）
目的とする共重合体の鎖長制御のために用いるモノイソシアナートとしては、例えばフェニルイソシアナート、ナフチルイソシアナート、トリルイソシアナート、イソプロピルフェニルイソシアナート、メトキシフェニルイソシアナート、クロロフェニルイソシアナートなどの置換、非置換のアリール基を有するイソシアナート；あるいはｎ−ブチルイソシアナート、ｎ−ヘキシルイソシアナート、ｎ−オクチルイソシアナートなどの炭素数１〜１０のアルキルイソシアナートなどが挙げられる。
【００２５】
モノイソシアナートは、ジイソシアナート成分１００モルに対して１〜１０モルを用いるのが好ましい。モノイソシアナートの使用量がこれより少ないと、得られるポリカルボジイミドの分子量が大きくなりすぎたり架橋反応による溶液粘度の上昇や溶液の固化を生じたり、ポリカルボジイミド溶液の保存安定性の著しい低下を引き起こす。一方、モノイソシアナートの使用量がこれより多いと、得られるポリカルボジイミド溶液の溶液粘度が低すぎ、溶液の塗布乾燥によるフィルム成型において良好な成膜ができない。
【００２６】
（触媒）
重合反応に用いる触媒は、種々のものを使用してよいが、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−スルフイド、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−ホスフア−３−シクロペンテン−１−オキシド、２，５−ジヒドロー３−メチル−１−フェニルホスホール−１−オキシドや、これらに対応する異性体、３−ホスホレンが好ましい。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）エタンなどのホスフィンオキシド類も使用できる。
【００２７】
触媒量は使用するイソシアナート成分全量に対して０．００１〜５モル％である。使用量がこの範囲より少ないと重合に時間がかかりすぎ実用的でなく、一方、この範囲を超えると反応が速すぎて反応途中にゲル状に固化したり、保存安定性が著しく低下する。
【００２８】
（重合反応）
本発明のポリカルボジイミド共重合体は、非プロトン性有機溶媒中、両末端にカルボキシル基を有する鎖状液状ゴムとジイソシアナートをカルボジイミド化触媒の存在下に１０〜１５０℃、好ましくは６０〜１１０℃にて重合反応を行う。重合温度が前記の範囲を越えると、反応が速すぎたり、副反応が生じて反応途中にゲル状に固化したり、保存安定性が著しく低下する。また重合時の反応温度が前記の温度範囲より低いと反応が遅すぎたり、ポリカルボジイミド共重合体溶液にイソシアナート官能基が残存することによって溶液の安定性が低くなり好ましくない。
【００２９】
本発明のポリカルボジイミド共重合体は、非プロトン性有機溶媒中にてカルボジイミド化の反応を行なうことによりポリカルボジイミド共重合体の溶液を得ることができる。かかる非プロトン性有機溶媒としてはトルエン、キシレン、炭素数３〜５のアルキルトルエン、ベンゼン、炭素数３〜３６のアルキルベンゼン、ナフタレン、テトラヒドロフラン、ジオキサン、アセトン、ブタノン、シクロヘキサノン、Ｎ−メチルピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド等が挙げられる。これらの溶媒は単独で用いてもよく２種類以上を混合して用いてもよい。また反応に関与しない成分が混在しても良い。
【００３０】
これら溶媒の使用量は、ポリマー溶液中のポリカルボジイミド共重合体の濃度が１〜９０重量％になるように用いることができる。ポリマー固形分の濃度が９０重量％を超えると粘度が高くなり、また、溶液の保存安定性も悪くなる。またその濃度が１重量％未満になると、得られたポリマーの成型時に大量の溶媒を除去する必要があり実用的でない。
【００３１】
本発明の典型的な製造法では、トルエン溶媒中で液状ゴム成分を７０重量部、トリレンジイソシアナートを３０重量部、１−ナフチルイソシアナートのトリレンジイソシアナートに対して２モル部を混合し、混合物を５０℃で１時間攪拌した後に混合物中にカルボジイミド化触媒を添加する。赤外分光法により反応の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なう。
【００３２】
（接着フィルムの製造）
本発明のアンダーフィル用接着フィルムを製造するには、前記のポリカルボジイミド共重合体ワニスを公知の方法（キャスティング、スピンコーティング、ロールコーティングなど）を用い、適当な厚さに製膜する。製膜された膜は、通常、溶媒の除去に必要な温度で乾燥する。すなわち、硬化反応をあまり進行させずに乾燥させるように、塗工温度は例えば２０〜３５０℃、好ましくは５０〜２５０℃、最も好ましくは７０〜２００℃とする。乾燥温度がこの範囲より低いと、フィルム中に溶剤が残存し、フィルムの信頼性が乏しくなり好ましくない。また乾燥温度が前記の範囲より高いとフィルムの熱硬化が進みやすい。
【００３３】
接着フィルムの製造にあたっては、その加工性、耐熱性を損なわない範囲で微細な無機充填剤を配合してよい。また表面平滑性を付与するため平滑剤、レベリング剤、脱泡剤などの各種添加剤を必要に応じて添加してもよい。これらの配合量は、共重合体１００重量部に対して、０．１〜１００重量部、好ましくは０．２〜５０重量部である。
【００３４】
また、接着力向上のため、接着フィルムにシランカップリング剤、チタン系カップリング剤、ノニオン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤、シリコーン系添加剤などの各種添加剤を必要に応じて添加してもよい。
【００３５】
接着フィルムの製造にあたっては、熱伝導性の向上、弾性率の調節などをはかるため、例えばアルミニウム、銅、銀、金、ニッケル、クロム、鉛、錫、亜鉛、パラジウム、半田などの金属、あるいは合金、アルミナ、シリカ、マグネシア、窒化ケイ素などのセラミック、その他カーボンなどからなる種々の無機粉末を必要に応じ１種または２種以上配合してもよい。
【００３６】
さらに、これらのフィルムを支持体上に設けた積層接着シートとしてもよい。このような積層接着シートを製造するには、支持体上に前記ポリカルボジイミドのワニスを塗工してもよく、また、あらかじめフィルムを形成しておき、これをプレスなどにより支持体にラミネートしてもよい。
【００３７】
ここで用いられる支持体としては金属箔、絶縁性フィルムなどが挙げられる。金属箔としてはアルミニウム、銅、銀、金、ニッケル、インジウム、クロム、鉛、錫、亜鉛、パラジウム等がいずれも用いられてよく、これらを単独で、あるいは合金として用いてもよい。また、絶縁性フィルムとしては、ポリイミド、ポリエステル、ポリエチレンテレフタレートなど、耐熱性や耐薬品性を有するフィルムであればいずれも用いることができる。
【００３８】
前記の金属箔と絶縁性フィルムは、それぞれ単独で用いてもよく、また両者を２層以上積層した、例えば金属箔／絶縁性フィルムなどの２層基材を用いてもよい。このような２層基材としては、例えば銅／ポリイミド２層基材などが挙げられる。
【００３９】
このようにして得られるアンダーフィル用接着フィルムは、封止作業にあたり、例えば、次のようにして硬化を行うことができる。すなわち、前記方法により得られたシート状封止材料を１００〜２２５℃、好ましくは１２０〜２００℃で３〜３００分間、好ましくは５〜１８０分間加熱することにより硬化を生じ半導体装置の封止を行うことができる。
【００４０】
つぎに、図面を参照しながら、本発明のアンダーフィル用接着フィルムを用いた半導体装置の封止方法の一具体例を説明するが、本発明の半導体装置は、これに限定されるものではない。
【００４１】
図２に示すアンダーフィル用接着フィルム６の貼り付けられた半導体素子５を、接続用電極部２が設けられた配線回路基板１上の所定位置に配置する（図３参照）。つぎに、これを加熱および加圧して両接続用電極部２，３間のアンダーフィル用接着フィルム６を加熱溶融し押し出し、前記電極部２，３を接触させ電気的接続を行うと共に、溶融したアンダーフィル用接着フィルム６を硬化して封止樹脂層４を形成し、配線回路基板１と半導体素子５の電気的接続および固着を行う。
【００４２】
このようにして、図１に示すごとく、配線回路基板に設けられた接続用電極部、及び半導体素子に設けられた接続用電極部を介して、配線回路基板上に半導体素子が搭載され、配線回路基板と半導体素子との間の空隙が接着フィルムの封止樹脂層により封止されたフェイスダウン構造を有する半導体装置が得られる。なお、前記アンダーフィル用接着フィルム６の半導体素子５への貼り付けは、図４に示す半導体ウェハ７より半導体素子５を切り分ける前に行ってもよく、また切り分け後に行ってもよい。
【００４３】
さらに、前記の方法とは逆に、図５に示すように複数の接続用電極部２が設けられた配線回路基板１上に、接続用電極部２を介してアンダーフィル用接着フィルム６を載置して封止を行ってもよい。かかる回路基板の所定位置に、接続用電極部３を設けた半導体素子５を配置する。つぎに加熱および加圧して両接続用電極部２，３間の接着フィルムを加熱溶融し押し出して電気的接続を行うとともに、溶融した接着フィルム６を硬化して封止樹脂層４を形成し、配線回路基板１と半導体素子５の電気的接続および固着を行う。この方法によっても前記と同様に、図１に示す半導体装置を得られる。
【００４４】
アンダーフィル用接着フィルム６の大きさは、搭載される半導体素子５の大きさ（面積）により適宜に設定してよいが、通常、半導体素子５の大きさ（面積）とほぼ同じに設定することが好ましい。
【００４５】
アンダーフィル用接着フィルムの厚みは、特に限定されるものではないが、半導体素子と配線回路基板との空隙を充填し、かつ接続用電極部間の電気的接続を妨げない範囲で適宜に設定してよく、通常、５〜２００μｍ、好ましくは１０〜１２０μｍである。
【００４６】
アンダーフィル用接着フィルムを半導体素子と、配線回路基板との間の空隙に充填するにあたっては加圧を行うのが好ましい。かかる加圧の条件は、接続用電極部２，３の材質および個数等や、温度により適宜設定してよいが、一般に０．０９８〜４．９Ｎ／個、好ましくは０．１９６〜２．９４Ｎ／個の範囲に設定される。
【００４７】
前記半導体装置の製法では、配線回路基板１を下方にして、その上方に半導体素子５を搭載するという位置関係に基づいて説明したが、製法はこれに限定されるものではなく、反対の位置関係、すなわち、半導体素子５を下方にして、その上方に配線回路基板１を搭載してもよい。
【００４８】
【実施例】
つぎに、本発明を実施例及び比較例によりさらに具体的に説明する。ポリマーの製造はすべて窒素気流下で行った。なお、得られたポリカルボジイミドの特性は次のようにして測定した。
【００４９】
ＩＲ
ＦＴ／ＩＲ‐２３０（日本電子製）を用いて測定した。
引っ張り弾性率（Ｅ’）
動的粘弾性装置ＤＭＳ２１０（（株）セイコー電子工業製）を用いて測定した。  １７５℃×５ｈｒキュアしたアンダーフィル用接着フィルムで測定した。
ガラス転移点温度（Ｔｇ）
熱機械分析装置ＴＭＡ  ＳＳ／１００（（株）セイコー電子工業製）を用いて測定した。１７５℃×５ｈｒキュアしたアンダーフィル用接着フィルムで測定した。
【００５０】
［実施例１］
ＴＤＩ（２，４−ＴＤＩ８０％、２，６−ＴＤＩ２０％の混合物）４２．５  ｇ（２４４  ｍｍｏｌ）、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアナート６１．１  ｇ（２４４  ｍｍｏｌ）、ＣＴＢＮ１３００Ｘ１３（宇部興産）４８．７  ｇ及びトルエン２２６  ｇを混合した。これを４０℃で撹拌しながら１時間保持した。赤外分光法により反応の経過を確認してから１−ナフチルイソシアナート８．３  ｇ（４９  ｍｍｏｌ）、３−メチル−１−フェニル−２−ホスホレン−１−オキシド１．８８  ｇ（９．７  ｍｍｏｌ）を添加してから反応混合物の温度を８０℃に昇温した。反応の進行は赤外分光法により確認した。具体的には、イソシアナートのＮ−Ｃ−Ｏ伸縮振動（２２７０ｃｍ−１）の減少とカルボジイミドのＮ−Ｃ−Ｎ伸縮振動（２１３５ｃｍ−１）の増加を観測した。得られたポリカルボジイミド溶液を撹拌しながら１Ｌのヘプタンに滴下して生成した沈殿を集めて乾燥し、１２２  ｇのポリマーを得た。
【００５１】
得られたポリカルボジイミド溶液を１０ｍｍＨｇの減圧下、８０℃、１時間の条件で溶媒のトルエンを除去し、残った固形物をＪ．Ａｐｐｌ．Ｐｏｌｙｍ．Ｓｃｉ．１４，３５（１９７０）に記載の方法により水酸化カリウム水溶液で加水分解したのちエーテル抽出した。そのエーテル相をガスクロマトグラフィー質量分析計（ＧＣ−ＭＳ）を用いてトリレンジアミンおよび４，４’−ジフェニルメタンジアミンを定量した。定量にはそれぞれの標準試料を用いて検量線を作成した。これによりトリレンジアミンおよび４，４’−ジフェニルメタンジアミンの含有量がそれぞれ５０：５０の比であり、固形物における各ジアミン由来の構造の重量分率は６８％であることを確認した。よって、構造単位の割合［ｍ／ｍ＋ｎ］が１／４５．４であることを確認した。この比率と、ポリカルボジイミド溶液をＧＰＣで分析して得られた重量平均分子量が１．３×１０４であることから、ｍ＋ｎは５３．８であることが確認できた。
【００５２】
得られたワニスを剥離剤で処理したポリエチレンテレフタレートフィルムからなるセパレータ（厚さ５０μｍ）の上にラミネーターを用いて（塗工速度１ｍ／ｍｉｎ、乾燥温度１３０℃×１ｍｉｎ→１５０℃×１ｍｉｎ）塗工し、アンダーフィル用接着フィルム（接着フィルムの厚さ４０μｍ）を得た。ガラス転移点温度Ｔｇは２３２℃、引張り弾性率Ｅ’（３５℃）は４６０ＭＰａであった。
【００５３】
このようにして得られたアンダーフィル用接着フィルムを用い、前記の半導体装置の製法に従って半導体装置を製造した。すなわち、図２に示すように、接続用電極部３（材質：Ａｕ  スタッドバンプ、高さ：５０μｍ、９１バンプ／ｃｈｉｐ、ペリフェラル）が設けられた半導体素子５（厚み：１５０μｍ、大きさ：８ｍｍ×８ｍｍ）上に、上記接着フィルム６を常温（２５℃）で貼りつけ後、図３に示すように、上記接着フィルム６上の所定の位置に、Ｃｕ配線（Ｌ／Ｓ＝１００μｍ／１００μｍ、高さ１８μｍ、無電解Ｎｉ／Ａｕめっき処理）を設けた配線回路基板１（厚み４０ｍｍのフレキシブルプリント基板）を載置した。その後、超音波フリップチップボンダー（日本アビオニクス（株）、ＮＡＷ−１２６０Ａ）を用いて、加熱温度（ツール１５０℃、ステージ８０℃）×荷重４．５ｋｇｆ／電極個数×０．５ｓ、発振周波数４０ｋＨｚの条件で接着フィルムを加熱溶融して、配線回路基板１と半導体素子５との空隙内に溶融状態の樹脂を充填して仮固着すると共に上記双方の接続用電極部２，３を当接して金属接合させた。その後熱硬化（１７５℃×５ｈｒ）することにより、図１に示すように、上記空隙がアンダーフィル封止樹脂層４で封止された半導体装置を１０個作製した。
【００５４】
［比較例１］
４，４’−ジフェニルメタンジイソシアナート（三井武田ケミカル製コスモネート  ＰＨ）を３６．９ｇ（１５８．２５ｍｍｏｌ）、ナフタレンジイソシアナートを１１．０９ｇ（５２．７５ｍｍｏｌ）、トルエン３４０．２ｇを混合した。これを５０℃で１時間攪拌した後、１−ナフチルイソシアナートを３．５７ｇ（２１．１ｍｍｏｌ）と３−メチル−１−フェニル−２−ホスホレン−２−オキシドの０．４１ｇ（２．１１ｍｍｏｌ）を添加して攪拌しながら１００℃に昇温し、さらに２時間保持した。反応の進行は赤外分光法により確認した。具体的にはイソシアナートのＮ−Ｃ−Ｏ伸縮振動（２２７０ｃｍ−１）の吸収の減少とカルボジイミドのＮ−Ｃ−Ｎ伸縮振動（２１３５ｃｍ−１）の吸収の増加を観測した。また、結合部分のアミド基のＣ−Ｏ伸縮振動（１６９５ｃｍ−１）の吸収を観測した。
【００５５】
このワニスを用いたこと以外は、実施例１と同様にして、アンダーフィル接着フィルムを得た。ガラス転移点温度Ｔｇは２１２℃、引張り弾性率Ｅ’（３５℃）は２３２０ＭＰａであった。半導体装置の作製方法も実施例と同様にした。但し、半導体素子５への接着フィルム６の貼り付け温度は９０℃で行った。
【００５６】
（通電試験）
実施例、比較例にて得られた半導体装置について、初期の通電試験を２５℃にて行い、さらに、その導電の得られた半導体装置を用いて、サーマルサイクルテスト［ＴＣＴ（条件：−５５℃×３０分←→１２５℃×３０分、１０００サイクル）］を行った。その結果を下記の表１に示す。
【００５７】
【表１】
2004292602.tif 000013
【００５８】
表１の結果、実施例にて得られた半導体装置は、サーマルサイクルテストにおいて不良が発生せず、良好な接続が得られることが確認できた。一方、比較例の半導体装置は短いサイクル数で接続不良が発生した。したがって、高耐熱性、低弾性率を有する本発明の接着フィルムを用いることにより、半導体装置の良好な接続信頼性が得られることが明らかである。
【００５９】
【発明の効果】
本発明の接着フィルムは高耐熱性を維持しつつ弾性率が低い。この接着フィルムを、複数の接続用電極部を介して接続した半導体装置の配線回路基板−半導体素子間の封止樹脂層として用いると、配線回路基板、半導体素子および接続用電極部に生ずる応力を緩和することができる。このため、配線回路基板および半導体素子の反りの低減、半導体素子のクラック発生の防止、および配線回路基板に設けられた接続用電極部と、半導体素子に設けられた接続用電極部との電気的接続信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の半導体装置の一具体例を示す模式断面図である。
【図２】図１の半導体装置の製造工程の一具体例を示す模式断面図である。
【図３】図１の上記半導体装置の製造工程の一具体例を示す模式断面図である。
【図４】半導体ウェハ上に形成された複数の半導体素子を示す模式図である。
【図５】図１の半導体装置の製造工程の他の具体例を示す模式断面図である。
【符号の説明】
１  配線回路基板
２  接続用電極部
３  接続用電極部
４  封止樹脂層
５  半導体素子
６  アンダーフィル用接着フィルム
７  半導体ウェハ
【図１】
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【図２】
2004292602.tif 000021
【図３】
2004292602.tif 000022
【図４】
2004292602.tif 000023
【図５】
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