(57)【要約】    【課題】高接着性、高耐リフロー性を有し、ワイヤーボンディング加工性に優れる半導体装置用接着剤組成物を提供すること。    【解決手段】ブタジエンを共重合成分とする共重合体、もしくは炭素数１〜８の側鎖を有するアクリル酸エステルおよびメタクリル酸エステルを共重合成分とする共重合体、から少なくとも１種選ばれる熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、最大粒径１０μｍ以下、平均粒径０．１μｍを越えて２μｍ以下の無機粒子を有し、無機粒子の含有量が組成物全体量に対し２５重量％以上５０重量％以下であることを特徴とする半導体装置用接着剤組成物。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブタジエンを共重合成分とする共重合体、もしくは炭素数１〜８の側鎖を有するアクリル酸エステルおよびメタクリル酸エステルを共重合成分とする共重合体、から少なくとも１種選ばれる熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、最大粒径１０μｍ以下、平均粒径０．１μｍを越えて２μｍ以下の無機粒子を有し、無機粒子の含有量が組成物全体量に対し２５重量％以上５０重量％以下であることを特徴とする半導体装置用接着剤組成物。
【請求項２】
熱硬化済みの接着剤が、圧着温度１５０℃、圧着圧力３５ＭＰａ、圧着時間５分の圧着におけるレジンフロー測定において、レジンフローが１２０％以下である請求項１記載の半導体装置用接着剤組成物。
【請求項３】
１５０℃での動的粘弾性測定による貯蔵弾性率が３ＭＰａ以上である請求項１記載の半導体装置用接着剤組成物。
【請求項４】
有機絶縁性フィルムの少なくとも一方の面に接着剤層を有する半導体装置用接着剤シートであって、接着剤層が請求項１〜３のいずれか記載の接着剤組成物である半導体装置用接着剤シート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体集積回路を実装し、パッケージ化をする際に用いられる半導体集積回路接続用基板（インターポーザー）を構成する半導体装置に用いられる接着剤組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の代表的な半導体パッケージであるＬＯＣ（ｌｅａｄ ｏｎ ｃｈｉｐ）は図１に示されるような構造をしており、半導体チップ１とリードフレーム４のインナーリードとの接着には、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂等から成る接着剤３が用いられている。この接着剤には、接着性と半田リフロー時のパッケージクラックを生じない耐熱性とを両立することが要求される。
【０００３】
また最近、ＬＯＣに属する半導体パッケージとして、図２に示されるような構造を持つものがある。本パッケージは、リードフレーム９と半導体チップ６を直接、ワイヤーボンディング接続７を行わず、リードフレーム９からポリイミドフィルム基板１０にワイヤーボンディング接続した後、ポリイミドフィルム基板１０から半導体チップにワイヤーボンディング接続される。この半導体パッケージを用いると、半導体チップの回路設計を変えることなく、フィルム基板の回路パターンを変えることで、半導体パッケージとしての設計自由度が大きく増すため、コスト面からも大変有用である。ここで用いられるポリイミドフィルム基板は、ＴＡＢ（Tape  Automated  Bonding）テープ、フレキシブルプリント基板等が挙げられ、具体的にはポリイミドフィルムに接着剤層を介し導体パターンを形成してある３層型ＴＡＢテープや、ポリイミド樹脂層に直接銅層を形成した２層型ＴＡＢテープが挙げられる。
【０００４】
上記形態のような半導体パッケージにおけるリードフレームとポリイミドフィルム基板を接着する接着剤層には、リードフレームとポリイミドフィルム基板の高接着性や、当該半導体パッケージをベース基板へ実装する際の耐リフロー性が要求される。また、特にピン数の多い半導体パッケージでは、動作温度が１００℃を超える高温となり、線膨張係数の異なる材料、すなわちポリイミドフィルム基板とリードフレームを接着する場合には、発生する応力を緩和する、いわゆる耐サーマルサイクル性も接着剤層には要求される。
【０００５】
ポリイミドフィルム基板とリードフレームとの接着に用いられる接着剤組成物としては、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体を主成分とした系が多く提案されており、耐リフロー性に優れたものとして、カルボキシル基含有アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、エポキシ樹脂、硬化剤から成る接着剤が挙げられる（例えば特許文献１参照）。また、耐リフロー性ならびに耐サーマルサイクル性に優れたものとして、エポキシ樹脂、熱可塑性樹脂、シリカ粉末を含有する接着剤が提案されている（例えば特許文献２参照）。さらに、無機微粒子を含有した高弾性率を有する接着剤組成物（例えば特許文献３参照）がある。
【特許文献１】特開平１１−１１６９２４号公報（７〜１６段落）
【特許文献２】特開平１０−１７８０６７号公報（１６〜４１段落）
【特許文献３】特開２００３−１１３３２０号公報（８〜９０段落）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、これらの接着剤を図２に示されるような半導体パッケージに適用すると、高接着性、耐リフロー性を示すものの、半導体チップとポリイミドフィルム基板間、ポリイミドフィルム基板とリードフレーム間をワイヤーボンディングする際、ポリイミドフィルム基板上のボンディングパッドが凹み、ボンディングができないという大きな問題が生じる。これは通常のボンディング温度１５０℃付近において、ポリイミドフィルム基板とリードフレームを接着している接着剤層が柔らかくなり、変形することによってボンディングパッド部分に凹みが生じることに因る。さらに無機微粒子を添加しただけでは、高弾性率は示すものの耐リフロー性が劣る。
【０００７】
本発明の目的は、上述の半導体用接着剤組成物のワイヤーボンディング時における問題点を解決し、高接着性、高耐リフロー性を有し、ワイヤーボンディング加工性に優れる半導体装置用接着剤組成物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
すなわち本発明は、ブタジエンを共重合成分とする共重合体、もしくは炭素数１〜８の側鎖を有するアクリル酸エステルおよびメタクリル酸エステルを共重合成分とする共重合体、から少なくとも１種選ばれる熱可塑性樹脂、熱可塑性樹脂、最大粒径１０μｍ以下、平均粒径０．１μｍを越えて２μｍ以下の無機粒子を有し、無機粒子の含有量が組成物全体量に対し２５重量％以上５０重量％以下であることを特徴とする半導体装置用接着剤組成物である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、高接着性、高耐リフロー性を有し、ワイヤーボンディング加工性に優れる半導体装置用接着剤組成物を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明における半導体用接着剤組成物とは、半導体素子やリードフレーム、配線基板（インターポーザー）用の層間接着剤であり、それら被着体の形状および材料は特に限定されない。
【００１１】
本発明の接着剤層を構成する接着剤組成物は熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂をそれぞれ少なくとも１種類を含むことが好ましい。熱可塑性樹脂は接着性、可撓性、熱応力の緩和、低吸水性による絶縁性の向上等の機能を有する。
【００１２】
熱可塑性樹脂としては、リードフレーム金属素材との接着性、可撓性、熱応力の緩和効果の点から、ブタジエンを共重合成分とする共重合体、もしくは炭素数１〜８の側鎖を有するアクリル酸エステルおよびメタクリル酸エステルを共重合成分とする共重合体から少なくとも１種選ばれ、１種類でも複数種用いても良い。これらの熱可塑性樹脂は後述の熱硬化性樹脂との反応が可能な官能基を有していてもよい。具体的には、アミノ基、カルボキシル基、エポキシ基、水酸基、メチロール基、イソシアネート基、ビニル基、シラノール基等である。これらの官能基により熱硬化性樹脂との結合が強固になり、耐熱性が向上するので好ましい。
【００１３】
また、より好ましい熱可塑性樹脂としては、金属との接着性、耐薬品性等の観点から、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体（ＮＢＲ）、スチレン−ブタジエン−エチレン樹脂（ＳＥＢＳ）、スチレン−ブタジエン樹脂（ＳＢＳ）等が挙げられる。さらにブタジエンを必須共重合成分としかつカルボキシル基を有する共重合体はより好ましく、たとえばＮＢＲ（ＮＢＲ−Ｃ）およびＳＥＢＳ（ＳＥＢＳ−Ｃ）、ＳＢＳ（ＳＢＳ−Ｃ）等が挙げられる。ここで「Ｃ」はカルボキシル基を有するという意味である。ＮＢＲ−Ｃとしては、例えばアクリロニトリルとブタジエンを約１０／９０〜５０／５０のモル比で共重合させた共重合ゴムの末端基をカルボキシル化したもの、あるいはアクリロニトリル、ブタジエンとアクリル酸、マレイン酸などのカルボキシル基含有重合性単量体の三元系共重合ゴムなどが挙げられる。具体的には、ＰＮＲ−１Ｈ（日本合成ゴム（株）製）、”ニポール”１０７２Ｊ、”ニポール”ＤＮ６１２、”ニポール”ＤＮ６３１（以上日本ゼオン（株）製）、”ハイカー”ＣＴＢＮ（ＢＦグッドリッチ社製）等がある。また、ＳＥＢＳ−ＣとしてはＭＸ−０７３（旭化成（株）製）が、ＳＢＳ−ＣとしてはＤ１３００Ｘ（シェルジャパン（株）製）が例示できる。
【００１４】
熱硬化性樹脂は耐熱性、高温での絶縁性、耐薬品性、接着剤層の強度等のバランスを実現するために必要である。熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、キシレン樹脂、フラン樹脂、シアン酸エステル樹脂、等公知のものが例示される。特に、エポキシ樹脂およびフェノール樹脂は絶縁性に優れるので好適である。
【００１５】
エポキシ樹脂は、１分子中に２個以上のエポキシ基を有するものなら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、レゾルシノール、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、シクロヘキサンエポキサイド等の脂環式エポキシ等が挙げられる。具体的には、ＹＤ−１２８（東都化成（株）製）、”エピコート”８２８、”エピコート”１８０（油化シェルエポキシ（株）製）等が例示できる。さらに、難燃性付与のために、ハロゲン化エポキシ樹脂、特に臭素化エポキシ樹脂を用いることも有効である。この際、臭素化エポキシ樹脂のみでは難燃性の付与はできるものの接着剤の耐熱性の低下が大きくなるため非臭素化エポキシ樹脂との混合系とすることがさらに有効である。臭素化エポキシ樹脂の例としては、テトラブロモビスフェノールＡとビスフェノールＡの共重合型エポキシ樹脂、あるいは”ＢＲＥＮ”−Ｓ（日本化薬（株）製）等の臭素化フェノールノボラック型エポキシ樹脂が挙げられる。これらの臭素化エポキシ樹脂は臭素含有量およびエポキシ当量を考慮して２種類以上混合しても良い。
【００１６】
フェノール樹脂としては、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がいずれも使用できる。たとえば、フェノール、クレゾール、ｐ−ｔ−ブチルフェノール、ノニルフェノール、ｐ−フェニルフェノール等のアルキル置換フェノール、テルペン、ジシクロペンタジエン等の環状アルキル変性フェノール、ニトロ基、ハロゲン基、シアノ基、アミノ基等のヘテロ原子を含む官能基を有するもの、ナフタレン、アントラセン等の骨格を有するもの、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＳ、レゾルシノール、ピロガロール等の多官能性フェノールからなる樹脂が挙げられる。
【００１７】
熱硬化性樹脂の添加量は熱可塑性樹脂１００重量部に対して５〜４００重量部、好ましくは５０〜２００重量部である。熱硬化性樹脂の添加量が５重量部未満であると、高温での弾性率低下が著しく、半導体装置を実装した機器の使用中に半導体集積回路接続用基板の変形が生じるとともに加工工程において取り扱いの作業性に欠けるので好ましくない。熱硬化性樹脂の添加量が４００重量部を越えると弾性率が高く、熱膨張係数が小さくなり熱応力の緩和効果が小さいので好ましくない。
【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、トリエチルアミン、ベンジルジメチルアミン、α−メチルベンジルジメチルアミン、２−（ジメチルアミノメチル）フェノール、２，４，６−トリス（ジメチルアミノメチル）フェノールおよび１，８−ジアザビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７などの３級アミン化合物、３，３’５，５’−テトラメチル−４，４’−ジアミノジフェニルメタン、３，３’５，５’−テトラエチル−４，４’−ジアミノジフェニルメタン、３，３’−ジメチル−５，５’−ジエチル−４，４’−ジアミノジフェニルメタン、３，３’−ジクロロ−４，４’−ジアミノジフェニルメタン、２，２’３，３’−テトラクロロ−４，４’−ジアミノジフェニルメタン、４，４’−ジアミノジフェニルスルフィド、３，３’−ジアミノベンゾフェノン、３，３’−ジアミノジフェニルスルホン、４，４’−ジアミノジフェニルスルホン、３，４’−ジアミノジフェニルスルホン、４，４’−ジアミノベンゾフェノン、３，４，４’−トリアミノジフェニルスルホン等の芳香族ポリアミン、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、トリフェニルホスフィン、トリメチルホスフィン、トリエチルホスフィン、トリブチルホスフィン、トリ（ｐ−メチルフェニル）ホスフィンおよびトリ（ノニルフェニル）ホスフィンなどの有機ホスフィン化合物等が使用できる。これらを単独または２種以上混合しても良い。添加量は接着剤組成物１００重量部に対して０．１〜５０重量部であると好ましい。
【００１９】
また、硬化剤として、シランカップリング剤を併用することもできる。シランカップリング剤は、ケイ素に有機マトリックスと親和もしくは結合可能な有機官能基と無機材料と結合可能な加水分解基を持った構造している。有機官能基としては、アルキル基、フェニル基、アミノ基、エポキシ基、ビニル基、メタクリロキシ基、メルカプトキシ基等があり、一般的には炭素数１〜６のアルキレン基を介してケイ素原子と結合している。また、有機官能基はエポキシ基、アミノ基を有しているものが反応性がよく、接着剤の耐リフロー性に優れ、好ましい。具体的には、有機官能基がアミノ基の場合、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピル−トリス（β−メトキシ−エトキシ−エトキシ）シラン、Ｎ−メチル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−（β−アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、 Ｎ−（β−アミノエチル）−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、トリアミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−４，５ジヒドロキシイミダゾールプロピルトリエトキシシランが挙げられる。有機官能基がエポキシ基の場合、β−３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシランが挙げられる。
【００２０】
以上の成分以外に、接着剤組成物のワイヤーボンディング時における変形を抑制し、かつ膜強度を向上させる目的で無機粒子成分を添加する。無機粒子成分の粒径については、分散性および塗工性、耐リフロー性等の観点から、最大粒径１０μｍ以下が好ましく、さらに好ましくは最大粒径５μｍ以下である。また平均粒径０．１μｍを越えて２μｍ以下が好ましく、さらに好ましくは、平均粒径０．１μｍを越えて１μｍ以下である。平均粒径が２μｍを越えると、接着剤組成分中の粒子の分散が劣り、膜強度向上効果も低くなることから要求特性を満たさない。また、最大粒径１０μｍを越えると、被着体への接着剤埋まり込みを悪化させ、接着強度、耐リフロー性が低下する。平均粒径が０．１μｍ以下であると接着剤製造工程中での接着剤塗料中で粒子の凝集が起こりやすく、均一な分散状態にすることが困難で、目的とする効果が得られない。なお、平均粒径、最大粒径は、レーザー回折／散乱式粒子径分布測定装置、動的光散乱式粒径分布測定装置などを用いて測定することができる。また、硬化後の接着剤層断面のＴＥＭ（透過型電子顕微鏡）観察により、接着剤層中に含有する粒子径を調べることもできる。
【００２１】
また、特に耐リフロー性の点より、半田リフロー時の２５０〜２６０℃といった温度で分解が生じないもの、具体例としては、シリカ、アルミナ、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛、三酸化アンチモン、五酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化チタン、酸化鉄、酸化コバルト、酸化クロム、タルク等の金属酸化物、アルミニウム、金、銀、ニッケル、鉄、等の金属微粒子、あるいはカーボンブラック、ガラスが挙げられる。これらを単独または２種以上混合して用いても良い。
【００２２】
中でも熱分解温度が３００℃を大きく超える点、接着剤シートの流動性を調整しやすい点、粒径の安定性からシリカが特に好ましい。粒子形状、結晶性は特に制限はされず、破砕系、球状、鱗片状などが用いられるが、塗料への分散性の良さ、接着剤組成物の接着強度・膜強度等が優れ、かつ熱膨張係数の低下効果が大きい、溶融球状シリカが好ましく用いられる。ここでいう溶融シリカとは、真比重２．３の非晶性シリカを意味する。この溶融シリカの製造は、必ずしも溶融状態を経る必要はなく、例えば結晶性シリカを溶融する方法および各種原料から合成する方法などが挙げられる。
【００２３】
無機粒子の配合量は、接着剤組成物全体の２５重量％以上５０重量％以下が好ましく、３０重量％以上４５重量％以下がさらに好ましい。２５重量％未満であると、目的である熱硬化済み接着剤のレジンフローが大きくなり、好ましくない。また、５０重量部を超えるとレジンフローは小さくなるが、被着体への接着強度が低下する。
【００２４】
また、実装後の信頼性向上のため、粒子の純度は９９％を越え、好ましくは９９．８％を越え、さらに好ましくは９９．９％を越えることが好ましい。純度９９％以下であると、ウラン、トリウム等の放射線不純物により放出されるα線により、半導体素子のソフトエラーが生じやすくなる。また、これらの無機粒子に耐熱性、接着強度等の向上のため、シランカップリング剤等を用いて、表面処理を施しても良い。
【００２５】
本発明の半導体装置用接着剤シートは、本発明の半導体装置用接着剤組成物から作成され、熱硬化済みの該接着剤組成物が、圧着温度１５０℃、圧着圧力３５ＭＰａ、圧着時間５分の圧着におけるレジンフロー測定において、レジンフローが１２０％以下であることが好ましく、さらに好ましくは１１０％以下である。レジンフローが１２０％を越えると、半導体パッケージ加工時における通常のボンディング温度１５０℃付近において、ＴＡＢテープとリードフレームを接着している接着剤層が柔らかくなり、変形しやすくなることからボンディングパッドが凹み、ボンディングが出来ない問題が生じ、好ましくない。熱硬化済みの接着剤のレジンフローは以下の方法により求めた。直径６ｍｍ、厚さ１００μｍの接着剤単膜を、ガラス板／接着剤／銅板の構成となるようにラミネートを行った後、ポストキュアを行う。次いでこのサンプルを圧着温度１５０℃、圧着圧力３５ＭＰａ、圧着時間５分の条件下で圧着する。圧着によって接着剤単膜が変形するので、その変形量を圧着前の直径６ｍｍに対する圧着後の直径から以下の式を用いて算出し、これをレジンフロー［％］とする。
レジンフロー（％）＝（圧着後の直径／圧着前の直径６ｍｍ）×１００。
【００２６】
また本発明の接着剤組成物は、熱硬化済みの該接着剤組成物の１５０℃における貯蔵弾性率が３ＭＰａ以上、さらに好ましくは５ＭＰａ以上であることが好ましい。３ＭＰａ未満であると接着剤の膜強度が低く、高温時の接着剤変形が大きくなり、ワイヤーボンディングに好ましくない。ワイヤーボンディングには、貯蔵弾性率が大きい方が好ましいが、接着強度、耐リフロー性、応力緩和効果の点から１００ＭＰａ以下であることが好ましい。なお、貯蔵弾性率測定は、引っ張りモードの動的粘弾性測定装置にて周波数１Ｈｚ、昇温速度５℃／分、温度測定範囲−７０〜３００℃で測定を行う。
【００２７】
本発明の接着剤層の厚みは、接着強度、レジンフロー、貯蔵弾性率との関係で適宜選択できるが、１０μｍ以上２５０μｍ以下が好ましく、さらに好ましくは１２μｍ以上１５０μｍ以下である。
【００２８】
本発明の半導体装置用接着剤シートは、有機絶縁性フィルムの少なくとも一方の面に本発明の組成物からなる接着剤層が形成されたものであれば良く、接着剤層の両面に有機絶縁性フィルムを有している態様も含む。用いられる有機絶縁性フィルムは大きく分けて２通りあり、基材として用いられる場合と保護層として用いられる場合とで以下のような材料が挙げられる。
【００２９】
有機絶縁性フィルムを基材として用いられた場合を以下に示す。銅箔等の金属板を、本発明の接着剤層により有機絶縁性フィルムへ貼り合わせ、銅箔をエッチングすることによりパターン形成をすると、配線基板として用いることができる。このときの有機絶縁性フィルムは、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１０〜１２５μｍの可撓性を有する絶縁性フィルムが用いられる。
【００３０】
次に有機絶縁性フィルムを接着剤の保護層（以下、保護フィルムともいう）の役割として用いる場合を以下に示す。本発明の半導体装置用接着剤シートは、接着剤層の保護のために、少なくとも片面、必要であれば両面に保護層を有することは構わない。保護層の材料は、絶縁体層および導体パターンからなる配線基板層（ＴＡＢテープ等）、あるいは導体パターンが形成されていない層（リードフレーム、ヒートスプレッター等）に接着剤層を貼り合わせる前に、接着剤層の形態および機能を損なわず、また必要に応じ剥離できれば特に限定されない。その具体例はポリエステル、ポリオレフィン、ポリフェニレンスルフィド、ポリ塩化ビニル、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニル、ポリビニルブチラール、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリイミド、ポリメチルメタクリレート等のプラスチックフィルム、これらにシリコーン、アルキッド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂あるいは含フッ素化合物等の離型剤のコーティング処理を施したフィルム、あるいはこれらのフィルムをラミネートした紙やこれらフィルムの積層体、離型性のある樹脂を含浸あるいはコーティング処理した紙等が挙げられる。また、サンドマット加工フィルムも挙げられる。これはフィルム表面を微粒子吹きつけなどにより、微小の凹凸を付けたもので、離型性を凹凸レベルにより調節できる。これらの保護フィルムの中で、特に本発明で好ましく用いられるものは離型性の調節に優れる、シリコーンあるいは含フッ素化合物等の離型処理を施したフィルムである。さらに好ましくは、前述の離型処理が施されたポリエステルフィルムが耐熱性の点で優れている。
【００３１】
また、特に図３のように接着剤層の両面に保護フィルムを有する場合は、それぞれの保護フィルムの接着剤層に対する剥離力をＦ１、Ｆ２（Ｆ１＞Ｆ２）としたとき、Ｆ１−Ｆ２は好ましくは５Ｎ／ｍ以上、さらに好ましくは１０Ｎ／ｍ以上が必要である。Ｆ１−Ｆ２が５Ｎ／ｍより小さい場合は、剥離面がいずれの保護フィルム側になるかが安定せず、使用上問題となるので好ましくない。また、剥離力Ｆ１、Ｆ２はいずれも１〜２００Ｎ／ｍ、好ましくは３〜１５０Ｎ／ｍ、さらに好ましくは３〜１００Ｎ／ｍである。１Ｎ／ｍより小さい場合は保護フィルムの脱落が生じ、２００Ｎ／ｍを越えると剥離が困難になり好ましくない。
【００３２】
保護フィルムは、加工時に視認性が良いように顔料による着色が施されていても良い。これにより、先に剥離する側の保護フィルムが簡便に認識できるため、誤使用を避けることができる。
【００３３】
また、本発明における接着剤シートは、銅箔や補強板等の被着体へ貼り合わせ時に気泡を噛み込むとリフロー時の膨れ原因にもなり好ましくない。したがって接着剤自体の粘着性を下げるため、接着剤層の片面、必要であれば両面が粗面化されていても構わない。この方法によれば、接着剤層自体の粘着性が高くても粗面化することで、貼り合わせる対象物への接点が分散されることにより粘着性が低減される。接着剤の粗面化の方法は、特に限定されるものではないが、次の例が挙げられる。接着剤組成物が溶解された塗液をフィルム上に塗布、乾燥し、半硬化状態の接着剤シートを作製する際、接着剤組成物が塗布されるフィルムの表面形状に凹凸があれば、その凹凸が接着剤シート表面に転写され、粗面化できる。例えばエンボス加工やサンドマット加工されたフィルムであれば良い。また、作製された接着剤シートの保護フィルムに凹凸のあるフィルムを用い、ラミネートすれば同様に凹凸が接着剤シート表面に転写される。ただし、フィルム表面の凹凸に接着剤が埋まり込むことより、実際の使用の際、フィルムを剥がしにくくなることがある。このため、特に本発明で好ましく用いられるフィルムは、シリコーンあるいは含フッ素化合物等の離型処理を施したフィルムである。その他にも、接着剤シートを凹凸のあるゴムロールなどで粗面化することもできる。
【００３４】
また、本発明の接着剤層に、低粘着な接着剤層を薄く積層して粘着性を下げる手法と粗面化を組み合わせることで、より低粘着な接着剤シートにすることもできる。低粘着な接着剤層の具体的な例としては、無機粒子を増量した組成から成る接着剤、もしくは薄厚の接着剤シートを加熱エージングをかけることで粘着性をコントロールしたものなどが挙げられる。
【００３５】
次に、本発明の半導体装置用接着剤シートおよびそれを用いた半導体集積回路接続用基板の製造方法、半導体装置の製造方法の例について説明する。
（１）半導体装置用接着剤シートの作成：本発明の接着剤組成物を溶剤に溶解した塗料を、両面ともに離型処理を行ったポリエステルフィルム上に塗布、乾燥することで半硬化、すなわちＢステージ状態の接着剤を得る。接着剤層の膜厚は１０〜１００μｍ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、メチルエチルケトン、メチルエチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）等のケトン系、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルアセトアミド、Ｎメチルピロドリン等の非プロトン系極性溶剤単独あるいは混合物が好適である。
【００３６】
塗工、乾燥した接着剤層上にさらに高い離型性を有するポリエステルあるいはポリオレフィン系の保護フィルムをラミネートして、本発明の接着剤シートを得る。さらに接着剤厚みを増す場合は、接着剤シートを複数回積層すればよく、場合によってはラミネート後に、例えば４０〜１００℃で１〜２００時間程度エージングして硬化度を調整してもよい。図３に本発明で得られた半導体装置用接着剤シートの形状を例示する。保護フィルム１３を接着剤層１４の両面に有している。
【００３７】
（２）接着剤付きＴＡＢテープの作成：ポリイミドフィルム上に接着剤層および保護フィルム層を積層した３層構造のＴＡＢテープを下記（ａ）〜（ｄ）の工程により加工する。（ａ）スプロケットおよびデバイス孔の穿孔、（ｂ）銅箔との熱ラミネート、（ｃ）スズまたは金メッキ処理を施す。以上のようにして、パターン付きＴＡＢテープを得る。そのＴＡＢテープ裏面のポリイミドフィルム面に上記（１）作成した半導体装置用接着剤シートの片面の保護フィルムを剥がした後にラミネートする。貼り合わせ条件は温度２０〜２００℃、圧力０．１〜５ＭＰａが好適である。また、半導体装置の形状によって、適宜打ち抜き、切断加工が施される。
【００３８】
（３）半導体装置の作成：（２）で得られた部品（接着剤付きＴＡＢテープ）から保護フィルムを剥がし、適宜成型したリードフレームに貼り合わせる。リードフレームに用いられる金属としては、４２アロイ、銅が好適で、厚さ０．０５〜０．５ｍｍが通常である。貼り合わせ条件は、温度２０〜２００℃、圧力０．１〜５ＭＰａが好適である。最後に熱風オーブン内で接着剤層の加熱硬化のため、８０〜２００℃で１５〜１８０分程度のポストキュアを行う。
【００３９】
図２に本発明の接着剤組成物が用いられる半導体装置の一態様の断面図を示す。ポストキュアを行った後、半導体チップ６をリードフレーム９上にダイボンディングし、半導体チップとＴＡＢテープ１０間、ならびにＴＡＢテープとリードフレーム間をワイヤボンディング７する。次いで、封止樹脂１２による封止工程を経て半導体装置を作成する。
【実施例】
【００４０】
以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって何ら限定されるものではない。まず、実施例および比較例で用いた評価方法について説明する。
【００４１】
＜１＞接着強度
０．３５ｍｍ厚の純銅板上に厚み５０μｍの接着剤シートを１３０℃、１ＭＰａの条件でラミネートした。その後、ポリイミドフィルム（７５μｍ：宇部興産（株）製「ユーピレックス７５Ｓ」）を先の純銅板上にラミネートした接着剤シート面に１３０℃、１ＭＰａの条件でさらにラミネートした後、エアオーブン中で、１００℃、１時間、１５０℃、１時間の順次ポストキュアを行い、評価用サンプルを作成した。ポリイミドフィルムを５ｍｍ幅にスリットした後、５ｍｍ幅のポリイミドフィルムを９０°方向に５０ｍｍ／分の速度で剥離し、その際の接着力を測定した。接着強度としては、加工性、ハンドリング性、半導体装置の信頼性の観点より、１０Ｎ／ｃｍ以上であることが好ましい。
【００４２】
＜２＞耐リフロー性
上記＜１＞の方法で作成したポストキュア済みサンプルを３０ｍｍ角に切断したものを１０個片準備する。そのサンプルを１２５℃、１２時間の加熱乾燥させた後に３０℃、７０％ＲＨの条件下、１６８時間吸湿させた後、すみやかに最高温度２６０℃、１０秒のＩＲリフローにかけ、その剥離状態を超音波短傷機により観察した。この試験で剥離が生じたサンプルが１０個片中何個あるかを調べた。
【００４３】
＜３＞レジンフロー
直径６ｍｍ、厚さ１００μｍのＢステージ状の接着剤を、ガラス板／接着剤／銅板の構成となるように１３０℃、１ＭＰａの条件でラミネートを行った後、１００℃、１時間、１５０℃、１時間のポストキュアを行う。次いでこのサンプルを圧着温度１５０℃、圧着圧力３５ＭＰａ、圧着時間５分の条件下で圧着する。以下の式に基づいて、レジンフローを算出した。
レジンフロー（％）＝（圧着後の直径／圧着前の直径６ｍｍ）×１００。
【００４４】
＜４＞貯蔵弾性率測定
厚さ１００μｍのＢステージ状の接着剤単膜を、１００℃、１時間、１５０℃、１時間のポストキュアを行った。このサンプルを引っ張りモードの動的粘弾性測定装置（ＲＨＥＯＶＩＢＲＯＮ−ＤＤＶ−ＩＩ／ＩＩＩ−ＥＡ、（株）オリエンテック製）にて周波数１Ｈｚ、昇温速度５℃／分、温度測定範囲−７０〜３００℃で測定を行った。
【００４５】
＜５＞ワイヤーボンディング加工性
ポリイミドフィルム厚み２５μｍ、銅箔厚み１２μｍで導体幅５０μｍ、導体間距離５０μｍの模擬パターンを形成したＴＡＢテープを準備する。ＴＡＢテープのパターン裏面、すなわちポリイミドフィルム側に乾燥後厚さ５０μｍになるよう、接着剤組成物を１３０℃、１ＭＰａの条件でラミネートを行い、次いで０．３５ｍｍ厚の純銅板上に、ＴＡＢテープ／接着剤／純銅板の構成となるように、１３０℃、１ＭＰａの条件でさらにラミネートを行った。最後にエアオーブン中で、１００℃、１時間、１５０℃、１時間のポストキュアを行い、評価用サンプルとした。本ＴＡＢテープの導体パターン上に金ワイヤーでボンディングを行い、その可否を調べた。ボンディング条件については、金ワイヤー径２５μｍ、金ワイヤーキャピラリーのホール径３５μｍ、外径１４０μｍ、ボンディング温度１５０℃、超音波出力２．０Ｗ、超音波印可時間０．１秒、ボンド加重０．５Ｎで行った。
【００４６】
参考例１（ポリアミド樹脂の合成）
酸としてダイマー酸ＰＲＩＰＯＬ１００９（ユニケマ社製）およびアジピン酸を用い、酸／アミン比を等量で、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、１４０℃、１時間、２０５℃、１．５時間撹拌加熱を行った。２ＫＰａの真空下で、０．５時間保持、放冷させた。最後に酸化防止剤を添加し、重量平均分子量２００００、酸価１０のポリアミド樹脂を得た。
【００４７】
実施例１
下記熱可塑性樹脂、エポキシ樹脂およびその他添加剤を、それぞれ表１に示した組成比となるように配合し、濃度２８重量％となるようにＤＭＦ（ジメチルホルムアミド）／モノクロルベンゼン／ＭＩＢＫ（メチルエチルイソブチルケトン）混合溶媒に４０℃で撹拌、溶解して接着剤溶液を作成した。
Ａ．熱硬化性樹脂
１．ｏ−クレゾールノボラック型エポキシ樹脂（油化シェルエポキシ（株）製、”エピコート”１８０、エポキシ当量：２００）
２．ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（油化シェルエポキシ（株）製、”エピコート”８２８、エポキシ当量：１８６）
Ｂ．熱可塑性樹脂
１．ＳＥＢＳ−Ｃ（旭化成（株）製、ＭＸ−０７３）
２．参考例で作製したダイマー酸ポリアミド
Ｃ．無機粒子
１．平均粒径１．６μｍ、最大粒径７μｍの球状シリカ（（株）アドマテックス製、ＳＯ−Ｃ５）
２．平均粒径０．７μｍ、最大粒径３μｍの球状シリカ（（株）トクヤマ製、ＳＥ−１）
３．平均粒径０．２μｍ、最大粒径１．５μｍの球状シリカ（（株）アドマテックス製、ＳＯ−Ｃ１）
４．平均粒径５μｍ、最大粒径１５μｍの球状シリカ（富士シリシア化学（株）製、サイリシア７４０）
５．平均粒径０．０４μｍ、最大粒径０．２μｍの球状シリカ（日本アエロジル（株）製、ＯＸ５０）
Ｄ．フェノール樹脂
フェノールノボラック樹脂（水酸基当量：１０７、群栄化学工業（株）製、ＰＳＭ４２６１）
Ｅ．添加剤
１．４，４’−ジアミノジフェニルスルホン
２．γ−アミノプロピルトリエトキシシラン
３．２−ヘプタデシルイミダゾール
これらの接着剤溶液をバーコータで、両面ともシリコーン処理された厚さ７５μｍのポリエステルフィルム（以下、ポリエステルフィルム１という）に、５０μｍの乾燥厚さとなるように塗布し、１００℃、１分および１５０℃で５分間乾燥し、その上にポリエステルフィルム１より剥離力が低いポリエステルフィルム（以下、ポリエステルフィルム２という）をラミネートしながらロール上に巻き取り、Ｂステージ状の接着剤厚さ５０μｍの接着剤シートを作製した。得られた接着剤シートは図３に示された構造を有する。
【００４８】
実施例２〜６、比較例１〜５
表１記載の組成で上記実施例１と同様に作製した。
【００４９】
【表１】
2005247953.tif 000002
【００５０】
表１の実施例および比較例の結果から明らかなように、本発明により得られた半導体装置用接着剤シートは、接着強度、耐リフロー性、ワイヤーボンディング加工性、いずれにも優れていることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】ＬＯＣ（ｌｅａｄ ｏｎ ｃｈｉｐ）の半導体装置断面図。
【図２】本発明の半導体装置用接着剤シートを用いて加工した半導体装置断面図。
【図３】本発明の半導体装置用接着剤シートの一態様の断面図。
【符号の説明】
【００５２】
１、６    半導体集積回路（半導体チップ）
２、７    ボンディングワイヤー
３、１１  半導体用接着フィルム
４、９    リードフレーム
５、１２  封止樹脂
８、１４  本発明の接着剤組成物より構成される接着剤層
１０      ＴＡＢテープ（ポリイミドフィルム基板）
１３      保護フィルム（保護層）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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