(57)【要約】【課題】半導体装置において、低温接着可能な半導体用接着フィルム付きリードフレームを提供する。【解決手段】  リードに、  ガラス転移温度が２００℃以上の支持フィルムの両面に接着剤層を設けた三層構造の接着フィルムであり、  その接着剤層が、（Ａ）ガラス転移温度が１３０〜３００℃の耐熱熱可塑性樹脂、（Ｂ）エポキシ樹脂及び（Ｃ）エポキシ樹脂硬化剤としてトリスフェノール系化合物を含有してなる半導体用接着フィルムであって、前記三層構造の接着フィルムの吸水率が３重量％以下、はみ出し長さが２ｍｍ以下である半導体用接着フィルムを貼り付けた半導体用接着フィルム付きリードフレーム。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
リードに、
ガラス転移温度が２００℃以上の支持フィルムの両面に接着剤層を設けた三層構造の接着フィルムであり、
その接着剤層が、（Ａ）ガラス転移温度が１３０〜３００℃の耐熱熱可塑性樹脂、（Ｂ）エポキシ樹脂及び（Ｃ）エポキシ樹脂硬化剤としてトリスフェノール系化合物を含有してなる半導体用接着フィルムであって、前記三層構造の接着フィルムの吸水率が３重量％以下、はみ出し長さが２ｍｍ以下である半導体用接着フィルム
を貼り付けた半導体用接着フィルム付きリードフレーム。
【請求項２】
耐熱熱可塑性樹脂が、はみ出し長さが２ｍｍ以下である請求項１記載の半導体用接着フィルム付きリードフレーム。
【請求項３】
耐熱熱可塑性樹脂が、吸水率が３重量％以下である請求項１記載の半導体用接着フィルム付きリードフレーム。
【請求項４】
接着剤層が、耐熱熱可塑性樹脂（Ａ）１００重量部、エポキシ樹脂（Ｂ）１〜１００重量部及びエポキシ樹脂硬化剤（Ｃ）０．０２〜１２０重量部含有してなる請求項１記載の半導体用接着フィルム付きリードフレーム。
【請求項５】
耐熱熱可塑性樹脂（Ａ）が、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエステルイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂又はポリアミド樹脂である請求項１記載の半導体用接着フィルム付きリードフレーム。
【請求項６】
エポキシ樹脂硬化剤（Ｃ）が、下記一般式（ａ）
【化１】
2007227950.tif 000012
（式中、Ｒ1〜Ｒ10はそれぞれ独立に水素、炭素数１〜１０のアルキル基、炭素数５〜１０のシクロアルキル基、フェニル基又は水酸基を示し、Ｄは４価の有機基を示す。）
で表されるトリスフェノール化合物である請求項１記載の半導体用接着フィルム付きリードフレーム。
【請求項７】
一般式（ａ）中のＤが
【化２】
2007227950.tif 000013
である請求項５記載の半導体用接着フィルム付きリードフレーム。
【請求項８】
一般式（ａ）中のＲ5が水素又は炭素数１〜１０のアルキル基である請求項７記載の半導体用接着フィルム付きリードフレーム。
【請求項９】
一般式（ａ）中の≡Ｄ―Ｒ5が
【化３】
2007227950.tif 000014
である請求項８記載の半導体用接着フィルム付きリードフレーム。
【請求項１０】
支持フィルムが、ポリイミド、ポリアミド、ポリサルフォン、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアリレート及びポリカーボネートからなる群から選ばれる絶縁性耐熱性樹脂フィルムである請求項１記載の半導体用接着フィルム付きリードフレーム。
【請求項１１】
リードフレームと半導体素子とを請求項１記載の半導体用接着フィルムを介して接着させてなる半導体装置。
【請求項１２】
リードフレームと半導体素子とを請求項２記載の半導体用接着フィルムを介して接着させてなる半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体用接着フィルム、半導体用接着フィルム付きリードフレーム及びこれを用いた半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体チップは高機能大容量化によって大型化しているが、これを収納するパッケージの大きさはプリント回路設計上の制約、電子機器小型化の要求などから、小さな外形を要求されている。この傾向に対応して、半導体チップの高密度化と高密度実装に対応した新しい実装方式がいくつか提案されている。中でも、メモリー素子に提案されているチップの上にリードを接着するＬＯＣ構造によると、チップ内配線やワイヤーボンディングの合理化、配線短縮による信号高速化とパッケージサイズの小型化を図ることができる。
この新しい実装形態では、半導体チップとリードフレームといった異種材料の接着界面が存在し、その接着信頼性が半導体パッケージの信頼性に非常に大きな影響を与える。パッケージ組立作業時の工程温度に耐える信頼性、接着作業性は勿論のこと、吸湿時、湿熱時等の接着信頼性から起因する基板実装時のはんだリフローによるパッケージクラックが起きないということも重要な項目である。
【０００３】
従来、これらの接着にはペースト状の接着剤や、耐熱性基材に接着剤を塗布したものが使用されてきた。その方法の一つとして、ポリイミド樹脂を用いたホットメルト型の接着剤フィルムが提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３参照）。しかしながら、ホットメルト型の接着剤は、接着剤樹脂のＴｇが高いために接着に要する温度が非常に高くなり、半導体チップや特に銅製リードフレームのような被着材に熱損傷を与えるおそれが大きい。また、低温接着性を付与するためにＴｇを下げれば、耐熱信頼性に劣り、接着剤樹脂固有の弾性率が高く、基板実装時のはんだリフローによる熱履歴によって発生するチップとリードフレーム間の熱応力を緩和できずにパッケージクラックが発生するといった問題がある。
【特許文献１】特開平５−１０５８５０号公報
【特許文献２】特開平５−１１２７６０号公報
【特許文献３】特開平５−１１２７６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、半導体装置において、低温接着可能な半導体用接着フィルムを提供するものである。
また、本発明は、この半導体用接着フィルムを打ち抜きによってリードフレームの所定位置に貼り付けた半導体用接着フィルム付きリードフレームを提供するものである。
また、本発明は、この半導体用接着フィルムを介してリードフレームと半導体素子とを接着させてなる信頼性に優れた半導体装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、低温接着性と半導体装置の耐リフロークラック性を両立できる半導体用接着フィルムの開発を進めた結果、その接着剤層に特定の特性を持った耐熱熱可塑性樹脂と、エポキシ樹脂及びエポキシ樹脂硬化剤としてトリスフェノール系化合物を含有する接着剤を用いることで、前記問題を解決できることを見出し、本発明に至った。
【０００６】
すなわち、本発明は、支持フィルムの両面に接着剤層を設けた三層構造の接着フィルムにおいて、その接着剤層が、（Ａ）ガラス転移温度が１３０〜３００℃、吸水率が３重量％以下、はみ出し長さが２ｍｍ以下の耐熱熱可塑性樹脂、（Ｂ）エポキシ樹脂及び（Ｃ）エポキシ樹脂硬化剤としてトリスフェノール系化合物を含有してなる半導体用接着フィルム（第１の発明の接着フィルム）に関する。
【０００７】
また、本発明は、支持フィルムの両面に接着剤層を設けた三層構造の接着フィルムにおいて、その接着剤層が、（Ａ）ガラス転移温度が１３０〜３００℃の耐熱熱可塑性樹脂、（Ｂ）エポキシ樹脂及び（Ｃ）エポキシ樹脂硬化剤としてトリスフェノール系化合物を含有してなる半導体用接着フィルムであって、前記三層構造の接着フィルムの吸水率が３重量％以下、はみ出し長さが２ｍｍ以下である半導体用接着フィルム（第２の発明の接着フィルム）に関する。
【０００８】
また、本発明は、リードフレームに上記の半導体用接着フィルムを貼り付けた半導体用接着フィルム付きリードフレームに関する。
【０００９】
また、本発明は、上記の半導体用接着フィルムを用いて、半導体用接着フィルム付きリードフレームと半導体素子とを接着させてなる半導体装置に関する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の半導体用接着フィルムは低温接着可能で、特に銅製リードフレームを用いた接着フィルム付きリードフレームの製造に有用である。また、この接着フィルム付きリードフレームを用いて製造された半導体装置は耐リフロークラック性に優れ、高い信頼性を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
第１の発明の接着フィルムで用いる耐熱熱可塑性樹脂（Ａ）は、ガラス転移温度が１３０〜３００℃、吸水率が３重量％以下、はみ出し長さが２ｍｍ以下の耐熱性樹脂とされ、そのためには、ポリイミド樹脂及びポリアミド樹脂を用いることが好ましい。ここで、ポリイミド樹脂とは、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエステルイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂等のイミド基を有する樹脂を意味する。
ガラス転移温度がこの範囲をはずれたり、吸水率が３重量％を超えたり、はみ出し長さが２ｍｍを超えたりすると、本発明の半導体用接着フィルムを用いて製造される半導体装置の耐リフロークラック性が低下することがある。
【００１２】
本発明に使用される耐熱熱可塑性樹脂のガラス転移温度は、好ましくは１８０〜２５０℃とされる。吸水率は、好ましくは２．５重量％以下、より好ましくは２．０重量％以下である。また、はみ出し長さは、好ましくは１ｍｍ以下、より好ましくは０．５ｍｍ以下である。
【００１３】
ここで、耐熱熱可塑性樹脂の吸水率は、耐熱熱可塑性樹脂のフィルムを１３０℃で１時間乾燥して重量を測定した後、２５℃の蒸留水中に２４時間浸漬して重量を測定し、{（浸漬後の重量−浸漬前の重量）／浸漬前の重量}×１００（％）として求めることができる。耐熱熱可塑性樹脂のはみ出し長さとは、耐熱熱可塑性樹脂からなる１９ｍｍ×５０ｍｍ、厚さ２５μｍのフィルムを３５０℃、３ＭＰａ、１分の条件で加熱圧着した際に、もとのフィルム長辺から直角方向にはみ出た樹脂の長さを長辺方向の中央部で測定したものとした。
【００１４】
また、第２の発明の接着フィルムにおいて用いる耐熱熱可塑性樹脂（Ａ）は、上記第１の発明と同様の理由により、ガラス転移温度が１３０〜３００℃である。使用しうる耐熱熱可塑性樹脂（Ａ）の具体例、及び好ましい例も、第１の発明について記載したと同様である。第２の発明の接着フィルムでは、耐熱熱可塑性樹脂自体の吸水率及びはみ出し長さではなく、支持フィルムの両面に接着剤層を設けた三層構造の半導体用接着フィルムとして、吸水率が３重量％以下、はみ出し長さが２ｍｍ以下であると規定する。それぞれの好ましい範囲は、上記の第１の発明と同様である。
【００１５】
なお、第２の発明における接着フィルムの吸水率は、耐熱熱可塑性樹脂（Ａ）のフィルムの代わりに三層構造の接着フィルムを用いたこと以外は第１の発明について記載したと同様の方法で測定することにより、求めることができる。また、第２の発明における接着フィルムのはみ出し長さは、耐熱熱可塑性樹脂（Ａ）のフィルムの代わりに三層構造の接着フィルムを用い（即ち、接着フィルムの厚さに制限はない）、それを上記と同様の大きさ（１９ｍｍ×５０ｍｍ）に切断し、第１の発明について記載したと同様の方法の測定を行なうことにより求めることができる。
【００１６】
本発明の半導体用接着フィルムとしては、上記の第１の発明の特徴と、第２の発明の特徴を兼ね備えることが好ましい。
【００１７】
以下、第１の発明の接着フィルム、第２の発明の接着フィルム、それらを用いた半導体用接着フィルム付きリードフレーム及び半導体装置について説明する。
本発明の接着フィルムに含まれるエポキシ樹脂は、分子内に少なくとも２個のエポキシ基を有するものであれば特に制限はない。下記の式（１）〜（３）で表される化合物等がある。
【００１８】
【化１】
2007227950.tif 000002
（式中、Ｚ1は２価の有機基、Ｚ2は４価の有機基、Ｚ3は３価の有機基を示す。）
【００１９】
このようなエポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールＡジグリシジルエーテル、ビスフェノールＦジグリシジルエーテル、ビスフェノールＡＤジグリシジルエーテル、ビスフェノールＳジグリシジルエーテル、２，６−キシレノールジグリシジルエーテル、水添加ビスフェノールＡジグリシジルエーテル、１，４−シクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテル、オキシジフェノールジグリシジルエーテル、エチレンオキサイド付加体ビスフェノールＡジグリシジルエーテル、プロピレンオキサイド付加体ビスフェノールＡジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、１，６−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、フェノールノボラック樹脂のグリシジルエーテル、クレゾールノボラック樹脂のグリシジルエーテル、ナフタレン樹脂のグリシジルエーテル、３官能のグリシジルエーテル、４官能のグリシジルエーテル、ジシクロペンタジエンフェノール樹脂のグリシジルエーテル、ダイマー酸のグリシジルエステル、３官能のグリシジルアミン、４官能のグリシジルアミン、ナフタレン樹脂のグリシジルアミン、ポリサルファイド変性エポキシ樹脂、ポリブタジエン変性エポキシ樹脂等が挙げられる。これらに１官能エポキシ体が含まれていてもよい。
エポキシ樹脂としては、エポキシ当量が５０〜６００のものが好ましく、１５０〜５００のものがより好ましい。
【００２０】
本発明の接着剤層に含有されるエポキシ樹脂硬化剤は、分子内に３個のヒドロキシフェニル基を有するトリスフェノール系化合物である。そのようなトリスフェノール系化合物の好ましいものは下記一般式（ａ）で表される。
【００２１】
【化２】
2007227950.tif 000003
【００２２】
ただし、式（ａ）中、Ｒ1〜Ｒ10はそれぞれ独立に水素、炭素数１〜１０のアルキル基、炭素数５〜１０のシクロアルキル基、フェニル基又は水酸基を示す。Ｒ5としては、水素、炭素数１〜１０のアルキル基、炭素数５〜１０のシクロアルキル基又はフェニル基が好ましく、水素又は炭素数１〜１０のアルキル基がより好ましい。また、Ｄは４価の有機基を示す。４価の有機基Ｄの例を下記に示す。
【００２３】
【化３】
2007227950.tif 000004
【００２４】
一般式（ａ）中の≡Ｄ−Ｒ5のより具体的な例を下記に示す。
【００２５】
【化４】
2007227950.tif 000005
【００２６】
このようなトリスフェノール系化合物としては、例えば、４，４′，４″−メチリデントリスフェノール、４，４′−［１−［４−［１−（４−ヒドロキシフェニル）−１−メチルエチル］フェニル］エチリデン］ビスフェノール、４，４′，４″−エチリジントリス［２−メチルフェノール］、４，４′，４″−エチリジントリスフェノール、４，４′−［（２−ヒドロキシフェニル）メチレン］ビス［２−メチルフェノール］、４，４′−［（４−ヒドロキシフェニル）メチレン］ビス［２−メチルフェノール］、４，４′−［（２−ヒドロキシフェニル）メチレン］ビス［２，３−ジメチルフェノール］、４，４′−［（４−ヒドロキシフェニル）メチレン］ビス［２，６−ジメチルフェノール］、４，４′−［（３−ヒドロキシフェニル）メチレン］ビス［２，３−ジメチルフェノール］、２，２′−［（２−ヒドロキシフェニル）メチレン］ビス［３，５−ジメチルフェノール］、２，２′−［（４−ヒドロキシフェニル）メチレン］ビス［３，５−ジメチルフェノール］、４，４′−［（２−ヒドロキシフェニル）メチレン］ビス［２，３，５−トリメチルフェノール］、４，４′−［（２−ヒドロキシフェニル）メチレン］ビス［２，３，６−トリメチルフェノール］、４，４′−［（３−ヒドロキシフェニル）メチレン］ビス［２，３，６−トリメチルフェノール］、４，４′−［（４−ヒドロキシフェニル）メチレン］ビス［２，３，６−トリメチルフェノール］、４，４′−［（２−ヒドロキシフェニル）メチレン］ビス［２−シクロヘキシル−５−メチルフェノール］、４，４′−［（３−ヒドロキシフェニル）メチレン］ビス［２−シクロヘキシル−５−メチルフェノール］、４，４′−［（４−ヒドロキシフェニル）メチレン］ビス［２−シクロヘキシル−５−メチルフェノール］、４，４′−［（３，４−ジヒドロキシフェニル）メチレン］ビス［２−メチルフェノール］、４，４′−［（３，４−ジヒドロキシフェニル）メチレン］ビス［２，６−ジメチルフェノール］、４，４′−［（３，４−ジヒドロキシフェニル）メチレン］ビス［２，３，６−トリメチルフェノール］、４−［ビス（３−シクロヘキシル−４−ヒドロキシ−６−メチルフェニル）メチル］−１，２−ベンゼンジオール、４，４′−［（２−ヒドロキシフェニル）メチレン］ビス［３−メチルフェノール］、１，３，３−トリス（４−ヒドロキシフェニル）ブタン、４，４′−［（２−ヒドロキシフェニル）メチレン］ビス［２−イソプロピルフェノール］、４，４′−［（３−ヒドロキシフェニル）メチレン］ビス［２−イソプロピルフェノール］、４，４′−［（４−ヒドロキシフェニル）メチレン］ビス［２−イソプロピルフェノール］、２，２′−［（３−ヒドロキシフェニル）メチレン］ビス［３，５，６−トリメチルフェノール］、２，２′−［（４−ヒドロキシフェニル）メチレン］ビス［３，５，６−トリメチルフェノール］、４，４′−［（２−ヒドロキシフェニル）メチレン］ビス［２−シクロヘキシルフェノール］、４，４′−［（３−ヒドロキシフェニル）メチレン］ビス［２−シクロヘキシルフェノール］、４，４′−［１−［４−［１−（４−ヒドロキシ−３，５−ジメチルフェニル）−１−メチルエチル］フェニル］エチリデン］ビス［２，６−ジメチルフェノール］、４，４′，４″−メチリジントリス［２−シクロヘキシル−５−メチルフェノール］、４，４′−［１−［４−［１−（３−シクロヘキシル−４−ヒドロキシフェニル）−１−メチルエチル］フェニル］エチリデン］ビス［２−シクロヘキシルフェノール］、２，２′−［（３，４−ジヒドロキシフェニル）メチレン］ビス［３，５−ジメチルフェノール］、４，４′−［（３，４−ジヒドロキシフェニル）メチレン］ビス［２−（イソプロピル）フェノール］、２，２′−［（３，４−ジヒドロキシフェニル）メチレン］ビス［３，５，６−トリメチルフェノール］、４，４′−［（３，４−ジヒドロキシフェニル）メチレン］ビス［２−シクロヘキシルフェノール］、α，α′，α″−トリス（４−ヒドロキシフェニル）−１，３，５−トリイソプロピルベンゼン等がある。
【００２７】
本発明の接着フィルムに用いられる接着剤においては、耐熱熱可塑性樹脂１００重量部に対してエポキシ樹脂を好ましくは１〜１００重量部、より好ましくは２〜５０重量部用い、前記のエポキシ樹脂硬化剤を好ましくは０．０２〜１２０重量部、より好ましくは０．１〜８０重量部、更に好ましくは１〜２０重量部用いる。
エポキシ樹脂の使用量が１００重量部を超え、エポキシ樹脂硬化剤の使用量が１２０重量部を超えると、フィルム形成性が悪くなる傾向がある。また、エポキシ樹脂の使用量が１重量部未満及びエポキシ樹脂硬化剤の使用量が０．０２重量部未満では、低温での接着性が悪くなり接着不良となる。
【００２８】
本発明の接着フィルムに用いられる接着剤には、必要に応じて硬化促進剤を使用しても良く、エポキシ樹脂を硬化させるために用いられるものであれば特に制限はない。例えば、イミダゾール類、ジシアンジアミド誘導体、ジカルボン酸ジヒドラジド、トリフェニルホスフィン、テトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレート、２−エチル−４−メチルイミダゾールテトラフェニルボレート、１，８−ジアザビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７−テトラフェニルボレート等が用いられる。これらは、１種単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。硬化促進剤を使用する場合の添加量はエポキシ樹脂１００重量部に対し、保存安定性から通常５０重量部以下、例えば０．０１〜５０重量部、好ましくは２０重量部以下の範囲とされる。
【００２９】
また、本発明の接着フィルムに用いられる接着剤には、支持フィルムとの密着性を向上する目的で、カップリング剤を添加しても良く、例えば、γ−（２−アミノエチル）アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−（２−アミノエチル）アミノプロピルメチルジメトキシシラン、アミノシラン、γ−メタクリロ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トリメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、ヘキサメチルジシラザン、γ−アニリノプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン等のシランカップリング剤、及び、イソプロピルトリイソステアロイルチタネート、イソプロピルトリオクタノイルチタネート、イソプロピルトリドデシルベンゼンスルホニルチタネート、イソプロピルトリス（ジオクチルパイロホスフェート）チタネート等のチタネート系カップリング剤及びアセトアルコキシアルミニウムジイソプロピレート等のアルミニウム系カップリング剤等を使用することができる。
【００３０】
カップリング剤の添加量は、耐熱熱可塑性樹脂１００重量部に対して耐熱性、リードフレームとの接着性から０．５〜２０重量部にするのが好ましく、２〜１０重量部がより好ましい。
【００３１】
本発明において用いられる支持フィルムとしては、ポリイミド、ポリアミド、ポリサルフォン、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアリレート、ポリカーボネート等の絶縁性耐熱性樹脂フィルムが好ましく用いられる。支持フィルムの厚さは、特に制限するものではないが、通常５〜２００μｍが好ましく、２０〜７５μｍがより好ましい。
【００３２】
支持フィルムのガラス転移温度としては、本発明で用いられる接着剤のガラス転移温度より高いものを使用することが好ましく、好ましくは２００℃以上、より好ましくは２５０℃以上のものが使用される。支持フィルムの吸水率は、好ましくは３重量％以下、より好ましくは２重量％以下のものが使用される。
本発明に用いられる支持フィルムとしては、ガラス転移温度が２５０℃以上、吸水率が２重量％以下、熱膨張係数が３×１０-5／℃以下の物性を備えた絶縁性耐熱性樹脂フィルムが好ましく、以上の点からポリイミドフィルムが特に好ましい。
【００３３】
支持フィルムは、表面を処理して用いることが好ましい。これは、支持フィルムと接着剤層の接着力を高くし、支持フィルムと接着剤層間の剥離を防ぐためである。
支持フィルムの表面処理方法としては、アルカリ処理、シランカップリング処理等の化学処理、サンドマット処理等の物理的処理、プラズマ処理、コロナ処理等のいずれの処理も使用可能であるが、接着剤の種類に応じて最も適した処理を用いればよい。本発明において支持フィルムに施す表面処理としては、化学処理又はブラズマ処理が特に適している。
【００３４】
支持フィルム上に接着剤層を形成する方法としては、特に制限はないが、通常、接着剤層となる耐熱熱可塑性樹脂、エポキシ樹脂及びエポキシ樹脂硬化剤を有機溶媒に溶解し、接着剤ワニスとする。ここで用いられる有機溶媒は、上記材料を均一に溶解又は混練できるものであれば特に制限はなく、そのようなものとしては例えば、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、ジメチルスルホキシド、ジエチレングリコールジメチルエーテル、トルエン、ベンゼン、キシレン、メチルエチルケトン、テトラヒドロフラン、ジオキサン等が挙げられる。
【００３５】
上記の様にして得た接着剤ワニスを支持フィルム上に塗工した後、加熱処理して溶剤の除去やイミド化を行なう。この方法を２回行ない、三層構造の接着フィルムにすることができる。
【００３６】
接着剤ワニスを塗工した支持フィルムを溶剤除去のために加熱処理する場合の処理温度は、溶剤が除去できる温度であれば良い。
塗工方法は特に制限はないが、例えば、ロールコート、リバースロールコート、グラビアコート、バーコート、コンマコート等が挙げられる。また、接着剤ワニス中に支持フィルムを通して塗工しても良いが、厚みの制御が困難となる。
【００３７】
支持フィルム上に形成される各接着剤層の厚さとしては、１〜７５μｍが好ましく、１０〜３０μｍがより好ましい。接着剤層の厚さが１μｍ未満では、接着性、生産性に劣り、７５μｍを超えるものでは、コスト高となる。
【００３８】
このようにして得た接着フィルムは、図１の様な構成を取る。このフィルムは、半導体用の接着剤として使用することができる。図１において１は支持フィルム、２は接着剤層である。
【００３９】
本発明の接着フィルムを用いると、信頼性に優れた接着フィルム付きのリードフレームを作業性、歩留まり良く簡便に製造することができる。例えば、本発明の接着フィルムを所定の大きさに切断したフィルム片をリードフレームに接着する方法がある。接着フィルムの切断方法は、フィルムを所定の形状に正確に切断する方法ならいずれの方法でも良いが、作業性を考えると、打ち抜き金型を用いて接着フィルムを切断し、打ち抜かれたフィルム片をそのままリードフレームに接着するのが好ましい。この時の接着温度としては、通常１５０〜３００℃、好ましくは２００〜２５０℃とされる。接着温度が１５０℃未満では、十分な接着力を得ることができず、３００℃を超えると、接着剤層の熱劣化やリードフレームの酸化のおそれがある。接着圧力は通常０．１〜２０ＭＰａ、好ましくは、０．３〜１０ＭＰａとされる。接着圧力が０．１ＭＰａ未満では、接着力が不十分である傾向があり２０ＭＰａを超えると、接着剤が所定の位置以外にはみ出し、寸法精度が悪くなるおそれがある。加圧時間は、前記の接着温度、接着圧力で接着できる時間ならよいが、作業性を考えると０．３〜６０秒が好ましく、０．５〜１０秒がより好ましい。
【００４０】
また、本発明の接着フィルムを用いると、信頼性に優れた半導体装置を作業性、歩留まりよく簡単に製造することができる。
【００４１】
本発明の接着フィルムは、銀ペーストを用いる従来構造のパッケージにおいて、銀ペーストの代わりに用いたり、複数チップを用いるマルチチップパッケージやＣＯＬ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｌｅａｄ）構造のパッケージに用いることができるが、特にＬＯＣ（Ｌｅａｄ  Ｏｎ  Ｃｈｉｐ）構造の半導体装置に好適に用いることができる。低温接着が可能なため、ＬＯＣ構造の中でも、従来のＴＳＯＰ（Ｔｈｉｎ  Ｓｍａｌｌ  Ｏｕｔｌｉｎｅ  Ｐａｃｋａｇｅ）構造だけではなく、ＱＦＰ（Ｑｕａｄ  Ｆｌａｔｐａｃｋ  Ｐａｃｋａｇｅ）構造、スタック構造の半導体装置にも好適である。
【００４２】
例えば、前記のようにして作製した接着フィルム付きリードフレームを用いて、リードフレームの接着されていないもう片面の接着剤層に半導体チップを接着した後、接着フィルムの硬化処理を行い、リードフレームと半導体チップを金線等で接合し、エポキシ樹脂等の成形材料でトランスファ成形して封止することによりＬＯＣ構造の半導体装置を製造することができる。
【００４３】
半導体チップの接着温度としては、通常１５０〜３００℃、好ましくは２００〜２５０℃とされる。接着温度が１５０℃未満では、十分な接着力を得ることができず、３００℃を超えると、接着剤層の熱劣化やリードフレームの酸化が問題となる。接着圧力は通常０．１〜２０ＭＰａ、好ましくは、０．３〜１０ＭＰａとされる。接着圧力が０．１ＭＰａ未満では、十分な接着力を得ることができず、２０ＭＰａを超えると、接着剤が所定の位置以外にはみ出し寸法精度が悪くなるおそれがあり、半導体チップが破壊するおそれがある。
【００４４】
加圧時間は、前記接着温度、接着圧力で接着できる時間ならよいが、作業性を考えると０．３〜６０秒が好ましく、０．５〜１０秒がより好ましい。
硬化処理の温度としては、通常１５０〜２００℃、好ましくは１７０〜１８０℃とされる。硬化処理温度が１５０℃未満では硬化不足となり、２００℃を超えると、リードフレームの酸化のおそれがある。硬化時間は、通常１５分〜７５分、好ましくは３０〜６０分とされる。硬化時間が１５分未満では硬化不足となり、７５分を超えると作業性が悪くなる。ただし、接着フィルムの硬化処理は、エポキシ樹脂等の成形材料でトランスファ成形して封止した後の封止材硬化工程で兼ねることが可能である。
【実施例】
【００４５】
以下、実施例により本発明を説明するが、本発明はこれらにより何ら制限されるものではない。
【００４６】
実施例１〜４、比較例１
下記ポリアミドイミドＡ〜Ｃを耐熱熱可塑性樹脂として用い、表２〜３の配合表に示す通り、Ｎｏ．１〜５のワニス（Ｎｏ．１〜４：各々、本発明の実施例１〜４に関するもの、Ｎｏ．５：比較例１に関するもの）を調合した。
ポリアミドイミドＡ、Ｂ及びＣは、次の方法で合成したものを用いた。
【００４７】
・ポリアミドイミドＡの合成
温度計、撹拌機、窒素導入管および分留塔をとりつけた５リットルの４つ口フラスコに窒素雰囲気下、２，２−ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］プロパン２１０ｇ（０．５モル）を入れ、Ｎ−メチル−２−ピロリドン１２００ｇに溶解した。この溶液を−１０℃に冷却し、この温度でトリメリット酸モノクロライド１０５．３ｇ（０．５モル）を温度が−５℃を超えないように添加した。トリメリット酸モノクロライドが溶解したら、トリエチルアミン７６ｇを温度が５℃を超えないように添加した。室温で１時間撹拌を続けた後、１８０℃で９時間反応させてイミド化を完結させた。得られた反応液をメタノール中に投入して重合体を単離させた。これを乾燥した後、ジメチルホルムアミドに溶解し、メタノール中に投入して再度重合体を単離した。その後、減圧乾燥して精製されたポリアミドイミドＡの粉末を得た。得られたポリアミドイミドＡの粉末６０ｇをＮ−メチル−２−ピロリドン２００ｇに溶解して接着剤ワニスを得た。このワニスをガラス板上に９０μｍの厚さに流延し、１００℃で１０分乾燥後、ガラス板から引き剥がし、鉄枠に固定し２００℃で１０分、３００℃で１０分乾燥して厚さ２５μｍの接着剤フィルムを得た。得られたフィルムのガラス転移温度は２３０℃、吸水率１．８重量％、はみ出し長さ０．２ｍｍであった。
【００４８】
・ポリアミドイミドＢの合成
温度計、撹拌機、窒素導入管および分留塔をとりつけた５リットルの４つ口フラスコに窒素雰囲気下、２，２−ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］プロパン１４３．５ｇ（０．３５モル）、１，３−ビス（アミノプロピル）テトラメチルジシロキサン３７．２ｇ（０．１５モル）を入れ、Ｎ−メチル−２−ピロリドン１２００ｇに溶解した。この溶液を−１０℃に冷却し、この温度でトリメリット酸モノクロライド１０５．３ｇ（０．５モル）を温度が−５℃を超えないように添加した。トリメリット酸モノクロライドが溶解したら、トリエチルアミン７６ｇを温度が５℃を超えないように添加した。室温で１時間撹拌を続けた後、１８０℃で９時間反応させてイミド化を完結させた。得られた反応液をメタノール中に投入して重合体を単離させた。これを乾燥した後、ジメチルホルムアミドに溶解し、メタノール中に投入して再度重合体を単離した。その後、減圧乾燥して精製されたポリアミドイミドＢの粉末を得た。得られたポリアミドイミドＢの粉末６０ｇをＮ−メチル−２−ピロリドン２００ｇに溶解して接着剤ワニスを得た。このワニスをガラス板上に９０μｍの厚さに流延し、１００℃で１０分乾燥後、ガラス板から引き剥がし、鉄枠に固定し２００℃で１０分、３００℃で１０分乾燥して厚さ２５μｍの接着剤フィルムを得た。得られたフィルムのガラス転移温度は１９０℃、吸水率１．５重量％、はみ出し長さ０．４ｍｍであった。
【００４９】
・ポリアミドイミドＣの合成
温度計、撹拌機、窒素導入管および分留塔をとりつけた５リットルの４つ口フラスコに窒素雰囲気下、２，２−ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］プロパン６１．５ｇ（０．１５モル）、１，３−ビス（アミノプロピル）テトラメチルジシロキサン８６．８ｇ（０．３５モル）を入れ、Ｎ−メチル−２−ピロリドン１２００ｇに溶解した。この溶液を−１０℃に冷却し、この温度でトリメリット酸モノクロライド１０５．３ｇ（０．５モル）を温度が−５℃を超えないように添加した。トリメリット酸モノクロライドが溶解したら、トリエチルアミン７６ｇを温度が５℃を超えないように添加した。室温で１時間撹拌を続けた後、１８０℃で９時間反応させてイミド化を完結させた。得られた反応液をメタノール中に投入して重合体を単離させた。これを乾燥した後、ジメチルホルムアミドに溶解し、メタノール中に投入して再度重合体を単離した。その後、減圧乾燥して精製されたポリアミドイミドＣの粉末を得た。得られたポリアミドイミドＣの粉末６０ｇをＮ−メチル−２−ピロリドン２００ｇに溶解して接着剤ワニスを得た。このワニスをガラス板上に９０μｍの厚さに流延し、１００℃で１０分乾燥後、ガラス板から引き剥がし、鉄枠に固定し２００℃で１０分、３００℃で１０分乾燥して厚さ２５μｍの接着剤フィルムを得た。得られたフィルムのガラス転移温度は１００℃、吸水率１．０重量％、はみ出し長さ３．５ｍｍであった。
【００５０】
【表１】
2007227950.tif 000006
【００５１】
なお、表２〜３において、種々の記号は下記のものを意味する。
ＹＤＣＮ−７０２：東部化成（株）製、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂（エポキシ当量２２０）、
ＥＳＣＮ−１９５：住友化学工業（株）製、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂（エポキシ当量２００）、
Ｎ８６５−Ｅ：大日本インキ（株）製、ビスフェノールノボラック型エポキシ樹脂（エポキシ当量２０８）、
ＢＥＯ−６０Ｅ：新日本理化学（株）製、エチレンオキサイド付加体ビスフェノール型エポキシ樹脂（エポキシ当量３７３）、
ＤＥＭ−１００：新日本理化学（株）製、シクロヘキサンジメタノール型エポキシ樹脂（エポキシ当量１５５）、
ＴｒｉｓＰ−ＴＣ：本州化学（株）製、トリスフェノールノボラック（ＯＨ当量１６０）、化学名  α，α′，α″−トリス（４−ヒドロキシフェニル）−１，３，５−トリイソプロピルベンゼン；式（ａ１）、
ＴｒｉｓＰ−ＰＡ：本州化学（株）製、トリスフェノールノボラック（ＯＨ当量１４１）、化学名  ４，４′−［１−［４−［１−（４−ヒドロキシフェニル）−１−メチルエチル］フェニル］エチリデン］ビスフェノール；式（ａ２）、
ＴｒｉｓＰ−ＰＨＢＡ：本州化学（株）製、トリスフェノールノボラック（ＯＨ当量９７）、化学名  ４，４′，４″−メチリジントリスフェノール；式（ａ３）、
ＴｒｉｓＰ−ＨＡＰ：本州化学（株）製、トリスフェノールノボラック（ＯＨ当量１０２）、化学名  ４，４′，４″−エチリジントリスフェノール；式（ａ４）、
【００５２】
【化５】
2007227950.tif 000007
ＤＭＡｃ：ジメチルアセトアミド
ＤＭＦ：ジメチルホルムアミド
ＮＭＰ：Ｎ−メチル−２−ピロリドン
【００５３】
【表２】
2007227950.tif 000008
【００５４】
【表３】
2007227950.tif 000009
【００５５】
これらのワニスを厚さ５０μｍの化学処理によって表面処理を施したポリイミドフィルム（宇部興産（株）製  商品名：ユーピレックスＳ）の各面に１００μｍの厚さに塗布し、各面毎に１００℃で１０分、２００℃で１０分乾燥して、厚さ２５μｍの接着剤層を両面に有する図１の構成の半導体用接着フィルムを得た（実施例１〜４：各々、ワニス番号Ｎｏ．１〜４を使用；比較例１：ワニス番号Ｎｏ．５を使用）。
【００５６】
実施例１〜４及び比較例１の接着フィルムのフィルム形成性、接着性、耐リフロークラック性について確認を行った。評価結果を表４に示す。
また、実施例１〜４及び比較例１で作製した三層構造の接着フィルムの吸水率及びはみ出し長さを測定した。結果を表５に示す。
【００５７】
＜フィルム形成性評価法＞
前記の条件で作製した接着フィルムの接着剤層のベタツキの有無を確認した。ベタツキの無いものを良好とし、有るものを不良とした。
【００５８】
＜低温接着性評価法＞
接着フィルムを打ち抜き金型を用いて短冊状に打ち抜き、厚さ０．１５ｍｍの銅合金製のリードフレームの上に０．２ｍｍ間隔、０．２ｍｍ幅のインナーリードが当たるように乗せて２５０℃で３ＭＰａの圧力で３秒間加圧して圧着し、接着フィルム付きリードフレームを作製した。この接着フィルム付きリードフレームを２ｍの高さから地面に落下させた時の接着フィルム片の脱落の有無で評価を行った。接着フィルム片の脱落の無いものを良好とし、有るものを不良とした。
【００５９】
＜耐リフロークラック性評価法＞
接着性評価で作製した接着フィルム付きリードフレームの接着剤層面に、半導体素子を２５０℃の温度で３ＭＰａの圧力で３秒間加圧して圧着し、その後、リードフレームと半導体素子を金線でワイヤボンドしてビフェニル系エポキシ樹脂成形材料（日立化成工業（株）製  商品名：ＣＥＬ−９２００）でトランスファ成形により封止し、１７５℃で６時間後硬化し、図２に示すような半導体装置を作製した。図２において３は接着フィルム、４は半導体素子、５はリードフレーム、６は封止材、７はボンディングワイヤ、８はバスバーである。
【００６０】
得られた半導体装置を温度８５℃、湿度８５％ＲＨの高温高湿度下に１６８時間放置した後に、半導体装置表面の最高温度が２４０℃でこの温度を２０秒間保持するように温度設定したＩＲリフロー炉に通し、室温で放置することにより冷却する処理を２回繰り返し、クラックの有無を観察した。クラックの無いものを良好とし、有るものを不良とした。
【００６１】
【表４】
2007227950.tif 000010
【００６２】
【表５】
2007227950.tif 000011
【００６３】
実施例１〜４は、いずれも本発明で規定した項目を満たしており、これらはフィルム形成性、低温接着性、耐リフロークラック性が良好であった。
比較例１は、耐熱熱可塑性樹脂のＴｇ及びはみ出し長さ、並びに接着フィルムのはみ出し長さが本発明で規定した値を外れており、耐リフロークラック性に劣っている。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】図１は、本発明の半導体用接着フィルムの断面図である。
【図２】図２は、本発明の半導体用接着フィルムを使用した半導体装置の断面図である。
【図１】
2007227950.tif 000015
【図２】
2007227950.tif 000016