(57)【要約】【要約書】【課題】従来知られていた半導体用接着フィルムを用いて、半導体素子と有機基板とが接着された構造を有する半導体装置を作製すると、クラックが生じやすいなど信頼性が低いという課題があった。【解決手段】（Ａ）熱可塑性樹脂、（Ｂ）エポキシ樹脂、及び、（Ｃ）硬化剤を含む半導体用接着フィルムであって、前記半導体用接着フィルムの室温から１０℃／分の昇温速度で昇温したときの５０℃以上１８０℃以下の範囲における最低溶融粘度が０．１Ｐａ・ｓ以上５００Ｐａ・ｓ以下であり、かつ、揮発分が５．０％以下であることを特徴とする半導体用接着フィルムによる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）熱可塑性樹脂、（Ｂ）エポキシ樹脂、及び、（Ｃ）硬化剤を含む半導体用接着フィルムであって、
前記半導体用接着フィルムの室温から１０℃／分の昇温速度で昇温したときの５０℃以上１８０℃以下の範囲における最低溶融粘度が０．１Ｐａ・ｓ以上５００Ｐａ・ｓ以下であり、かつ、揮発分が５．０％以下であることを特徴とする半導体用接着フィルム。
【請求項２】
接着後のダイシェア強度が１ＭＰａ以上である請求項１記載の半導体用接着フィルム。
【請求項３】
前記（Ｃ）硬化剤がフェノール樹脂である請求項１または２に記載の半導体用接着フィルム。
【請求項４】
前記フェノール樹脂が、２５℃で液状である請求項３記載の半導体用接着フィルム。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の半導体用接着フィルムを用いて半導体素子と被接着部材とを接着した構造を有する半導体装置。
【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及びこれを用いた半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の半導体パッケージには、リードフレームに代わりビスマレイミド−トリアジン基板やポリイミド基板のような有機基板の使用が増加している。
【０００３】
上記半導体パッケージは、半導体素子、半導体素子搭載用支持部材及び封止材料を構成要素とするが、この半導体素子と半導体素子搭載用支持部材を接合するのに、ポリイミド系半導体用接着フィルムなどが用いられていた。
【特許文献１】特開平６−２６４０３５号公報
【特許文献２】特開２０００−２００７９３号公報
【特許文献３】特開２００３−９６４２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記文献記載の従来技術は、以下の点で改善の余地を有していた。
従来知られていた半導体用接着フィルムを用いて、半導体素子と有機基板とが接着された構造を有する半導体装置を作製すると、クラックが生じやすいなど信頼性が低いという課題があった。
本発明では、室温から１０℃／分の昇温速度で昇温したときの５０℃以上１８０℃以下の範囲における最低溶融粘度を０．１Ｐａ・ｓ以上５００Ｐａ・ｓ以下にし、かつ、揮発分を５．０％以下にすることで、上記半導体装置の信頼性を向上できることを見出した。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、（Ａ）熱可塑性樹脂、（Ｂ）エポキシ樹脂、及び、（Ｃ）硬化剤を含む半導体用接着フィルムであって、前記半導体用接着フィルムの室温から１０℃／分の昇温速度で昇温したときの５０℃以上１８０℃以下の範囲における最低溶融粘度が０．１Ｐａ・ｓ以上５００Ｐａ・ｓ以下であり、かつ、揮発分が５．０％以下であることを特徴とする半導体用接着フィルムに関するものである。
本発明の半導体用接着フィルムは特定の温度範囲において特定範囲の最低溶融粘度を有する。前記温度範囲はフィルムを貼り付ける際に設定しうる温度であり、前記最低溶融粘度が得られる付近の温度で本発明の半導体用接着フィルムを貼り付けすると、適度に低い溶融粘度を実現することができ、回路基板の凹凸に隙間なく接着剤が充填していく。また、充填した材料の揮発分が多いとガスが発生してクラックの原因となるため、同時に揮発分を５．０％以下にすることでガス発生によるボイド発生も防ぐことができる。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の半導体接着フィルムを用いれば、半導体素子と半導体素子搭載用支持部材、特に有機基板をより間隙なく、ボイド発生を抑制しつつ接着することができ、信頼性の高い半導体装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明の半導体用接着フィルムは、
（Ａ）熱可塑性樹脂、（Ｂ）エポキシ樹脂、及び、（Ｃ）硬化剤を含む半導体用接着フィルムであって、
前記半導体用接着フィルムの室温から１０℃／分の昇温速度で昇温したときの５０℃以上１８０℃以下の範囲における最低溶融粘度が０．１Ｐａ・ｓ以上５００Ｐａ・ｓ以下であり、かつ、揮発分が５．０％以下であることを特徴とする半導体用接着フィルムである。
【０００８】
従来の半導体用接着フィルムであるポリイミド系半導体接着フィルムを用いて、半導体素子を半導体素子搭載用支持部材に接着して半導体装置を作製した場合、接着界面にクラックが生じやすいなど信頼性に課題があった。発明者らは、従来の半導体装置を断面解析や走査型超音波探傷機（ＳＡＴ）解析などを駆使して鋭意研究を重ねた結果、従来の半導体用接着フィルムを用いた場合には、半導体装置作製直後の状態において、半導体素子と半導体素子搭載用支持部材の間に間隙が生じていることを見出した。
【０００９】
この現象は半導体素子搭載用支持部材として金属配線が表面に設けられている有機基板を用いたときに顕著であった。有機基板に金属配線が設けられていると配線の厚みによる凹凸が発生し、半導体素子との接着の際に半導体用接着フィルムによって適切にこの凹凸を埋めることができず、間隙（ボイド）として残ってしまうことが信頼性を悪化させる原因になっていると考えられる。
【００１０】
発明者らは、凹凸が適切に埋め込まれないのは、接着時における半導体用接着フィルムの溶融粘度が高いことが原因だと考え、従来の半導体用接着フィルムであるポリイミド系半導体接着フィルムの、溶融粘度を調べたところ、貼り付け温度における溶融粘度は４０００Ｐａ・ｓ程度であった。
本発明では、接着時の半導体用接着フィルムの溶融粘度を従来の溶融粘度よりも充分に低い０．１Ｐａ・ｓ以上５００Ｐａ・ｓ以下に設定し、加えて揮発分を５．０％以下に抑えることで、より適切に前記間隙を充填し、半導体装置の信頼性を向上させる効果があることを見出した。また、当該溶融粘度を実現する温度を従来の接着温度よりも比較的低い５０℃以上１８０℃以下に設定することで、半導体素子の熱損傷を防ぐことができる。
【００１１】
本発明において、室温から１０℃／分の昇温速度で昇温したときの５０℃以上１８０℃以下の範囲における最低溶融粘度を測定して、その値が０．１Ｐａ・ｓ以上５００Ｐａ・ｓ以下であれば、その最低溶融粘度付近の温度を接着温度として採用することで、適切な接着温度を設定することが可能となる。
【００１２】
本発明における溶融粘度は、例えば、粘弾性測定装置であるレオメーターを用いて、フィルム状態のサンプルに１０℃／分の昇温速度で、周波数１Ｈｚのずり剪断を与えて測定することができる。
【００１３】
図１は、本発明の半導体用接着フィルムの温度に対する溶融粘度の関係の一例を模式的に示したものである。本発明の半導体用接着フィルムは、図１に示すように該半導体用接着フィルムを２５℃から１０℃／分の昇温速度で溶融状態までに昇温したときに初期は溶融粘度が減少し（図中矢印Ａ）、所定の温度（ｔ１）で最低溶融粘度（η１）に到達した後、さらに上昇（図中矢印Ｂ）するような特性を有する。
【００１４】
このとき半導体用接着フィルムの５０℃から１８０℃の領域で最低溶融粘度は、０．１[Ｐａ・ｓ]以上５００[Ｐａ・ｓ]以下になるように設計する。さらに前記溶融粘度は１[Ｐａ・ｓ]以上１００[Ｐａ・ｓ]以下が好ましく、特に５[Ｐａ・ｓ]以上５０ [Ｐａ・ｓ]以下が好ましい。５００[Ｐａ・ｓ]以下であると、熱圧着時に流動性が向上し、有機基板に設けられた回路との間の空隙を充填することが可能となる。０．１[Ｐａ・ｓ]以上であると必要以上に半導体用接着フィルムがフローしてしまうことを抑制できるため、半導体素子を汚染する危険が低くなり、さらに半導体用接着フィルムを加熱硬化させる場合に、半導体用接着フィルムが有機基板から発生するガス成分を巻き込むことによるボイド発生を抑制することが可能となる。
【００１５】
上記最低溶融粘度は、（Ａ）熱可塑性樹脂、（Ｂ）エポキシ樹脂（Ｃ）硬化剤で構成し、（Ｂ）エポキシ樹脂または（Ｃ）硬化剤に流動性の高い２５℃で液状である低分子モノマーを使用する方法によって得られる。この時、２５℃で固形であるモノマーを併用すると最低溶融粘度をこの範囲に設計しつつ、半導体用接着フィルムの室温でのタック性が増大するのを抑制し、作業性を上げることができる。
または例えば分子内に放射線重合性炭素−炭素二重結合を有するモノマーのような（Ａ）熱可塑性樹脂、（Ｂ）エポキシ樹脂（Ｃ）硬化剤と反応性を示さない２５℃で液状である成分を添加する方法が挙げられる。具体例としては、アクリル系化合物を主成分とする紫外線硬化性樹脂、ウレタンアクリレートオリゴマーまたはポリエステルウレタンアクリレートオリゴマーを主成分とする紫外線硬化性樹脂、エポキシ系樹脂、ビニルフェノール系樹脂の群から選ばれる少なくとも１種を主成分とする紫外線硬化性樹脂等が挙げられる。
さらに（Ａ）熱可塑性樹脂に対し、（Ｂ）エポキシ樹脂（Ｃ）硬化剤の含有率を高くする方法によって得られる。具体的には（Ａ）熱可塑性樹脂ａ重量部、（Ｂ）エポキシ樹脂ｂ重量部（Ｃ）硬化剤ｃ重量部とした場合、０．１≦ａ／（ａ＋ｂ＋ｃ）≦０．５とすることで得られる。
【００１６】
本発明の半導体用接着フィルムの揮発分は５．０％以下である。本発明の揮発分は、例えば５０ｍｍ×５０ｍｍの正方形に切断した半導体用接着フィルムを２００℃／２ｈで加熱処理した場合に、加熱前後での重量減少分を揮発分として測定する。本発明において揮発分は好ましくは３．０％以下である。揮発分が上限値を下回ると、半導体用接着フィルムを熱処理によって硬化させる際、半導体用接着フィルムの溶融粘度が低下した時にフィルムからガス成分が発生せず、ボイドを発生させることなく半導体用接着フィルムを硬化させることができるため、半導体装置をプリント基板に実装させる際にリフロー炉によって高温状態になった場合にフィルム内のボイドの熱膨張に起因するクラックの発生を抑制することができる。
【００１７】
本発明の半導体用接着フィルムの接着後のダイシェア強度は好ましくは１ＭＰａ以上であり、更に好ましくは、２ＭＰａ以上である。ダイシェア強度は、半導体用接着フィルムを４×４ｍｍの大きさの厚み５５０ｕｍのシリコンチップとソルダーレジスト（太陽インキ製造（株）社製：商品名：ＡＵＳ３０８）をコーティングしたビスマレイミド−トリアジン基板の間にはさんで、１３０℃、５Ｎ、１秒間で熱圧着し、熱処理によって硬化させたサンプルを２６０℃の熱盤上に、２０秒間保持した後、シリコンチップ側より０．５ｍｍ／分の速度にてせん断応力をかけた時のせん断強度にて測定される。ダイシェア強度が下限値を超えると半導体装置をプリント基板に実装させる際にリフロー炉によって高温状態になった場合に接着力低下による剥離が抑制され、剥離に起因されるリフロークラックを抑制することができる。
【００１８】
本発明は、（Ａ）熱可塑性樹脂、（Ｂ）エポキシ樹脂、及び、（Ｃ）硬化剤を含む半導体用接着フィルムである。以下に本発明の半導体用接着フィルムの各成分について説明する。なお下記は例示であり、本発明は何ら下記に限定されるものではない。
【００１９】
本発明で使用する（Ａ）熱可塑性樹脂とは、熱塑性を有するもので、代表的には、主鎖骨格が線状の化学構造を有する高分子の樹脂を意味する。具体的には、ポリイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂等のポリイミド系樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂等のポリアミド系樹脂、アクリル酸エステル共重合体等のアクリル系樹脂等が挙げられる。
【００２０】
これらの中でもアクリル系樹脂が好ましい。アクリル系樹脂は、ガラス転移温度が低いため初期密着性を向上することができる。ここで初期密着性とは、半導体用接着フィルムで半導体素子と支持部材とを接着した際の初期段階における密着性であり、すなわち半導体用接着フィルムを硬化処理する前の密着性を意味する。
【００２１】
アクリル系樹脂は、アクリル酸およびその誘導体を主成分原料モノマーとする樹脂のことを意味する。具体的にはアクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル等のアクリル酸エステル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル等のメタクリル酸エステル、アクリロニトリル、アクリルアミド等の重合体および他の単量体との共重合体等が挙げられる。
本発明においては、エポキシ基、水酸基、カルボキシル基、ニトリル基等を持つ化合物を有するアクリル系樹脂（特に、アクリル酸エステル共重合体）が好ましい。これにより、半導体素子等の被着体への密着性をより向上することができる。前記官能基を持つ化合物として、具体的にはグリシジルエーテル基を持つグリシジルメタクリレート、水酸基を持つヒドロキシメタクリレート、カルボキシル基を持つカルボキシメタクリレート、ニトリル基を持つアクリロニトリル等が挙げられる。これらの中でも特にニトリル基を持つ化合物を含むアクリル酸エステル共重合体が好ましい。これにより、被着体への密着性を特に向上することができる。
【００２２】
前記官能基を持つ化合物の含有量は、特に限定されないが、前記アクリル系樹脂全体の０．５重量％以上４０重量％以下が好ましく、特に５重量％以上３０重量％以下が好ましい。含有量が０．５重量％以上であると密着性を向上する効果が高まり、４０重量％以下であると粘着力を抑制できるため、作業性を向上する効果が高まる。
【００２３】
本発明で用いられる（Ａ）熱可塑性樹脂の重量平均分子量は、１０万以上が好ましく、特に１５万〜１００万が好ましい。重量平均分子量がこの範囲内であると、特に半導体用接着フィルムの製膜性を向上することができる。さらに重量平均分子量がこの範囲内であると、熱可塑性樹脂中に熱硬化性の官能基を含んでいる場合にも熱処理により樹脂単独で硬化挙動を示すことはほとんどない。
【００２４】
本発明で用いられる（Ａ）熱可塑性樹脂のガラス転移温度は、特に限定されないが、−２０℃以上６０℃以下が好ましく、特に−１０℃以上５０℃以下が好ましい。ガラス転移温度が−２０℃以上であると半導体用接着フィルムの粘着力を抑制できるため、作業性を向上する効果が高まる。ガラス転移温度が６０℃以下であると低温接着性が向上することができる。
【００２５】
本発明で用いられる（Ａ）熱可塑性樹脂の含有量は、特に限定されないが、（Ａ）熱可塑性樹脂ａ重量部、（Ｂ）エポキシ樹脂ｂ重量部（Ｃ）硬化剤ｃ重量部とした場合、０．１≦ａ／（ａ＋ｂ＋ｃ）≦０．５が好ましく、より好ましくは、０．１５≦ａ／（ａ＋ｂ＋ｃ）≦０．４であり、０．２≦ａ／（ａ＋ｂ＋ｃ）≦０．３が特に好ましい。０．１以上であると、樹脂組成物の成膜性が向上し、半導体用接着フィルムの靭性が向上する。０．５以下であると、フィルム状接着剤の貼り付け時の流動性が向上し、熱圧着した際に有機基板の回路段差にフィルム状接着剤を充填させることができる。
【００２６】
本発明で使用する（Ｂ）エポキシ樹脂はモノマー、オリゴマ−及びポリマーのいずれかをいう。例えばビフェニル型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、水添ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、脂肪族型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、変性フェノール型エポキシ樹脂、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、アルキル変性トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、トリアジン核含有エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノール型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡノボラック型エポキシ樹脂、臭素化フェノールノボラック型エポキシ樹脂、ナフトール型エポキシ樹脂等が挙げられる。
【００２７】
前記（Ｂ）エポキシ樹脂の含有量は、前記（Ａ）熱可塑性樹脂１０重量部に対して１０重量部以上１００重量部以下が好ましく、特に２０重量部以上５０重量部以下が好ましい。含有量が前記下限値以上であると貼り付け時の流動性が向上し、前記上限値以下であると半導体用接着フィルムの靭性を向上させることができる。
【００２８】
本発明で使用する（Ｃ）硬化剤は、エポキシ樹脂の硬化剤として働くものであれば適宜選択して用いることができる。本発明で使用する（Ｃ）硬化剤の具体例としては、例えばジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、メタキシレリレンジアミン、などの脂肪族ポリアミン、ジアミノジフェニルメタン、ｍ−フェニレンジアミン、ジアミノジフェニルスルフォン、などの芳香族ポリアミン、ジシアンジアミド、有機酸ジヒドラジドなどを含むポリアミン化合物等のアミン系硬化剤、ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、などの脂肪族酸無水物、無水トリトメット酸、無水ピロリメット酸ベンゾフェノンテトラカルボン酸、などの芳香族酸無水物等の酸無水物系硬化剤、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、フェノールアラルキル（フェニレン、ビフェニレン骨格を含む）樹脂、ナフトールアラルキル樹脂、トリフェノールメタン樹脂、ジシクロペンタジエン型フェノール樹脂、ビス（モノまたはジｔ−ブチルフェノール）プロパン、メチレンビス（２−プロペニル）フェノール、プロピレンビス（２−プロペニル）フェノール、ビス[（２−プロペニルオキシ）フェニル]メタン、ビス[（２−プロペニルオキシ）フェニル]プロパン、４,４'−（１−メチルエチリデン）ビス[２−−（２−プロペニル）フェノール]、４,４'−（１−メチルエチリデン）ビス[２−（１−フェニルエチル）フェノール]、４,４'−（１−メチルエチリデン）ビス[２−メチルー６−ヒドロキシメチルフェノール]、４,４'−（１−メチルエチリデン）ビス[２−メチル−６−（２−プロペニル）フェノール]、４,４'−（１−メチルテトラデシリデン）ビスフェノールなどのフェノール系硬化剤等が挙げられる。
本発明においては、２５℃において粘度が３０Ｐａ・ｓ（３０，０００ｃｐｓ）以下の液状の硬化剤を用いることが好ましい。更に２５℃において粘度が１０Ｐａ・ｓ（１０，０００ｃｐｓ）以下の液状の硬化剤が好ましい。本発明で用いられる硬化剤の２５℃における粘度を一定値以下にすることで、初期貼付性や信頼性が向上する。
【００２９】
本発明で使用する（Ｃ）硬化剤として、好ましくは液状フェノール化合物が挙げられる。液状フェノール化合物の具体例としては、ビス（モノまたはジｔ−ブチルフェノール）プロパン、メチレンビス（２−プロペニル）フェノール、プロピレンビス（２−プロペニル）フェノール、ビス[（２−プロペニルオキシ）フェニル]メタン、ビス[（２−プロペニルオキシ）フェニル]プロパン、４,４'−（１−メチルエチリデン）ビス[２−−（２−プロペニル）フェノール]、４,４'−（１−メチルエチリデン）ビス[２−（１−フェニルエチル）フェノール]、４,４'−（１−メチルエチリデン）ビス[２−メチルー６−ヒドロキシメチルフェノール]、４,４'−（１−メチルエチリデン）ビス[２−メチル−６−（２−プロペニル）フェノール]、４,４'−（１−メチルテトラデシリデン）ビスフェノールがあげられる。これらの液状フェノール化合物粘度は核体数ｎやベンゼン環置換基の種類により制御することができる。
【００３０】
本発明で用いられる（Ｃ）硬化剤の添加量は、エポキシ当量と硬化剤の当量比を計算して決めることができる。（Ｂ）エポキシ樹脂のエポキシ当量と（Ｃ）硬化剤の官能基の当量（たとえばフェノール樹脂であれば水酸基当量）の比が０．５以上１．５以下が好ましく、特に０．７以上１．３以下が好ましい。当量比が前記下限値以上であると半導体用接着フィルムの耐熱性が向上し、前記上限値以下であると半導体用接着フィルムの保存性が向上する。
【００３１】
本発明で使用される（Ｃ）硬化剤は、好ましくは式（１）で表されるものである。式（１）で表される化合物は、アリルフェノールをフォルムアルデヒドにて重縮合したものであり、好ましい具体例としては、2-(２-プロぺニル)フェノールの重縮合物である。
【００３２】
【化１】
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（式中、ｐ、ｑ、ｒは１〜３の整数を表す。Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3はアリル基を表す。）
【００３３】
本発明においては、（Ｃ）硬化剤として、固形フェノール樹脂を添加することも可能である。固形フェノール樹脂を併用することで、室温での半導体用接着フィルムのタック性を軽減し、作業性を向上させることができる。また、この固形フェノール樹脂は、上記の（Ｂ）エポキシ樹脂と硬化反応をして架橋構造を形成することができる２５℃常圧において固体状態である少なくとも２個以上のフェノール性水酸基を有するモノマー、オリゴマー、ポリマー全般を指し、例えば、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、フェノールアラルキル（フェニレン、ビフェニレン骨格を含む）樹脂、ナフトールアラルキル樹脂、トリフェノールメタン樹脂、ジシクロペンタジエン型フェノール樹脂等が挙げられる。これらは単独で用いるだけでなく、複数で用いてもよい。
【００３４】
前記樹脂組成物は硬化反応を促進させるため、必要に応じて硬化促進剤を含んでもよい。硬化促進剤の具体例としては、イミダゾール類、１，８−ジアザビシクロ（５，４，０）ウンデセン等アミン系触媒、トリフェニルホスフィン等リン系触媒が挙げられる。
【００３５】
本発明のフィルム状接着剤層は必要に応じてさらにカップリング剤を含むことができる。これにより樹脂と被着体及び樹脂との密着性を向上させることができる。
【００３６】
カップリング剤としてはシラン系、チタン系、アルミニウム系などが挙げられるが中でもシラン系カップリング剤が好ましい。カップリング剤としては例えばビニルトリクロロシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、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−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、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、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エトキシシラン、Ｎ−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、３−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、３−アクリロキシプロピルトリメトキシシランなどが挙げられる。
【００３７】
前記カップリング剤の配合量は、特に限定されないが、前記アクリル酸エステル共重合体１００重量部に対して０．０１〜１０重量部が好ましく、特に０．１〜１０重量部が好ましい。配合量が前記下限値以上だと密着性の向上する効果が高まり、上限値以下であるとアウトガスやボイドの発生を抑制することができる。
【００３８】
前記樹脂組成物は、必要に応じて、他の成分としてシアネート基を有する有機化合物を含んでも良い。これにより、被着体への密着性と耐熱性とをより向上することができる。
前記シアネート基を有する有機化合物としては、例えばビスフェノールＡジシアネート、ビスフェノールＦジシアネート、ビス（４−シアネートフェニル）エーテル、ビスフェノールＥジシアネート、シアネートノボラック樹脂等が挙げられる。
【００３９】
本発明の半導体用接着フィルムは、例えば前記樹脂組成物をメチルエチルケトン、アセトン、トルエン、ジメチルホルムアルデヒド等の溶剤に溶解して、ワニスの状態にした後、コンマコーター、ダイコーター、グラビアコーター等を用いて離型シートに塗工し、乾燥させ後、離型シートを除去することによって得ることができる。
前記半導体用接着フィルムの厚さは、特に限定されないが、３μｍ以上１００μｍ以下が好ましく、特に５μｍ以上７０μｍ以下が好ましい。厚さが前記範囲内であると、特に厚さ精度の制御を容易にできる。
【実施例】
【００４０】
まず、半導体用接着フィルムの実施例および比較例について説明する。
（実施例１）  
（１）半導体用接着フィルム樹脂ワニスの調製
（A)熱可塑性樹脂としてアクリル酸エステル共重合体（ブチルアクリレート−アクリロニトリル−エチルアクリレート−グリシジルメタクリレート共重合体、ナガセケムテックス（株）製、ＳＧ−８０ＨＤＲ、Ｔｇ：１０℃、重量平均分子量：３５０，０００）１００重量部と、硬化性樹脂としてエポキシ樹脂（ＥＯＣＮ−１０２０−８０（オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂）、エポキシ当量２００ｇ／ｅｑ、日本化薬（株）製）９７重量部と、ＮＣ６０００（エポキシ当量２００ｇ／ｅｑ、日本化薬（株）製）１４６重量部、液状フェノール化合物（ＭＥＨ−８０００Ｈ、水酸基当量１４１ｇ／ＯＨ基、明和化成（株）製）１１０重量部、固形フェノール樹脂（ＰＲ−ＨＦ−３、水酸基当量１０４ｇ／ＯＨ基、住友ベークライト（株）製）４７重量部、硬化促進剤としてイミダゾール化合物（２Ｐ４ＭＨＺ−ＰＷ、四国化成（株）製）０．７５重量部、カップリング剤としてγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン（ＫＢＭ４０３Ｅ、信越化学（株）製）１．３重量部をメチルエチルケトン（ＭＥＫ）に溶解して樹脂固形分４９％の樹脂ワニスを得た。
【００４１】
【化２】
2007157758.tif 000004
【００４２】
（２）半導体用接着フィルムの製造
コンマコーターを用いて上述の樹脂ワニスを、基材フィルム（Ｉ）であるポリエチレンテレフタレートフィルム（三菱化学ポリエステルフィルム（株）社製、品番ＭＲＸ５０、厚さ５０μｍ）に塗布した後、９０℃、５分間乾燥して、厚さ２５μｍの半導体用接着フィルムを得た。
【００４３】
（３）基材フィルム(ＩＩ)及び粘着剤層の製造
基材フィルム（ＩＩ）としてハイブラ６０重量部ポリプロピレン４０重量部からなるクリアテックＣＴ−Ｈ７１７（クラレ製）を、押し出し機で、厚み１００μｍのフィルムを形成し、表面をコロナ処理した。次にアクリル酸２−エチルヘキシル５０重量部とアクリル酸ブチル１０重量部、酢酸ビニル３７重量部、メタクリル酸２−ヒドロキシエチル３重量部とを共重合して得られた重量平均分子量５０００００の共重合体を剥離処理した厚さ３８μｍのポリエステルフィルムに乾燥後の厚さが１０μｍになるように塗工し、８０℃で５分間乾燥し、粘着剤層を得た。その後粘着剤層を基材フィルム（ＩＩ）のコロナ処理面にラミネートして基材フィルム（ＩＩ）及び粘着剤層を得た。
【００４４】
（４）ダイシングシート機能付きダイシングシート機能付きダイアタッチフィルムの製造
上述の基材フィルム（I）つきのフィルム状接着剤層に保護フィルムを貼り付け、基材フィルム（I）及びフィルム状接着剤層をハーフカットし、上述の基材フィルム（ＩＩ）上の粘着剤層に貼り付け、保護フィルムを剥がすことにより、基材フィルム（ＩＩ）、粘着剤層、基材フィルム（I）およびフィルム状接着剤層がこの順に構成されてなるダイシングシート機能付きダイアタッチフィルムを得た。
【００４５】
（５）半導体装置の製造
実施例および比較例で得られたダイシング機能付きダイアタッチフィルムを５インチ２００μｍウエハーの裏面に６０℃で貼り付けし、ダイシング機能付きダイアタッチフィルム付きウエハーを得た。その後ダイシング機能付きダイアタッチフィルム付きウエハーを、ダイシングソーを用いて、スピンドル回転数３０，０００ｒｐｍ、切断速度５０ｍｍ／ｓｅｃで５ｍｍ×５ｍｍ角の半導体素子のサイズにダイシング（切断）して、次にダイシングシート機能付きダイシングシートの裏面から突上げし基材フィルム（II）及びフィルム状接着剤層間で剥離しダイアタッチフィルムが接着した半導体素子をソルダーレジスト（太陽インキ製造（株）社製：商品名：ＡＵＳ３０８）をコーティングしたビスマレイミド−トリアジン樹脂基板（回路段差５〜１０ｕｍ）に、１３０℃、５Ｎ、１．０秒間圧着して、ダイボンディングし、１２０℃、１時間熱処理を行い、半導体接着フィルムを半硬化させた後、樹脂で封止し、１７５℃２時間熱処理を行い、封止樹脂を硬化させて１０個の半導体装置を得た。
【００４６】
以下に本発明の半導体用接着フィルムの評価試験の詳細について説明する。
【００４７】
（最低溶融粘度の測定方法）
半導体用接着フィルムを１００ｕｍの厚みになるように数枚重ねたものをサンプルとし、（株）ＨＡＡＫＥ社製  レオストレスＲＳ−１５０を用い、昇温速度１０℃／分で、周波数１Ｈｚのずりせん断を与えて測定した。
【００４８】
（揮発分の測定方法）
５０×５０ｍｍの大きさの半導体用接着フィルムをサンプルとし、サンプルの重量を測定しＭ１とし、サンプルを熱風循環恒温槽中で２００℃２時間加熱後、秤量してＭ２とし、［（Ｍ２−Ｍ１）／Ｍ１］×１００＝揮発分（ｗｔ％）
として、揮発分を算出した。
【００４９】
（接着後のダイシェア強度の測定方法）
半導体用接着フィルムを４×４ｍｍの大きさのシリコンチップ（厚み５５０ｕｍ）とソルダーレジスト（太陽インキ製造（株）社製：商品名：ＡＵＳ３０８）をコーティングしたビスマレイミド−トリアジン基板の間にはさんで、１３０℃、５Ｎ、１秒間で熱圧着し、１２０℃、１時間さらに１７５℃２時間熱処理を行ったサンプルを２６０℃の熱盤上に、２０秒間保持した後、プッシュプルゲージで０．５ｍｍ／分の速度にてせん断応力をかけた時のせん断強度をダイシェア強度とした。
【００５０】
（回路充填性）
回路充填性は、各実施例および比較例で得られる樹脂封止前の半導体装置を、走査型超音波探傷機（ＳＡＴ）により、有機基板上の回路段差内に半導体用接着フィルムが充填されている率を評価した。各符号は、以下の通りである。
◎：充填率が、１００％
○：充填率が、８０％以上１００％未満
△：充填率が、４０％以上８０％未満
×：充填率が、４０％未満
【００５１】
以下に本発明の半導体用接着フィルムを用いて作製した半導体装置の評価試験の詳細を説明する。
【００５２】
（吸湿処理後の接着性）
各実施例および比較例で得られる樹脂封止前の半導体装置を８５℃／８５％ＲＨ／１６８時間吸湿処理をした後、半導体素子と有機基板との２６０℃での剪断強度を評価した。
◎：剪断強度が、１．０ＭＰａ以上
○：剪断強度が、０．７５以上１．０ＭＰａ未満
△：剪断強度が、０．５以上０．７５ＭＰａ未満
×：剪断強度が、０．５ＭＰａ未満
【００５３】
（耐クラック性）
耐クラック性は、各実施例および比較例で得られた半導体装置を８５℃／８５％ＲＨ／１６８時間吸湿処理をした後、２６０℃のＩＲリフローを３回行い走査型超音波探傷機（ＳＡＴ）で評価した。各符号は、以下の通りである。
◎：発生したクラックが、１０個中０個
○：発生したクラックが、１０個中１個以上３個以下
△：発生したクラックが、１０個中４個以上９個以下
×：発生したクラックが、１０個中１０個
【００５４】
実施例１で得られた半導体用接着フィルムの物性、各種評価結果、当該半導体用接着フィルムを使用した半導体装置の評価結果の詳細を表１に示した。
【００５５】
【表１】
2007157758.tif 000005
【００５６】
（実施例２）  
（Ｂ）エポキシ樹脂として、ＥＯＣＮ−１０２０−８０（エポキシ当量２００ｇ／ｅｑ、日本化薬（株）製）９９重量部、ＮＣ６０００（エポキシ当量２００ｇ／ｅｑ、日本化薬（株）製）１４８重量部、液状フェノール化合物（Ｃ）として、ＭＥＨ−８０００Ｈ（水酸基当量１４１ｇ／ＯＨ基、明和化成（株）製）９２重量部、固形フェノール樹脂として、ＰＲ−ＨＦ−３（水酸基当量１０４ｇ／ＯＨ基、住友ベークライト（株）製）６２重量部を用いた以外は、実施例１と同様に実験を行った。配合、及び実験結果を表１に示す。
【００５７】
（実施例３）  
液状フェノール化合物（Ｃ）として、ＭＥＨ−８０００−４Ｌ（水酸基当量１４１ｇ／ＯＨ基、明和化成（株）製）１１０重量部を用いた以外は、実施例１と同様に実験を行った。配合、及び実験結果を表１に示す。
【００５８】
（実施例４）  
固形フェノール樹脂として、ＰＲ５３６４７（水酸基当量１０４ｇ／ＯＨ基、住友ベークライト（株）製）４７重量部を用いた以外は、実施例１と同様に実験を行った。配合、及び実験結果を表１に示す。
【００５９】
（実施例５）  
（Ｂ）エポキシ樹脂として、ＥＯＣＮ−１０２０−８０（エポキシ当量２００ｇ／ｅｑ、日本化薬（株）製）２００重量部、液状フェノール化合物（Ｃ）として、ＭＥＨ−８０００Ｈ（水酸基当量１４１ｇ／ＯＨ基、明和化成（株）製）１４１重量部を用いた以外は、実施例１と同様に実験を行った。配合、及び実験結果を表１に示す。
【００６０】
（実施例６）  
（Ｂ）エポキシ樹脂として、ＥＯＣＮ−１０２０−８０（エポキシ当量２００ｇ／ｅｑ、日本化薬（株）製）６０重量部、液状フェノール化合物（Ｃ）として、ＭＥＨ−８０００Ｈ（水酸基当量１４１ｇ／ＯＨ基、明和化成（株）製）４２重量部を用いた以外は、実施例１と同様に実験を行った。配合、及び実験結果を表１に示す。
【００６１】
（実施例７）  
（Ｂ）エポキシ樹脂として、ＥＯＣＮ−１０２０−８０（エポキシ当量２００ｇ／ｅｑ、日本化薬（株）製）４００重量部、液状フェノール化合物（Ｃ）として、ＭＥＨ−８０００Ｈ（水酸基当量１４１ｇ／ＯＨ基、明和化成（株）製）２８２重量部を用いた以外は、実施例１と同様に実験を行った。配合、及び実験結果を表１に示す。
【００６２】
（実施例８）
実施例１で作成した半導体用接着フィルム面を５インチ、２００μｍの半導体ウエハー裏面に６０℃、０．１ＭＰａ、５０ｍｍ／ｓｅｃの条件でラミネートし、半導体用接着フィルム面をダイシングフィルム（スミライトＦＳＬ−Ｎ４００３、住友ベークライト（株）製）に固定した。そして、ダイシングソーを用いて、半導体用接着フィルムが接合した半導体ウエハーをスピンドル回転数３０，０００ｒｐｍ、切断速度５０ｍｍ／ｓｅｃで５ｍｍ×５ｍｍ角の半導体素子のサイズにダイシング（切断）して、半導体用接着フィルムが接合した半導体素子を得た。次に、ダイシングフィルムの光透過性基材側から紫外線を２０秒で２５０ｍＪ／ｃｍ２の積算光量を照射した後、半導体用接着フィルムに接合しているダイシングフィルムを剥離した。そして、上述の半導体用接着フィルムが接合した半導体素子をソルダーレジスト（太陽インキ（株）製、ＡＵＳ３０８）で被覆されたビスマレイミド・トリアジンを主材とする有機基板（回路段差５〜１０ｕｍ）に、１３０℃、５Ｎ、１．０秒間圧着して、ダイボンディングし、１２０℃、１時間熱処理を行い、半導体接着フィルムを半硬化させた後、樹脂で封止し、１７５℃２時間熱処理を行い、封止樹脂を硬化させて半導体装置を得た。得られた半導体装置の模式図を図２に示す。この半導体装置は各種評価試験において高い信頼性を示すことが確認された。
【００６３】
（比較例１）  
（Ｂ）エポキシ樹脂、液状フェノール化合物（Ｃ）、固形フェノール樹脂、硬化促進剤、を用いなかった以外は、実施例１と同様に実験を行った。配合、及び実験結果を表１に示す。
【００６４】
（比較例２）  
（Ｂ）エポキシ樹脂として、ＥＯＣＮ−１０２０−８０（エポキシ当量２００ｇ／ｅｑ、日本化薬（株）製）２００重量部、固形フェノール樹脂として、ＰＲ−ＨＦ−３（水酸基当量１０４ｇ／ＯＨ基、住友ベークライト（株）製）１０４重量部を用い、液状フェノール化合物（Ｃ）を用いなかった以外は、実施例１と同様に実験を行った。配合、及び実験結果を表１に示す。
【００６５】
（比較例３）
（Ｂ）エポキシ樹脂として、ＥＯＣＮ−１０２０−８０（エポキシ当量２００ｇ／ｅｑ、日本化薬（株）製）２００重量部、固形フェノール樹脂として、ＰＲ−ＨＦ−３（水酸基当量１０４ｇ／ＯＨ基、住友ベークライト（株）製）１０４重量部を用い、放射線重合性モノマーとして、１，６−ヘキサンジオールジメタクリレート（１，６−ＨＸ、メーカー：共栄社化学（株））を１２０重量部用い、液状フェノール化合物（Ｃ）を用いなかった以外は、実施例１と同様に実験を行った。配合、及び実験結果を表１に示す。
【００６６】
（比較例４）
（Ｂ）エポキシ樹脂として、ＮＣ６０００（エポキシ当量２００ｇ／ｅｑ、日本化薬（株）５２６重量部、液状フェノール化合物（Ｃ）として、ＭＥＨ−８０００Ｈ（水酸基当量１４１ｇ／ＯＨ基、明和化成（株）製）３７１重量部を用い、固形フェノール樹脂を用いなかった以外は、実施例１と同様に実験を行った。配合、及び実験結果を表１に示す。
【００６７】
（比較例５）
（A)熱可塑性樹脂としてポリイミド樹脂（ジアミン成分として１，３−ビス（３−アミノフェノキシ）ベンゼン（三井化学（株）製）ＡＰＢ）  ４３．８５ｇ（０．１５モル）とα，ω−ビス（３−アミノプロピル）ポリジメチルシロキサン（平均分子量８３７）（扶桑化学（株）製  Ｇ９）１２５．５５ｇ（０．１５モル）と、酸成分として４，４’−オキシジフタル酸二無水物（マナック（株）製  ＯＤＰＡ−Ｍ）  ９３．０７ｇ（０．３０モル）とを合成して得られるポリイミド樹脂、Ｔｇ：７０℃、重量平均分子量３０，０００）１００重量部、（Ｂ）エポキシ樹脂として、（ＥＯＣＮ−１０２０−８０（オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂）、エポキシ当量２００ｇ／ｅｑ、日本化薬（株）製）１０重量部、カップリング剤としてＮ−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン（ＫＢＭ５７３、信越化学（株）製）５重量部をＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）に溶解して樹脂固形分４３％の樹脂ワニスを作製し、これを保護フィルムであるポリエチレンテレフタレートフィルム（三菱化学ポリエステルフィルム（株）製、品番ＭＲＸ−５０、厚さ５０μｍ）に塗布した後、１８０℃、１０分間乾燥して、厚さ２５μｍの半導体用接着フィルムを作製し、これを用いて評価を行った。実験結果を表１に示す。
【００６８】
表１記載のように、実施例１〜７では、接着フィルム評価結果、半導体装置の評価結果ともに良好な結果を示したが、比較例１〜５ではこれらすべてにおいて良好な結果を示したものはなかった。特に比較例４では最低溶融粘度が０．１Ｐａ・ｓ以下と低かったため、半導体チップ貼り付け時に接着フィルムが貼り付け部位から流れ出てしまい、半導体チップを適切に貼り付けることができなかった。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の半導体用接着フィルムの温度に対する溶融粘度の関係を模式的に示した図である。
【図２】本発明の半導体装置の一例を模式的に示す半導体装置の断面図である。
【符号の説明】
【００７０】
１  半導体用接着フィルム
２  半導体素子
３  半導体搭載用支持部材
【図１】
2007157758.tif 000006
【図２】
2007157758.tif 000007