(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体チップと可撓性の配線基板との接着に用いられる絶縁層用接着フィルムにおいて、前記絶縁層用接着フィルムが２層構造を有し、それぞれの加熱接着時の粘度が異なり、アクリロニトリル１８〜４０重量％、官能基モノマーとしてグリシジル（メタ）アクリレート２〜６重量％及び残部がエチル（メタ）アクリレート若しくはブチル（メタ）アクリレートまたは両者の混合物から得られる共重合体で、Ｔｇ（ガラス転移点）が−１０℃以上でかつ重量平均分子量が１０万以上であるエポキシ基含有アクリルゴムを必須成分として含むことを特徴とする絶縁層用接着フィルム。
【請求項２】
加熱接着時の最低粘度が、１００００〜３００００Ｐａ・ｓの層と４００００〜１０００００Ｐａ・ｓの層とからなる請求項１に記載の絶縁層用接着フィルム。
【請求項３】
（ａ）アクリロニトリル１８〜４０重量％、官能基モノマーとしてグリシジル（メタ）アクリレート２〜６重量％及び残部がエチル（メタ）アクリレート若しくはブチル（メタ）アクリレートまたは両者の混合物から得られる共重合体で、Ｔｇ（ガラス転移点）が−１０℃以上でかつ重量平均分子量が１０万以上であるエポキシ基含有アクリルゴム３０〜１００重量部、（ｂ）エポキシ樹脂及びその硬化剤を合わせて５０〜７０重量部及び（ｃ）硬化促進剤０．１〜５重量部を含む請求項１または請求項２に記載の絶縁層用接着フィルム。
【請求項４】
請求項３の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に加えて、（ｄ）エポキシ樹脂と相溶性でありかつ重量平均分子量３万以上の高分子量樹脂１〜６０重量部、または（ｅ）エポキシ樹脂と非相溶性である重量平均分子量３万以上の高分子量樹脂１〜５０重量部を含む請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の絶縁層用接着フィルム。
【請求項５】
無機フィラーを、絶縁層用接着フィルムの樹脂成分１００体積部に対して２〜５０体積部含む請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の絶縁層用接着フィルム。
【請求項６】
無機フィラーがシリカまたはアルミナである請求項５に記載の絶縁層用接着フィルム。
【請求項７】
カップリング剤を、無機フィラー１００重量部に対して０．１〜１０重量部含む請求項５または請求項６に記載の絶縁層用接着フィルム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体チップと可撓性の配線基板とそれらに挟まれた絶縁層からなる構造を有する半導体装置に用いる絶縁層用接着フィルムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子機器の発達にともない、電子機器の高性能化はもとより、配線板と電子部品とからなる回路基板の小型化、軽量化の要求はますます厳しくなっている。これまで、スルーホールを設けた配線板にＤＩＰパッケージやＰＧＡパッケージなどを実装していた方式から表面に接続用の回路を設けた配線板にＱＦＰパッケージやＢＧＡパッケージなどを実装する方式に進化してきた。これは、後者の方が、配線板のデッドスペースが小さくなり、高密度実装が可能なこと、パッケージ自身が小型化、高性能化しやすいことによる。しかし、電子機器の発達は留まることを知らず、電子機器の高性能化と回路基板の小型化、軽量化の両立は今でも大きな課題となっている。
【０００３】
その解決方法の一つとして、半導体パッケージの小型化がある。パッケージの大きさが半導体チップの面積の１．５倍以下であることを特長とするＣＳＰ（チップサイズパッケージあるいはチップスケールパッケージ）が注目を浴びている。このようなパッケージは回路基板上での占有面積が低く、高密度実装が可能となる。また、信号パス経路が短く電気特性が良好なことからも今後の普及の拡大が見込まれている。
【０００４】
これまで、日経エレクトロニクスＮｏ．６２６号（１９９５年１月、日経ＢＰ社発行）の８５ページに掲載されているようなＣＳＰ構造体が提案されている。これらの中に、可撓性を有する配線基板（ＴＡＢテープやフレキシブル基板）をインターポーザーとして用いるものがある。これは、半導体チップと可撓性を有する配線基板とそれらに挟まれた絶縁層を有する構造からなるものである。このようなものとして、電子材料Ｖｏｌ．３４．Ｎｏ．９（平成７年９月、工業調査会発行）に、テッセラ社が開発したμＢＧＡ（２７〜３２ページ）や日本電気株式会社が開発したＦＰＢＧＡ（３３〜３７ページ）が紹介されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記のＣＳＰ構造の半導体装置においては、可撓性を有する配線基板と半導体チップの接着を絶縁性接着剤（以下接着剤という）で行わなければならない。この接着剤からなる絶縁層にはエラストマとしての働き、言い換えれば低弾性率材料としての応力緩和を発現させる働きが求められる。また、製造プロセスの上からは、半導体チップに設けられた電気信号を出力するための電極部分には接着剤が流出してこないことが必要である。かつ、可撓性を有する配線基板に設けられた回路との間に空隙があってはならない。回路と接着剤との間に空隙がある場合には、耐熱性に劣り、高温時に剥離が起こりやすい。この浸出量制御と回路充填性すなわち耐熱性の両立は困難であり歩留りを低下させる原因となっていた。
【０００６】
本発明は、半導体チップと可撓性を有する配線基板とそれらに挟まれた絶縁層を有する構造からなる半導体装置に適した絶縁層用接着フィルムを提供することを目的とした。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、半導体チップと可撓性の配線基板との接着に用いられる絶縁層用接着フィルムにおいて、前記絶縁層用接着フィルムが２層構造を有し、それぞれの加熱接着時の粘度が異なる絶縁層用接着フィルムである。そして、加熱接着時の最低溶融粘度が、１００００〜３００００Ｐａ・ｓの層と４００００〜１０００００Ｐａ・ｓの層からなる絶縁層用接着フィルムであると好ましいものである。このような特性を有する接着剤組成として、アクリロニトリル１８〜４０重量％、官能基モノマーとしてグリシジル（メタ）アクリレート２〜６重量％及び残部がエチル（メタ）アクリレート若しくはブチル（メタ）アクリレートまたは両者の混合物から得られる共重合体で、Ｔｇ（ガラス転移点）が−１０℃以上でかつ重量平均分子量が１０万以上であるエポキシ基含有アクリルゴムを必須成分として含む絶縁層用接着フィルムである。さらに、（ａ）アクリロニトリル１８〜４０重量％、官能基モノマーとしてグリシジル（メタ）アクリレート２〜６重量％及び残部がエチル（メタ）アクリレート若しくはブチル（メタ）アクリレートまたは両者の混合物から得られる共重合体で、Ｔｇ（ガラス転移点）が−１０℃以上でかつ重量平均分子量が１０万以上であるエポキシ基含有アクリルゴム３０〜１００重量部、（ｂ）エポキシ樹脂及びその硬化剤を合わせて５０〜７０重量部及び（ｃ）硬化促進剤０．１〜５重量部を含む絶縁層用接着フィルムであると好ましい。また、前記（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に加えて、（ｄ）エポキシ樹脂と相溶性でありかつ重量平均分子量３万以上の高分子量樹脂１〜６０重量部、または（ｅ）エポキシ樹脂と非相溶性である重量平均分子量３万以上の高分子量樹脂１〜５０重量部を含む絶縁層用接着フィルムであるとより好ましい。そして、本発明は、無機フィラーを、絶縁層用接着フィルムの樹脂成分１００体積部に対して２〜５０体積部含む絶縁層用接着フィルムであると好ましく、無機フィラーがシリカまたはアルミナ、カップリング剤を、無機フィラー１００重量部に対して０．１〜１０重量部含むと好ましいものである。本発明において、加熱接着時の粘度は、動的粘弾性を測定して得られる粘度であり、例えば、厚さ１ｍｍの試料を用い、ＭＲ−５００ソリキッドメータ（株式会社レオロジ製商品名）によりパラレルプレートモードで動的粘弾性率を測定し加熱接着時の温度における最低粘度を得る。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の絶縁層用接着フィルムは、２層構造を有し、それぞれの加熱接着時の粘度が異なることを特徴とする。すなわち、流動性の高い層（以下高流動層という）と流動性の低い層（以下低流動層という）からなるものである。加熱接着時の最低溶融粘度が、１００００〜３００００Ｐａ・ｓである高流動層と４００００〜１０００００Ｐａ・ｓである低流動層を有することが好ましい。
【０００９】
浸出量を低減するためには、接着時の接着剤の最低粘度が高いことが必要である。一方、回路充填性を向上させるためには、接着時の接着剤の最低粘度が低いことが必要である。本発明の絶縁層用接着フィルムを用いる半導体装置においては、絶縁層用接着フィルムは半導体チップの電極を有する面と可撓性を有する配線基板との接着に用いられる。絶縁層用接着フィルムは半導体チップと配線基板を電気的に接続する位置をあらかじめ取り除かれている。したがって、半導体チップの電極部は絶縁層用接着フィルムで覆われず、絶縁層用接着フィルムが接する部分につては平坦となっている。しかし、可撓性を有する配線基板の表面には回路が形成されており、凹凸を有している。
このことから、２層構造を有し、高流動層と低流動層からなる絶縁層用接着フィルムを、高流動層を可撓性を有する配線基板面に、低流動層を半導体チップ面に接することで、浸出量制御と回路充填性すなわち耐熱性の確保を両立できる。また、流動性は、粘度特性（加熱接着時の最低粘度）で表わすことができると考え本発明に達した。
【００１０】
発明者らは、２層構造絶縁層用接着フィルムの浸出量及び耐熱性と各々の層の粘度特性について、鋭意検討を加え、実験を重ねた結果、以下のことを見い出した。
１．高流動層の加熱接着温度における最低粘度が、１００００Ｐａ・ｓ未満であると、流動性が大きくなり、浸出量が２００μｍを超える。
２．高流動層の加熱接着温度における最低粘度が、３００００Ｐａ・ｓを超えると、流動性が小さく、回路充填性が悪くなり、空隙を生じる。
３．低流動層の加熱接着温度における最低粘度が、４００００Ｐａ・ｓ未満であると、流動性が大きくなり、浸出量が２００μｍを超える。
４．低流動層の加熱接着温度における最低粘度が、１０００００Ｐａ・ｓを超えると、接着力が低下し、２３０℃以上に加熱すると剥離を生じる。
【００１１】
これらの検討結果から、加熱接着温度における最低粘度が１００００〜３００００Ｐａ・ｓの高流動層と４００００〜１０００００Ｐａ・ｓの低流動層を有する２層構造を用いることで、浸出量制御と耐熱性確保を両立できる絶縁層用接着フィルムを得ることができた。
【００１２】
本発明の絶縁層用接着フィルムの組成としては、アクリロニトリル１８〜４０重量％、官能基モノマーとしてグリシジル（メタ）アクリレート２〜６重量％及び残部がエチル（メタ）アクリレート若しくはブチル（メタ）アクリレートまたは両者の混合物から得られる共重合体で、Ｔｇ（ガラス転移点）が−１０℃以上でかつ重量平均分子量が１０万以上であるエポキシ基含有アクリルゴムを必須成分とし、この（ａ）エポキシ基含有アクリルゴム３０〜１００重量部に対して、（ｂ）エポキシ樹脂及びその硬化剤を合わせて５０〜７０重量部、及び（ｃ）硬化促進剤０．１〜５重量部を配合した接着剤を用い絶縁層用接着フィルムとすることができる。また、前記（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に加えて（ｄ）エポキシ樹脂と相溶性でありかつ重量平均分子量３万以上の高分子量樹脂１〜６０重量部または（ｅ）エポキシ樹脂と非相溶性である重量平均分子量３万以上の高分子量樹脂１〜５０重量部を配合した接着剤を用い絶縁層用接着フィルムとすることができる。
【００１３】
本発明において、エポキシ基含有アクリルゴムは、アクリロニトリル１８〜４０重量％、官能基モノマーとしてグリシジル（メタ）アクリレート２〜６重量％及び残部がエチル（メタ）アクリレート若しくはブチル（メタ）アクリレートまたは両者の混合物から得られる共重合体である。
本発明においては、この共重合体中のアクリロニトリルを１８〜４０重量％とすることが好ましく、１８重量％未満では、耐溶剤性が低くなり、４０重量％を超えると、他の成分と相溶性が低下したり、重合が困難となる。
本発明においては、このエポキシ基含有アクリルゴムの重量平均分子量を、１０万以上とし、８０万以上とすることがさらに好ましい。この範囲とすることにより、シート状、フィルム状での強度や可とう性の低下やタック性の増大がなくなるからである。また、分子量が大きくなるにつれフロー性が小さく、回路充填性が低下してくるので、エポキシ基含有アクリルゴムの重量平均分子量は、２００万以下であることが望ましい。
【００１４】
官能基モノマーには、グリシジルアクリレートやグリシジルメタクリレートを用いるが、カルボン酸タイプのアクリル酸や、水酸基タイプのヒドロキシメチル（メタ）アクリレートを構成成分に含むポリマーを用いると、架橋反応が進行しやすく、ワニス状態でのゲル化、Ｂステージ状態での硬化度の上昇による接着力の低下等の問題があるため好ましくない。
本発明においては、グリシジル（メタ）アクリレートの量を、２〜６重量％の範囲とする。必要な接着力を得るためは２重量％以上を必要とし、ゴムのゲル化を防止するためには６重量以下である必要がある。
残部には、エチル（メタ）アクリレート若しくはブチル（メタ）アクリレートまたは両者の混合物を用いるが、混合比率は、共重合体のＴｇを考慮して決定する。
すなわち、Ｔｇが−１０℃未満であるとＢステージ状態での絶縁層用接着フィルムのタック性が大きくなり取扱性が悪化するので、−１０℃以上となるような混合比率とする。このような混合比率は、実験によって求めることができる。例えば、アクリロニトリル、グリシジルメタクリレート、エチルアクリレートの共重合体の場合、組成比（重量％）を３０：３：６７とすることによって、Ｔｇを−１０℃とすることができる。
本発明においては、このエポキシ基含有アクリルゴムを、パール重合、乳化重合等の重合方法により得ることができる。
このようなエポキシ基含有アクリルゴムとしては、市販のものとして、ＨＴＲ−８６０Ｐ−３（帝国化学産業株式会社製商品名）を使用できる。
【００１５】
本発明において使用される（ｂ）のエポキシ樹脂は、硬化して接着作用を呈するものであればよく、二官能以上で、分子量が５，０００未満、好ましくは３，０００未満のエポキシ樹脂が使用される。特に分子量が５００以下のビスフェノールＡ型またはＦ型液状樹脂を用いると、積層時の流動性を向上することができて好ましい。
分子量が５００以下のビスフェノールＡ型またはビスフェノールＦ型液状樹脂としては、市販のものとして、エピコート８０７、エピコート８２７、エピコート８２８（いずれも油化シェルエポキシ株式会社製商品名）、Ｄ．Ｅ．Ｒ．３３０、Ｄ．Ｅ．Ｒ．３３１、Ｄ．Ｅ．Ｒ．３６１（いずれも、ダウケミカル日本株式会社製商品名）、ＹＤ８１２５、ＹＤＦ１７０（いずれも、東都化成株式会社製商品名）等を使用できる。また、難燃化を図ることを目的に、Ｂｒ化エポキシ樹脂、非ハロゲン系の難燃性エポキシ樹脂等を使用してもよく、市販のものとして、ＥＳＢ４００（住友化学工業株式会社製商品名）を使用できる。
【００１６】
さらに、低熱膨張化、高Ｔｇ化を目的に多官能エポキシ樹脂を加えてもよく、このような多官能エポキシ樹脂としては、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、サリチルアルデヒドノボラック型エポキシ樹脂が使用できる。
このような多官能エポキシ樹脂としては、市販のものとして、 フェノールノボラック型エポキシ樹脂はＥＰＰＮ−２０１（日本化薬株式会社製商品名）、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂はＥＯＣＮ１０１２、ＥＯＣＮ１０２５、ＥＯＣＮ１０２７（いずれも、住友化学工業株式会社製商品名）、Ｎ−６７３−８０Ｍ（大日本インキ化学工業株式会社製商品名）、ナフタレン型エポキシ樹脂はＨＰ−４０３２（大日本インキ化学工業株式会社製商品名）、サリチルアルデヒドノボラック型エポキシ樹脂はＥＰＰＮ５０２（日本化薬株式会社製商品名）等を使用できる。
【００１７】
このようなエポキシ樹脂の硬化剤としては、吸湿時の耐電食性に優れている、フェノール性水酸基を１分子中に２個以上有する化合物である、フェノールノボラック樹脂、ビスフェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、サリチルアルデヒドノボラック樹脂、ナフタレン型フェノール樹脂を使用できる。
このような硬化剤としては、市販のものとして、フェノライトＬＦ２８８２、フェノライトＬＦ２８２２、バーカムＴＤ−２０９０、バーカムＴＤ−２１４９、フェノライトＶＨ４１５０、フェノライトＶＨ４１７０（いずれも、大日本インキ化学工業株式会社製商品名）、ＮＨ−７０００（日本化薬株式会社製商品名）等を使用できる。
【００１８】
本発明においては、このようなエポキシ樹脂及びその硬化剤を、エポキシ基含有アクリルゴム３０〜１００重量部に対して、合わせて５０〜７０重量部とすることが好ましい。このエポキシ樹脂及びその硬化剤が、エポキシ基含有アクリルゴム３０〜１００重量部に対して、５０重量部未満では、接着性成分の減少による接着性の低下、樹脂流動性の低下による回路充填性の不良等を招きやすく、７０重量部を超えると、弾性率の上昇、及び可撓性成分比の減少による取扱い性の低下を招く。
【００１９】
本発明に用いる（ｃ）硬化促進剤には、各種イミダゾール類を用いるのが好ましい。イミダゾールとしては、２−メチルイミダゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾール、１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾール、１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾリウムトリメリテート等が挙げられる。
このようなイミダゾール類としては、市販のものとして、２Ｅ４ＭＺ、２ＰＺ−ＣＮ、２ＰＺ−ＣＮＳ（四国化成工業株式会社製商品名）等を使用できる。
本発明においては、この硬化促進剤を、エポキシ基含有アクリルゴム３０〜１００重量部に対して、０．１〜５重量部の範囲で使用し、０．１重量部未満であると、硬化反応の進行が遅く、絶縁層の硬化不足により、密着性等の特性の低下を招き、また、５重量部を超えると、接着剤ワニス及び接着フィルムの保存安定性が低下し、製品管理に支障をきたす。
【００２０】
（ｄ）エポキシ樹脂と相溶性でありかつ重量平均分子量が３万以上の高分子量樹脂としては、フェノキシ樹脂、重量平均分子量が３万〜８万の高分子量エポキシ樹脂、重量平均分子量が８万より大きい超高分子量エポキシ樹脂、極性の大きい官能基含有ゴム等を使用できる。このうちで、極性の大きい官能基含有ゴムとは、アクリロニトリル−ブタジエンゴムやアクリルゴムに、カルボキシル基のような極性が大きい官能基を付加したゴムである。
【００２１】
フェノキシ樹脂としては、市販のものとして、フェノトートＹＰ−４０、フェノトートＹＰ−５０（いずれも、東都化成株式会社製商品名）等を使用できる。高分子量エポキシ樹脂、超高分子量エポキシ樹脂としては、市販のものとして、ＨＭＥ（日立化成工業株式会社製商品名）を使用できる。また、極性の大きい官能基含有ゴムとしては、市販のものとして、カルボキシル基含有アクリロニトリル−ブタジエンゴムのＰＮＲ−１（日本合成ゴム株式会社製商品名）、ニポール１０７２（日本ゼオン株式会社製商品名）等、カルボキシル基含有アクリルゴムのＨＴＲ−８６０Ｐ（帝国化学産業株式会社製商品名）を使用できる。
【００２２】
本発明においては、このエポキシ樹脂と相溶性でありかつ重量平均分子量３万以上の高分子量樹脂を、エポキシ基含有アクリルゴム３０〜１００重量部に対して、１〜６０重量部の範囲で用いることが好ましく、１重量部未満では配合の効果が得られず、６０重量部を超えると、エポキシ樹脂と相溶性のある高分子量樹脂の相の割合が大きくなり、エポキシ樹脂の割合が少なくなることにより、熱膨張率が増大し発生する熱応力が大きくなり、接続信頼性の低下が起こる。
【００２３】
（ｅ）エポキシ樹脂と非相溶性でありかつ重量平均分子量が３万以上の高分子量樹脂としては、未変性アクリルゴム、極性の小さい官能基含有ゴムなどがあり、極性の小さい官能基含有ゴムとは、アクリロニトリル−ブタジエンゴムやアクリルゴムに、エポキシのような極性が小さい官能基を付加したゴムである。
【００２４】
エポキシ樹脂と相溶性である高分子量樹脂およびエポキシ樹脂と非相溶性である高分子量樹脂の重量平均分子量は、いずれも３万以上である必要がある。エポキシ樹脂と相溶性の分子とエポキシ樹脂と非相溶性の分子とが互いに絡み合うことにより、相分離を防ぐためである。
【００２５】
本発明においては、室温での取扱性を向上させるために、エポキシ樹脂と非相溶性の高分子量樹脂の配合量を、エポキシ基含有アクリルゴム３０〜１００重量部に対して、１〜５０重量部の範囲で用いることが好ましく、１重量部未満では、配合効果が乏しく、５０重量部を越えると、柔軟な相の割合が多くなり、エポキシ樹脂相が少なくなるため、熱膨張率が大きくなり寸法精度、接続信頼性の低下が起こる。
【００２６】
本発明においては、絶縁層用接着フィルムの取扱い性の向上、熱伝導性の向上、難燃性の付与、表面硬度の向上などを目的として、無機フィラーを絶縁層用接着フィルムの樹脂成分１００体積部に対して、２〜５０体積部配合することが好ましい。２体積部未満では配合効果に乏しく、５０体積部を超えると、弾性率の上昇、接着性の低下を招く。
無機フィラーとしては、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、アルミナ、窒化アルミニウム、ほう酸アルミニウムウイスカ、窒化ホウ素、結晶性シリカ、非結晶性シリカ等が挙げられる。
【００２７】
熱伝導性をよくするためには、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、結晶性シリカ、非結晶性シリカ等が好ましい。この内、アルミナは、熱伝導率が良く、耐熱性、絶縁性が良好な点で好適である。また、結晶性シリカまたは非結晶性シリカは、熱伝導性の点ではアルミナに劣るが、イオン性不純物が少ないため、吸湿後の絶縁性が高く、銅やアルムニウムの腐食が少ない点で好適である。
難燃性を与えるためには、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム等が好ましい。
表面硬度の向上には、短繊維アルミナ、ほう酸アルミニウムウイスカ等が好ましい。
【００２８】
本発明の絶縁層用接着フィルムには、樹脂と無機フィラーの界面結合をよくするために、カップリング剤を配合することが好ましい。カップリング剤としては、シランカップリング剤が好ましい。
シランカップリング剤としては、γ−グリシドキシ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、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−β−アミノエチル−γ−アミノプロピルトリメトキシシランが挙げられる。
【００２９】
前記したシランカップリング剤は、市販のものとして、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランであるＮＵＣ  Ａ−１８７（日本ユニカー株式会社製商品名）、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシランであるＮＵＣ  Ａ−１８９（日本ユニカー株式会社製商品名）、γ−アミノプロピルトリエトキシシランであるＮＵＣ  Ａ−１１００（日本ユニカー株式会社製商品名）、γ−ウレイドプロピルトリエトキシシランであるＮＵＣ  Ａ−１１６０（日本ユニカー株式会社製商品名）、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であるＮＵＣ  Ａ−１１２０（日本ユニカー株式会社製商品名）が使用できる。
【００３０】
本発明においては、このカップリング剤の配合量を、無機フィラー１００重量部に対して、０．１〜１０重量部の範囲とすることが好ましく、０．１重量部未満では、密着性向上の効果がなく、１０重量部を超えると、耐熱性低下、コストの上昇などを生ずる。
【００３１】
さらに、イオン性不純物を吸着して、吸湿時の絶縁信頼性をよくするために、無機イオン吸着剤を配合してもよい。このような無機イオン吸着剤としては、単にイオンを吸着するものと、イオン交換反応を示す無機イオン交換体と、この両者の性質を併せ持つものとがある。
このように単にイオンを吸着するものとしては、多孔性固体の吸着性を利用して液体、固体から物質移動を行いイオンを分離する無機物質であり、耐熱性、耐薬品性に優れた活性炭、天然及び合成ゼオライト、シリカゲル、活性アルミナ、活性白土などが挙げられる。
【００３２】
無機イオン交換体は、イオン交換反応により液体、固体からイオンを分離するものであり、合成アルミノケイ酸塩、例えば合成ゼオライト、金属の含水酸化物、例えば水和五酸化アンチモン、多価金属の酸性塩、例えばリン酸ジルコニウムなどが挙げられる。シリカゲルや活性白土も無機イオン交換体として作用する。ハイドロタルサイトは、ハロゲンを捕捉することが知られており、無機イオン交換体の一種である。
【００３３】
このような無機イオン吸着剤としては、市販のものとして、ジルコニウム系化合物を成分とするＩＸＥ−１００（東亜合成化学工業株式会社製商品名）、アンチモンビスマス系化合物を成分とするＩＸＥ−６００（東亜合成化学工業株式会社製商品名）、マグネシウムアルミニウム系化合物を主成分とするＩＸＥ−７００（東亜合成化学工業株式会社製商品名）、ハイドロタルサイトであるＤＨＴ−４Ａ（協和化学工業製、商品名）を使用できる。
【００３４】
この無機イオン吸着剤の配合は、樹脂１００重量部に対して、０．５〜１０重量部の範囲が好ましく、０．５部未満であると、吸湿時の絶縁信頼性を改善できず、１０重量部を超えると、耐熱性の低下、コストの上昇等を生じる。
【００３５】
この他、銅がイオン化して溶け出すのを防止するため、銅害防止剤として知られる化合物、例えば、トリアジンチオール化合物、ビスフェノール系還元剤を配合してもよい。ビスフェノール系還元剤としては、２，２’−メチレン−ビス−（４−メチル−６−第３−ブチルフェノール）、４，４’−チオ−ビス−（３−メチル−６−第３−ブチルフェノール）が挙げられる。
【００３６】
トリアジンチオール化合物を成分とする銅害防止剤としては、ジスネットＤＢ（三協製薬株式会社製商品名）を、ビスフェノール系還元剤を成分とする銅害防止剤としては、ヨシノックスＢＢ（吉富製薬株式会社製商品名）を市販品として使用できる。
【００３７】
本発明の絶縁層用接着フィルムは、絶縁層用接着剤組成物をワニスとし、それをフィルム化して製造するのが一般的であり、各組成成分を十分に分散できる混合方法ならば、特に制限はない。たとえば、無機フィラーを添加しないものであれば、プロペラ撹拌により、各樹脂を溶剤に溶解・分散してワニスを得ることができる。無機フィラーを配合する場合は、プロペラ撹拌により、各樹脂を溶剤に溶解・分散してワニス状とした後に、ビーズミルを用いた混練により、無機フィラーと樹脂ワニスを混練することにより、樹脂と無機フィラーが十分に分散されたワニスを得ることができる。混練に用いる機械は、ビーズミルの他に３本ロールやらいかい機などが使用でき、これらを組み合わせてもよい。また、無機フィラーと低分子量成分とをあらかじめ混合した後、高分子量樹脂を配合することにより、混合に要する時間を短縮することが可能である。これらのワニスを作製した後、真空脱気により、ワニス中の気泡を除去することが望ましい。
【００３８】
ワニス化の溶剤は、比較的低沸点の、メチルエチルケトン、アセトン、メチルイソブチルケトン、２−エトキシエタノール、トルエン、ブチルセルソルブ、メタノール、エタノール、２−メトキシエタノールなどを用いるのが好ましい。また塗膜性を向上するなどの目的で、高沸点溶剤を加えてもよい。高沸点溶剤としては、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド、メチルピロリドン、シクロヘキサンなどが挙げられる。
【００３９】
本発明の絶縁層用接着フィルムは、ワニスを基材上に塗布し、加熱して溶剤を除去して得ることができる。絶縁層用接着フィルムの粘度特性は、加熱温度、加熱時間を変えることによっても調整できる。
なお、ここで、粘度特性とは、厚さ１mmの試料を動的粘弾性測定装置を用い、加熱接着時の温度での動的粘弾性率を測定した値をいう。
２層構造の絶縁層用接着フィルムは、それぞれの粘度特性を有する絶縁層用接着フィルムをホットロールラミネーターで張り合わせて得ることができる。気泡をつくらないためには、真空チャンバーを有するホットロールラミネーターを用いることが好ましい。また、ワニスを基材上に塗布し、加熱して溶剤を除去した後にさらに、その上にワニスを塗布し、加熱して溶剤を除去することによっても得ることができる。
基材にはプラスチックフィルムを用いることができ、ポリテトラフルオロエチレンなどのフッソ系フィルム、離型処理したポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリイミドフィルム等が使用できる。このプラスチックフィルムは接着の際に剥離されるものである。
プラスチックフィルムには、ポリイミドフィルムであるカプトン（東レ・デュポン株式会社社製商品名）、アピカル（鐘淵化学工業株式会社製商品名）、ポリエチレンテレフタレートフィルムであるルミラー（東レ・デュポン株式会社製商品名）、ピューレックス（帝人株式会社製商品名）等が、市販のものとして使用できる。
以下に、本発明を実施例によって具体的に説明する。
【００４０】
【実施例】
（絶縁層用接着フィルムのワニス作製）
以下の手法により絶縁層用接着フィルムのワニスを作製した。
（ワニス１）
（ａ）エポキシ基含有アクリルゴムとしてＨＴＲ−８６０Ｐ−３（帝国化学産業株式会社製商品名、分子量１００万）１００重量部、（ｂ）エポキシ樹脂としてビスフェノールＡ型エポキシ樹脂であるエピコート８２８（油化シェルエポキシ株式会社製商品名、エポキシ当量２００）３０重量部及びクレゾールノボラック型エポキシ樹脂であるＥＳＣＮ００１（住友化学工業株式会社製商品名、エポキシ当量２２０）１０重量部に、エポキシ樹脂の硬化剤としてビスフェノールＡノボラック樹脂であるフェノライトＬＦ２８８２（大日本インキ化学工業株式会社製商品名）２５重量部、（ｃ）硬化促進剤として１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾールであるキュアゾール２ＰＺ−ＣＮ（四国化成工業株式会社製商品名）０．５重量部及び（ｄ）エポキシ樹脂と相溶性でありかつ重量平均分子量３万以上の高分子量樹脂であるフェノキシ樹脂フェノトートＹＰ−５０（東都化成工業株式会社製商品名、分子量５万）１０重量部から成る組成物をメチルエチルケトンに加え、これをプロペラ撹拌により混合した後、真空脱気してワニスを調整した。
（ワニス２）
（ｂ）エポキシ樹脂としてビスフェノールＡ型エポキシ樹脂であるエピコート８２８（油化シェルエポキシ株式会社製商品名、エポキシ当量２００）３０重量部、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂であるＥＳＣＮ００１（住友化学工業株式会社製商品名、エポキシ当量２２０）１０重量部にエポキシ樹脂の硬化剤としてビスフェノールＡノボラック樹脂であるフェノライトＬＦ２８８２（大日本インキ化学工業株式会社製商品名）２５重量部及び（ｄ）エポキシ樹脂と相溶性でありかつ重量平均分子量３万以上の高分子量樹脂であるフェノキシ樹脂フェノトートＹＰ−５０（東都化成工業株式会社製商品名、分子量５万）１０重量部から成る組成物をメチルエチルケトンに加えた。これをこれをプロペラ撹拌により混合した後、無機フィラーとしてシリカピュアレックスＴＳＳ−６（株式会社龍森製商品名）８０重量部、シランカップリング剤ＮＵＣ  Ａ−１８７（日本ユニカー株式会社製商品名、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン）１重量部を加え、これをビーズミルによりシリカが十分に分散するまで混練した。さらにこのワニスに（ａ）エポキシ基含有アクリルゴムであるＨＴＲ−８６０Ｐ−３（帝国化学産業株式会社製商品名、分子量１００万）１００重量部、硬化促進剤キュアゾール２ＰＺ−ＣＮ （四国化成工業株式会社製商品名）０．５重量部を加えプロペラ撹拌により混合した後、真空脱気してワニスを調整した。
【００４１】
（単層の絶縁層用接着フィルムの作製）
以下の手法により絶縁層用接着フィルムを作製した。
（単層接着フィルム１）
ワニス１を基材となる厚み５０μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム（Ｓ−３１、帝人株式会社製商品名）に塗布し、１３０℃で５分間、加熱乾燥させることにより、厚さ５０μｍの単層接着フィルム１を得た。この接着フィルムの１００℃における最低粘度は４０００Ｐａ・ｓであった。
（単層接着フィルム２）
乾燥温度を１４０℃とした他は単層接着フィルム１と同様に作製し、単層接着フィルム２を得た。この接着フィルムの１００℃における最低粘度は１００００Ｐａ・Ｓであった。
（単層接着フィルム３）
乾燥温度を１５０℃とした他は単層接着フィルム１と同様に作製し、単層接着フィルム３を得た。この接着フィルムの１００℃における最低粘度は２００００Ｐａ・Ｓであった。
（単層接着フィルム４）
乾燥温度を１６０℃とした他は単層接着フィルム１と同様に作製し、単層接着フィルム４を得た。この接着フィルムの１００℃における最低粘度は４００００Ｐａ・Ｓであった。
（単層接着フィルム５）
ワニス２を基材となるポリエチレンテレフタレートフィルム（帝人株式会社製商品名、Ｓ−３１、５０μｍ）に塗布し、１３０℃で５分間、加熱乾燥させることにより、厚さ５０μｍの単層接着フィルム５を得た。この接着フィルムの１００℃における最低粘度は１００００Ｐａ・ｓであった。
（単層接着フィルム６）
乾燥温度を１４０℃とした他は単層接着フィルム５と同様に作製し、単層接着フィルム６を得た。この接着フィルムの１００℃における最低粘度は３００００Ｐａ・ｓであった。
（単層接着フィルム７）
乾燥温度を１５０℃とした他は単層接着フィルム５と同様に作製し、単層接着フィルム７を得た。この接着フィルムの１００℃における最低粘度は１０００００Ｐａ・ｓであった。
（単層接着フィルム８）
乾燥温度を１６０℃とした他は単層接着フィルム５と同様に作製し、単層接着フィルム８を得た。この接着フィルムの１００℃における最低粘度は３０００００Ｐａ・ｓであった。
（単層接着フィルム９）
ワニス１を基材となるポリエチレンテレフタレートフィルム（帝人株式会社製商品名、Ｓ−３１、５０μｍ）に塗布し、１５０℃で５分間、加熱乾燥させることにより、厚さ１００μｍの単層接着フィルム９を得た。この接着フィルムの１００℃における最低粘度は２００００Ｐａ・ｓであった。
（単層接着フィルム１０）
ワニス２を基材となるポリエチレンテレフタレートフィルム（帝人株式会社製商品名、Ｓ−３１、５０μｍ）に塗布し、１５０℃で５分間、加熱乾燥させることにより、厚さ１００μｍの単層接着フィルム１０を得た。この接着フィルムの１００℃における最低粘度は１０００００Ｐａ・ｓであった。
【００４２】
（実施例１〜８）
２枚の単層接着フィルムを、接着フィルム面が内側となるように、ホットロールラミネーターを用いて貼合わせて粘度特性の異なる２層の接着剤からなる絶縁層用接着フィルムを得た。ラミネートは真空チャンバーの中で５ＫＰａに減圧した雰囲気中で、ロール温度８０℃、ロール線圧０．５ＭＰａ、ラミネート速度０．２ｍ／分の条件で行った。単層フィルムの種類については、表１の中に示した。
この絶縁層用接着フィルムを１０×１５ｍｍの形状に型抜きし、可撓性を有する配線基板に熱圧着した。ここでいう可撓性を有する配線基板とは、厚さ５０μｍのポリイミドフィルムに厚さ１８μｍの回路が形成されているものである。絶縁層用接着フィルムの高流動層の面を配線板と接するようにした。加熱圧着の条件は、圧着機の温度が１００℃、圧力０．５ＭＰａ、圧着時間１分とした。
この絶縁層用接着フィルムが熱圧着された配線板をさらに半導体チップと熱圧着した。熱圧着の条件は、圧着機の温度が１００℃、圧力０．５ＭＰａ、圧着時間１分とした。
【００４３】
（比較例１〜６）
接着フィルムに表１中の比較例に示す粘度特性を示すのものを用いた他は、実施例１と同様の条件で半導体装置を作製した。比較例５、比較例６は厚みの厚い単層接着フィルムを用い、ラミネートによる貼合わせは行わなかった。
【００４４】
試験方法は以下の通りである。
（粘度特性評価）
ＭＲ−５００ソリキッドメータ（株式会社レオロジ製商品名）を用い、パラレルプレートモードで動的粘弾性率を測定した。厚さ１ｍｍの試料を用い、加熱接着時の温度における最低粘度を測定した。
（浸出量評価）
ポリイミドフィルム配線板の端部から浸み出した絶縁層用接着フィルムの量を、倍率２００倍の顕微鏡にビデオスケーラーを取り付け、５μｍ以下の精度で測定した。浸出量が２００μｍ以下のものを良好、２００μｍを超えるものを不良とした。
（耐熱性評価）
実施例、比較例で作製した半導体装置を、その表面の最高温度が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、室温まで冷却する処理を２回繰り返したサンプルの剥離状態を観察した。剥離の発生していないものを良好とし、発生していたものを不良とした。
【００４５】
【表１】
0003915940.tif 000002
【００４６】
実施例１〜８は、いずれも、加熱接着温度である１００℃における最低粘度が１００００〜３００００Ｐａ・ｓの高流動層と４００００〜１０００００Ｐａ・ｓの低流動層を有する２層構造を有した接着フィルムを用いた半導体装置である。これらの半導体装置はいずれも浸出量制御と耐熱性に優れている。また、絶縁層用接着フィルムの弾性率の値は適度なものであった。
【００４７】
また、比較例１及び比較例２は、高流動層の最低粘度が低いために浸出量が大きく不良となった。比較例３及び比較例４は、低流動層の最低粘度が高いために耐熱性に劣り不良となった。比較例５は、流動性の高い１層の接着フィルムのために浸出量が大きく不良となった。比較例６は、流動性の低い１層の接着フィルムのため耐熱性に劣り不良となった。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明したように、半導体チップと可撓性を有する配線基板とそれらに挟まれた絶縁層からなる構造を有する半導体装置の絶縁層に本発明の絶縁層用接着フィルムを用いた場合に、浸出量制御と耐熱性に優れた半導体装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の絶縁層用接着フィルムを用いた半導体装置の一部を表わす構造断面図である。
【符号の説明】
１．半導体チップ
２１．絶縁層用接着フィルムの低流動性の層
２２．絶縁層用接着フィルムの高流動性の層
３．可撓性を有する配線基板
４．電気接続用バンプ
５．半導体チップと可撓性を有する配線基板の接合部
【図１】
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