(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２００℃加熱の熱収縮率が０．２％以下であって粘着剤塗工面の表面粗さＲｚが、１μｍを越え１２μｍ以下である、耐熱性フィルムの粗面化された表面に放射線硬化型アクリル系粘着剤が積層され、前記放射線硬化型アクリル系粘着剤が少なくとも側鎖に放射線硬化性炭素−炭素二重結合、水酸基及びカルボキシル基を有するアクリル系共重合体を主成分とし、かつゲル分率が６０％以上であることを特徴とする半導体固定用再剥離型耐熱性粘着テープ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基材フィルムの片面に粘着剤層を設け、粘着剤層側にセパレータを設けてなる粘着テープに関するものである。さらに詳しくは、半導体装置を製造するにあたりウェハ等を固定し、ワイヤーボンドした後、さらに樹脂封止工程でモールド樹脂の流れに抗してチップを保持しながらモールド樹脂の漏れを抑制するために使用される半導体固定用再剥離型耐熱性粘着テープに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＩＣなどの半導体装置の組立工程においては、パターン形成後の半導体ウェハ等は個々のチップに切断分離（ダイシング）する工程と、チップをリードフレーム等にマウントする工程、チップと電極間のワイヤーボンド工程、さらに樹脂等で封止する工程からなっている。
ＱＦＮ（Quad Flat Non-Lead）パッケージの組み立て工程では、ワイヤーボンド工程から樹脂モールド工程までの間でリードフレームとチップの保持およびリードフレーム電極面を保護するために粘着テープが使用されるが、工程を通じて１８０℃前後の高温度に晒される。したがって、加熱の前後でも粘着力が変化しにくい耐熱性の粘着テープとして、耐熱性のポリイミドフィルム基材を用いたシリコーン系粘着テープが使用されている。ワイヤーボンド時にはリードフレームを保持し、樹脂モールド工程では、電極面への樹脂漏れを抑制することが求められているうえ、使用後には容易に剥離できることと糊残りによる汚染のないことも必要とされている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記工程で使用されているシリコーン系粘着剤の問題点は、加熱時に粘着剤構成成分であるシロキサンが揮発ガス成分として放出されることである。放出されるシロキサンは高沸点のものが多いことから、低温部位に接触して皮膜を形成しやすく、ワイヤーボンドされるはんだボール上に付着するような場合にはワイヤーボンド不良の原因となり易いことが懸念されている。シリコーン系粘着剤をアクリル系粘着剤へと変更することで、シロキサンガスによる汚染は無くなり、材料コストも低減されることが容易に推測できる。しかし、一般的なアクリル系粘着剤ではその耐熱性が低く加熱前後では粘着特性が変化し易いことから上記工程での利用が難しいと考えられている。
そこで、本発明は半導体製造工程における半導体装置の固定および樹脂モールド工程での電極保護に使用されるのに好適な半導体固定用再剥離型耐熱性テープを提供することを目的とする。より詳しく言えば、ワイヤーボンド時には電極とチップを保持しモールド工程では電極表面への樹脂汚染を抑止するに十分な粘着特性を有するが、加熱時にはシロキサン等のアウトガスを生じることが無く、使用後には容易に剥離可能な耐熱性のアクリル系粘着テープを提供することを目的とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前述した課題を達成するために鋭意検討した結果、耐熱性フィルムの粗面化された表面に特定の放射線硬化型アクリル系粘着剤を積層することにより、半導体製造工程においてシロキサンガスを生じないアクリル系粘着テープは加熱前後の粘着特性変化が低減できることを見いだし、耐熱性粘着テープを開発するに至った。
すなわち、本発明は、
（１）２００℃加熱の熱収縮率が０．２％以下であって粘着剤塗工面の表面粗さＲｚが、１μｍを越え１２μｍ以下である、耐熱性フィルムの粗面化された表面に放射線硬化型アクリル系粘着剤が積層され、前記放射線硬化型アクリル系粘着剤が少なくとも側鎖に放射線硬化性炭素−炭素二重結合、水酸基及びカルボキシル基を有するアクリル系共重合体を主成分とし、かつゲル分率が６０％以上であることを特徴とする半導体固定用再剥離型耐熱性粘着テープ、
を提供するものである。
なお、ここで言う放射線とは、紫外線のような光線、又は電子線のような電離性放射線をさす。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明に用いられる粘着剤は、少なくとも側鎖に放射線硬化性炭素−炭素二重結合、水酸基及びカルボキシル基を有するアクリル系重合体を含むものが好ましい。本発明におけるこのアクリル系共重合体（Ａ）はどのようにして製造されたものでもよいが、例えば、アクリル系共重合体またはメタクリル系共重合体などの放射線硬化性炭素−炭素二重結合を有するもので、かつ、官能基をもつ化合物Ｉと、その官能基と反応し得る官能基をもつ化合物IIとを反応させて得たものが用いられる。
このうち、前記の放射線硬化性炭素−炭素二重結合および官能基を有する化合物Ｉは、アクリル酸アルキルエステルまたはメタクリル酸アルキルエステルなどの放射線硬化性炭素−炭素二重結合を有する単量体Ｉ−１と、官能基を有する単量体Ｉ−２とを共重合させて得ることができる。
【０００６】
単量体Ｉ−１としては、炭素数６〜１２のヘキシルアクリレート、ｎ−オクチルアクリレート、イソオクチルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、ドデシルアクリレート、デシルアクリレート、または炭素数５以下の単量体である、ペンチルアクリレート、ｎ−ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、エチルアクリレート、メチルアクリレート、またはこれらと同様のメタクリレートなどを列挙することができる。単量体Ｉ−１として、炭素数の大きな単量体を使用するほどガラス転移点は低くなるので、所望のガラス転移点のものを作製することができる。また、ガラス転移点の他、相溶性と各種性能を上げる目的で酢酸ビニル、スチレン、アクリロニトリルなどの炭素−炭素二重結合をもつ低分子化合物を配合することも５重量％以下の範囲内でできる。
単量体Ｉ−２が有する官能基としては、カルボキシル基、水酸基、アミノ基、環状酸無水基、エポキシ基、イソシアネート基などを挙げることができ、単量体Ｉ−２の具体例としては、アクリル酸、メタクリル酸、けい皮酸、イタコン酸、フマル酸、フタル酸、２−ヒドロキシアルキルアクリレート類、２−ヒドロキシアルキルメタクリレート類、グリコールモノアクリレート類、グリコールモノメタクリレート類、Ｎ−メチロールアクリルアミド、Ｎ−メチロールメタクリルアミド、アリルアルコール、Ｎ−アルキルアミノエチルアクリレート類、Ｎ−アルキルアミノエチルメタクリレート類、アクリルアミド類、メタクリルアミド類、無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水フマル酸、無水フタル酸、グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート、アリルグリシジルエーテル、ポリイソシアネート化合物のイソシアネート基の一部を水酸基またはカルボキシル基および放射線硬化性炭素−炭素二重結合を有する単量体でウレタン化したものなどを列挙することができる。
前記化合物IIにおいて、用いられる官能基としては、化合物Ｉ、つまり単量体Ｉ−２の有する官能基が、カルボキシル基または環状酸無水基である場合には、水酸基、エポキシ基、イソシアネート基などを挙げることができ、水酸基である場合には、環状酸無水基、イソシアネート基などを挙げることができ、アミノ基である場合には、エポキシ基、イソシアネート基などを挙げることができ、エポキシ基である場合には、カルボキシル基、環状酸無水基、アミノ基などを挙げることができ、具体例としては、単量体Ｉ−２の具体例で列挙したものと同様のものを列挙することができる。
前記の化合物Ｉと化合物IIの反応において、未反応の官能基を残すことにより、酸価または水酸基価などの特性に関して、所望のものを製造することができる。
【０００７】
上記の共重合体（Ａ）の合成において、反応を溶液重合で行う場合の有機溶剤としては、ケトン系、エステル系、アルコール系、芳香族系のものを使用することができるが、中でもトルエン、酢酸エチル、イソプロピルアルコール、ベンゼンメチルセロソルブ、エチルセロソルブ、アセトン、メチルエチルケトンなどの、一般にアクリル系ポリマーの良溶媒で、沸点６０〜１２０℃の溶剤が好ましく、重合開始剤としては、α，α′−アゾビスイソブチルニトリルなどのアゾビス系、ベンゾベルペルオキシドなどの有機過酸化物系などのラジカル発生剤を通常用いる。この際、必要に応じて触媒、重合禁止剤を併用することができ、重合温度および重合時間を調節することにより、所望の分子量の共重合体（Ａ）を得ることができる。また、分子量を調節することに関しては、メルカプタン、四塩化炭素系の溶剤を用いることが好ましい。なお、この重合反応は溶液重合に限定されるものではなく、塊状重合、懸濁重合など別の方法でもさしつかえない。
以上のようにして、共重合体（Ａ）を得ることができるが、本発明において、共重合体（Ａ）の分子量は、１０万〜８０万程度が好ましい。分子量が小さすぎると、粘着剤の凝集力が小さくなって、最終剥離工程での剥離力が上昇して糊残りを生じやすくなり電極表面が汚染されることがある。分子量が大きすぎると、合成時および塗工時にゲル化する可能性があるからである。なお、本発明における分子量とは、ポリスチレン換算の重量平均分子量である。
【０００８】
つぎに、本発明の粘着剤は主成分の１つとして、ポリイソシアネート類、またはメラミン・ホルムアルデヒド樹脂、またはエポキシ樹脂（Ｂ）を、共重合体（Ａ）１００重量部に対して０．１〜１０重量部、好ましくは０．４〜３重量部の割合で含有する。（Ｂ）は架橋剤として働き、共重合体（Ａ）または基材フィルムと反応した結果できる架橋構造により、共重合体（Ａ）および（Ｂ）を主成分とした粘着剤の凝集力を粘着剤塗布後に向上することができる。（Ｂ）の添加量を共重合体（Ａ）１００重量部に対して０．１〜１０重量部とする。その量が０．１重量部未満では凝集力向上効果が十分でなく、１０重量部を越えると粘着剤の配合および塗布作業中に硬化反応が急速に進行し、架橋構造が形成されるため、作業性が損なわれる。このようにして得られた粘着剤の放射線照射後の粘着力低減効果を向上し、なおかつ放射線照射後の粘着剤の流動性を損なわないため、さらに、共重合体（Ａ）１００重量部に対して放射線硬化性の炭素−炭素二重結合を少なくとも１個有する分子量１万未満のシアヌレート化合物またはイソシアヌレート化合物（Ｃ）を０．１〜１０重量部を含有させても良い。
さらに、この発明に用いられる放射線硬化型粘着剤には必要に応じて粘着付与剤、粘着調整剤、界面活性剤など、あるいはその他の改質剤および慣用成分を配合することができる。
【０００９】
放射線硬化性粘着剤層の厚さは特に制限されるものではないが、通常２〜５０μｍである。ワイヤーボンド時に加えれられる超音波振動エネルギーを減衰させることなく電極およびワイヤーへ伝えるためには出来る限り薄くすることが好ましいが、樹脂漏れに抗するための粘着特性を維持するためには２〜１０μｍ程度が好ましく、被着体へ接する糊表面の表面粗さは小さいほうが好ましい。
本発明における耐熱性フィルムは、例えば銅箔、アルミ箔、リードフレーム用合金箔、ポリイミドフィルム、芳香族ポリアミドフィルム等の金属、プラスチックなどを用いるのが好ましく、２００℃加熱の熱収縮率が０．２％以下、好ましくは０．１８％以下である限りにおいて特に制限されるものではないが、半導体製品に使用されるリードフレーム材と同程度の線膨張係数を有する材料が好ましい。２００℃加熱の熱収縮率が０．２％を越えると、加熱による基材フィルムの収縮により粘着剤層に被着体方向への応力が働き、粘着剤が被着体へ強固に食い込み、剥離が困難で糊残り等が生ずる。なお、ここでいう２００℃加熱の熱収縮率とは、ＪＩＳ  Ｃ２１５１により２００℃で加熱し測定した場合の熱収縮率である。
また、耐熱性フィルムの糊塗工面の表面粗さＲｚは、アクリル系粘着剤層との密着力を確保するために１μｍを越え１２μｍ以下程度である。１μｍ以下の表面粗さでは、アクリル系粘着剤の硬化収縮に伴う接着界面への応力集中から耐熱性フィルムと粘着剤層間で剥離が生じやすくなるため、再剥離工程で粘着剤層が被着体リードフレームへ転着しやすい。１２μｍを越えると、表面粗さを吸収して粘着剤表面を平滑に塗工するために必要となる粘着剤使用量が増加するため経済的でない上に、加熱時に粘着剤層から発生する有機ガス成分も増加することから好ましくない。
【００１０】
【実施例】
次に、本発明を実施例及び比較例に基づき、更に詳細に説明するが、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内でさまざまな実施の形態を取り得るものである。
アクリル系共重合体Ａの合成例
ブチルアクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレート、アクリル酸を原料として、下記表１に示した配合比で周知の溶液重合法にて重合を行い共重合体Ａを得た。
この重合体に２−イソシアネートエチルメタクリレートを下記表１の配合比で付加反応させ、共重合体Ａ１、Ａ２を得た。Ａ３については、２−イソシアネートエチルメタクリレートの付加を行わないものである。
【００１１】
【表１】
0004128795.tif 000002
【００１２】
粘着テープの作成例
（実施例１）
前記の共重合体Ａ１の１００重量部に対して硬化剤としてポリイソシアネート化合物（日本ポリウレタン社製、商品名コロネートＬ）を１重量部の配合比で混合し、粘着剤を得た。得られた粘着剤を厚さ１８μｍ耐熱性銅箔フィルム（古河サーキットフォイル社製、ＳＴＤ−ＧＴＳ、質量厚さ１５８ｇ／ｍ２、２００℃加熱のＭＤ方向、ＴＤ方向共に熱収縮率０％）のＭ面（表面粗さＲｚ＝８μｍ）にコンマコータを用いて塗工後、加熱乾燥し厚さ２７μｍの半導体固定用再剥離型耐熱性粘着テープを作成した。
（実施例２）
実施例１において、耐熱性銅箔フィルムをＳＴＤ−ＧＴＳ３５μｍ（古河サーキットフォイル社製、質量厚さ２８５ｇ／ｍ２、２００℃加熱の熱収縮率０％、Ｍ面表面粗さＲｚ＝１０μｍ）および加熱乾燥後の粘着テープ厚さを４０μｍとした以外は実施例１と同様にして、半導体固定用再剥離型耐熱性粘着テープを作成した。
（実施例３）
実施例１において、共重合体Ａ１の替わりにＡ２を使用し、耐熱性銅箔フィルムをＦ３−ＷＳ１８μｍ（古河サーキットフォイル社製、質量厚さ１５８ｇ／ｍ２、２００℃加熱の熱収縮率０％、処理面表面粗さＲｚ＝２μｍ）とした以外は同様にして、半導体固定用再剥離型耐熱性粘着テープを作成した。
【００１３】
（比較例１）
実施例１において、耐熱性銅箔フィルムをＦ０−ＷＳ１８μｍ（古河サーキットフォイル社製、質量厚さ１５８ｇ／ｍ２、２００℃加熱の熱収縮率０％、処理面表面粗さＲｚ＝１μｍ）とした以外は同様にして、半導体固定用再剥離型耐熱性粘着テープを作成した。
（比較例２）
実施例１において、共重合体Ａ１の替わりに、共重合体Ａ３を使用した以外は実施例１と同様にして、半導体固定用再剥離型耐熱性粘着テープを作成した。
（比較例３）
実施例１において、耐熱性銅箔フィルムの替わりに厚さ２５μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム（２００℃加熱のＭＤ方向熱収縮率２％、ＴＤ方向熱収縮率０．５％）を用い、加熱乾燥後のテープ厚を３０μｍとした以外は実施例１と同様にして、半導体固定用再剥離型耐熱性粘着テープを作成した。
【００１４】
実施例及び比較例で作成した粘着テープについて、その各特性を次のように試験し、その得られた結果を下記の表２、表３に示した。
（１）ゲル分率：粘着剤層約０．０５ｇを秤取し、キシレン５０ｍｌに１２０℃で２４時間浸漬した後、２００メッシュのステンレス製金網で濾過し、金網上の不溶解分を１１０℃にて１２０分間乾燥する。次に、乾燥した不溶解分の重量を秤量し、下記に示す式にてゲル分率を算出した。
ゲル分率（％）＝（不溶解分の重量／秤取した粘着剤層の重量）×１００
（２）剥離力：銅板を被着体とし耐熱性テープを貼合した後、剥離速度５０ｍｍ／分にて１８０度剥離にかかる剥離力を測定した。「初期」とは、貼合した後６０分放置した後、剥離した場合であり、「加熱後」とは貼合した後１８０℃で３０分加熱後に室温に戻し、剥離した場合である。
（３）糊残り：銅板に耐熱テープ゜を貼合した後１８０℃で３０分加熱後に室温に戻し、上記と同様に紫外線を照射し、剥離速度５０ｍｍ／分にて１８０度剥離した際の銅板表面の糊残りを目視にて検査した。
評価基準
○：糊残りがない
×：糊残り有る、あるいは糊が全て被着体へ移行している。
（４）モールド評価（樹脂漏れ）：０．３ｍｍ間隔のスリット形状を有するリードフレーム（古河電工製、EFTEC64T）に耐熱性粘着テープを貼合し、リードフレーム面側から１０×１０×３ｍｍの形状にモールド樹脂（住友ベークライト社製、EME-6300）を１８０℃トランスファーモールド成形し、リードフレームスリット間への樹脂漏れを顕微鏡観察により検査した。
評価基準
○：倍率５０倍の顕微鏡観察で０．３ｍｍのスリット間隔がはっきりと認識でき、樹脂とフレームの境界が明瞭な場合
△：倍率５０倍の顕微鏡観察により樹脂とフレームの境界が不明瞭であり、０．０１ｍｍ程度のスリット幅変動が確認できる場合
×：目視により、スリット形状の変形が確認できる場合
【００１５】
【表２】
0004128795.tif 000003
【００１６】
【表３】
0004128795.tif 000004
【００１７】
【発明の効果】
本発明の半導体固定用再剥離型耐熱性粘着テープは、アクリル系粘着剤を熱収縮率の低い耐熱性フィルムに積層したものであり、ワイヤーボンド工程から樹脂モールド工程まで使用できる。そして、加熱時での接着力は充分でシロキサンガスの発生が無いので、絶縁不良やワイヤーボンド不良が起こらず、また、電極表面への樹脂汚染も殆ど無い。そのうえ、使用後の剥離は容易で糊残りも検知できない。さらに、シリコーン系粘着テープに比べ安価である。