(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリイミドフィルムからなるコア層の片面又は両面に熱可塑性ポリイミドからなる接着層を設けてなる接着フィルムにおいて、コア層が一般式（１）
【化１】
0003752372.tif 000011
［式中、Ｒ１は次の
【化２】
0003752372.tif 000012
からなる群から選択される基であり、Ｒ２は２価の有機基である。］
で示される構造を含み、弾性率が４００kgf/mm２以上で吸水率が１．５％以下であって、厚みが５５〜９０μｍであるポリイミドフィルムであり、かつ接着層の厚みが５〜２５μｍであることを特徴とするポリイミド接着フィルム。
【請求項２】
接着層が、一般式（２）
【化３】
0003752372.tif 000013
［式中、Ｒ３は次の
【化４】
0003752372.tif 000014
からなる群から選択される基であり、Ｒ４は２価の有機基である。］
で示される構造を含み、吸水率が１．０％以下の熱可塑性ポリイミドフィルムであることを特徴とする請求項1に記載のポリイミド接着フィルム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、打抜き加工性に優れたポリイミド接着フィルムに関する。詳しくは、電子部品、電子回路基板等の固定又は絶縁用等の機械的強度と耐熱性を要求されるフィルム又はテープに用いられるポリイミドフィルムの片面又は両面に熱可塑性フィルムからなる接着層を設けた、打抜き加工時に打抜き切断不良（バリ）を改善したポリイミド接着フィルムに関する。特に、多層ＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）や半導体装置のダイパッドボンディング用、半導体装置のリード固定用、或いはＣＯＬ（Chip on Lead）、ＬＯＣ（Lead on Chip）、ＴＡＢ（Tape Automated bonding）用等の実装用材料として好適に用いることのできるポリイミド接着フィルムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子機器の高機能化、高性能化、小型化が進んでおり、それらに伴って用いられる電子部品に対する小形化、軽量化が求められてきている。そのため半導体素子パッケージ方法やそれらを実装する配線材料又は配線部品も、より高密度、高機能かつ高性能のものが求められるようになってきた。特に、半導体パッケージ、ＣＯＬ又はＬＯＣパッケージ、或いはＴＡＢパッケージやＭＣＭ（マルチチップモジュール）等の高密度実装材料や多層ＦＰＣ等のプリント配線板材料、更には超伝導コイル被覆材料や航空宇宙材料として好適に用いることができる良好な機械的特性や耐熱特性、絶縁特性を示す接着材料が求められている。
【０００３】
このような要求を満たす接着材料としてポリイミドフィルムの片面又は両面に熱可塑性ポリイミドからなる接着層を設けたポリイミド接着フィルムが多く用いられている。
【０００４】
ポリイミド接着フィルムをリードフレーム固定用テープとして用いる場合、ポリイミド接着フィルムに打抜き加工を施して所望の形状とした後、リードフレームに配置し、加熱圧着してリードフレームに接着フィルムを貼り付けることができる。その他の用途に用いる際にも同様な方法によって貼付け加工ができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
然しながら、従来のポリイミド接着フィルムは、打抜き加工時に打抜き切断面が均一でなかったり、切断屑が発生する等の打抜き切断不良、所謂バリが多発することが問題となっていた。機械的特性の大きく異なった層を有する積層体であるポリイミド接着フィルムは、打抜き加工時にバリが発生しやすい。打抜き切断不良が多発すると打抜き時に凹金型と凸金型との間に屑が詰まってしまい、連続的な打抜き加工ができないという製造上の問題や、貼付け加工時に貼付け位置ずれが生じたり、切断屑がリードフレームを汚染する等の品質上の問題となる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記の問題点を解決することを目的に鋭意研究を重ねた結果、機械的特性や耐熱性、絶縁性に優れる、打抜き加工性が改善された接着フィルムを提供することに成功し、本発明に至ったのである。
【０００７】
上記の課題は、次のそれぞれの手段によって解決することができる。
本発明のポリイミド接着フィルムは、ポリイミドフィルムからなるコア層の片面又は両面に熱可塑性ポリイミドからなる接着層を設け、コア層の厚みを５５〜９０μm とし、かつ接着層の厚みを５〜２５μm とする。
【０００８】
更に、本発明のポリイミド接着フィルムでは、コア層のポリイミドフィルムの弾性率を４００kgf/mm2 以上とする。
また、本発明のポリイミド接着フィルムでは、コア層を、一般式（１）
【０００９】
【化５】
0003752372.tif 000002
［式中、Ｒ1 は次の
【００１０】
【化６】
0003752372.tif 000003
からなる群から選択される基であり、Ｒ2 は２価の有機基である。］
で示される構造を含み、吸水率が１．５％以下のポリイミドフィルムとする。
更に、本発明のポリイミド接着フィルムでは、接着層を、一般式（２）
【００１１】
【化７】
0003752372.tif 000004
［式中、Ｒ3 は次の
【００１２】
【化８】
0003752372.tif 000005
からなる群から選択される基であり、Ｒ4 は２価の有機基である。］
で示される構造を含み、吸水率が１．０％以下の熱可塑性ポリイミドフィルムとする。
このようにすることによって、従来問題とされていた打抜き加工時の打抜き切断不良（バリ）を大幅に改善することができたのである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明のポリイミド接着フィルムは、ポリイミドフィルムからなるコア層の片面又は両面に熱可塑性ポリイミドからなる接着層を設けている。
コア層はポリイミドフィルムからなるが、このコア層は厚みを５５〜９０μm の範囲内に選定することが好ましく、６０〜８０μm の範囲であることが更に好ましく、６５〜７５μm の範囲であることが特に好ましい。
【００１４】
コア層の厚みが５５μm よりも薄いとバリが多発し、９０μm より厚くなると打抜き加工に高い圧力を必要とし、フィルムが変形したり、コア層に割れ欠けが生じるからである。
【００１５】
接着層は熱可塑性ポリイミドからなるが、接着層は厚みを５〜２５μm の範囲内に選定することが好ましく、１０〜２０μm の範囲であることが更に好ましく、１２．５〜１７．５μm の範囲であることが特に好ましい。
【００１６】
接着層の厚みが５μm よりも薄いと充分な接着力が得られないので信頼性を損ねることになり、２５μm より厚くなると打抜き切断時にバリが多発することになるからである。
【００１７】
バリの発生メカニズムについては明らかではないが、打抜き時にコア層が接着層よりも先に完全に切断してしまうと、接着層が伸びて千切れるように切断してしまい、接着層の伸びた部分がバリになってしまうと推定される。特に、接着層として好適に用いられる熱可塑性ポリイミドは、コア層として好適に用いられているポリイミドフィルムよりも伸び易いという性質を有しているからである。
【００１８】
従って、バリの発生を防ぐためには打抜き時に切断し易い範囲でコア層を厚くし、接着層を貼付け信頼性を損なわない程度に薄くなるようにすることが好ましい。具体的には、コア層が全体の厚みの５０％より大きく９０％より小さくなる範囲、特に６０％〜８０％にすることが一層好ましい。
【００１９】
本発明におけるコア層のポリイミドフィルムとしては、弾性率が４００kgf/mm2 以上とすることが好適であり、４５０kgf/mm2 以上であることが更に好ましく、５００kgf/mm2 以上であることが特に好ましい。
【００２０】
弾性率が４００kgf/mm2 より低いと、接着フィルムに腰がなくなり、打抜き加工性や貼付け加工時にテープ全体にだれを生じ易く、加工性に劣ることになるからである。
【００２１】
本発明におけるコア層となるポリイミドフィルムのポリイミドとしては、耐熱性、電気特性、機械的特性に優れる一般的なポリイミドフィルムとなるものであれば特に限定されるものではないが、一般に弾性率が高く吸水率が低いものが好ましい。
【００２２】
コア層のポリイミドフィルムの吸水率は１．５％以下であることが好ましく、１．０％以下であることが特に好ましい。接着層の熱可塑性ポリイミドフィルムの吸水率についても同様である。
【００２３】
吸水率の高いポリイミドフィルムを用いた接着フィルムは、半導体パッケージ等を組立てる工程で空気中の水分を多量に含んでしまい、パッケージを組立てた後にテープから水分が蒸発することによってパッケージクラックを発生させるので、信頼性を損ねることになる。
このポリイミドフィルムとして用いられるポリイミドは、一般に芳香族テトラカルボン酸とジアミンとを用いて得られるもので、一般式（１）
【００２４】
【化９】
0003752372.tif 000006
［式中、Ｒ1 は次の
【００２５】
【化１０】
0003752372.tif 000007
からなる群から選択される基であり、Ｒ2 は２価の有機基である。］
で示される構造を含むポリイミドが好適に用いられる。
【００２６】
前記一般式（１）で示されるポリイミドを合成する際の酸成分としては、3,3',4,4'-オキシジフタル酸二無水物、ピロメリット酸二無水物、3,3',4,4'-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、3,3',4,4'-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、3,3',4,4'-ハイドロキノンジベンゾエートテトラカルボン酸二無水物等が好ましく、またジアミン成分としてはp-フェニレンジアミン、 4,4'-オキシジアニリン、 4,4'-ビス（4-アミノフェノキシ）ビフェニル、1,4-ビス（4-アミノフェノキシ）ベンゼン等が好ましい。
【００２７】
この構造を含むポリイミドフィルムは、弾性率が高くて吸水率が低いので、４００kgf/mm2 以上の弾性率を有すると共に１．５％以下という低い吸水率とを併せ有する条件を満たすことができる。
【００２８】
本発明に用いることができるポリイミドフィルムとして具体的に市販されているものには、アピカルシリーズ（鐘淵化学製）、ユーピレック（宇部興産製）、カプトンシリーズ（デュポン社製）等が挙げられ、これらを好適に用いることができる。
【００２９】
本発明における接着層となる熱可塑性ポリイミドは、加熱圧着により充分な接着力が発現するものであれば、特に限定されるものではないが、半導体分野では接着フィルム以外の材料の耐熱性の制約上、貼付け加工時の加熱温度を４００℃以下に設定する必要があるため、接着層のガラス転移温度は３００℃以下とすることが好ましい。ガラス転移温度が３００℃を超えると貼付け加工時の加熱温度が４００℃より高い温度が必要となるからである。
この接着層として用いられる熱可塑性ポリイミドは、一般に芳香族テトラカルボン酸とジアミンとを用いて得られるもので、一般式（２）
【００３０】
【化１１】
0003752372.tif 000008
［式中、Ｒ1 は次の
【００３１】
【化１２】
0003752372.tif 000009
からなる群から選択される基であり、Ｒ2 は２価の有機基である。］
で示される構造を含む熱可塑性ポリイミドが好適に用いられる。
【００３２】
前記一般式（２）で示されるポリイミドを合成する際の酸成分としては、3,3',4,4'-オキシジフタル酸二無水物、3,3',4,4'-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、3,3',4,4'-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、3,3',4,4'-エチレングリコールベンゾエートテトラカルボン酸二無水物、 2,2'-ビス（4-ヒドロキシフェニル）プロパンジベンゾエート−3,3',4,4'-テトラカルボン酸二無水物等が好ましく、またジアミン成分としては2,2-ビス［4-（4-アミノフェノキシ）フェニル］プロパン、1,3-ビス（3-アミノフェノキシ）ベンゼン、1,3-ビス（4-アミノフェノキシ）ベンゼン、1,4-ビス（4-アミノフェノキシ）ベンゼン、1,2-ビス（2-（4-アミノフェノキシ）エトキシ）エタン、1,2-ビス（2-（3-アミノフェノキシ）エトキシ）エタン等が好ましい。
【００３３】
この構造を含む熱可塑性ポリイミドは、１５０〜３００℃のガラス転移温度と１．０％の低い吸水率とを併せ有することができるからである。
本発明のポリイミド接着フィルムの製造方法としては、コア層のポリイミドフィルムに熱可塑性ポリイミド溶液、又はその前駆体であるポリアミック酸溶液を流延し、又はロールコーターやバーコーター等で塗布し加熱乾燥させることによって接着層を積層させる方法や、コア層のポリイミドフィルムに熱可塑性ポリイミドフィルムを加熱、加圧装置とエンドレスベルトを備えた所謂ダブルベルトプレス機を用いて連続的に加熱圧着することによって積層させる方法等を採用することができるが、特に限定されるものではない。
【００３４】
【実施例】
次に例を挙げて本発明のポリイミド接着フィルムを具体的に説明するが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。なお、例５及び例７は比較例として示すものである。
【００３５】
まず、コア層となるポリイミドフィルムと、接着層となる熱可塑性ポリイミドフィルムの作成方法について説明する。
コアフィルムの作成：
コア層となるポリイミドフィルムを次のようにして作成した。
4,4'-ジアミノジフェニルエーテル（以下、ＯＤＡという）１０．０１g （０．０５モル）とp-フェニレンジアミン（以下、p-ＰＤＡという）５．４０g （０．０５モル）とをN,N-ジメチルアセトアミド（以下、ＤＭＡｃという）２７０．０g に溶解した溶液に、3,3',4,4'-ハイドロキノンジベンゾエートテトラカルボン酸二無水物（以下、ＴＭＨＱという）４４．４５g （０．０９７モル）を粉体のまま加え、４０〜５０℃で２時間撹拌した後、０〜５℃に冷却した。得られた溶液にＴＭＨＱ１．３７g （０．００３モル）をＤＭＡｃ２５．００g に溶解した溶液を増粘に気を付けながらゆっくりと添加し続け、溶液の粘度が２５００ポイズとなった時点で添加を終了し、ポリイミドの前駆体であるポリアミック酸溶液を得た。
このポリアミック酸溶液２００g に無水酢酸２０g とイソキノリン２０g を混合し撹拌した。得られた溶液をバーコーターを用いアルミ箔上に塗布し、そのまま熱風オーブンによって１００℃で１０分間乾燥硬化させた後、自己支持性を有する半硬化状態のポリイミドフィルムをアルミ箔から剥がした。剥がしたフィルムの端部を固定した後、フィルムを２００℃で２０分間加熱して、弾性率が６００kgf/mm2 、吸水率が０．８％のポリイミドフィルム（以下、フィルムＡという）を得た。
【００３６】
熱可塑性ポリイミドフィルムの作成：
上記のコアフィルムの作成方法において、ＯＤＡとP-ＰＤＡを、2,2-ビス［4-（4-アミノフェノキシ）フェニル］プロパン（以下、ＢＡＰＰという）に代え、ＴＭＨＱを3,3',4,4'-エチレングリコールジベンゾエートテトラカルボン酸二無水物（以下、ＴＭＥＧという）に代えた以外は、同様の手順でガラス転移温度が１７０℃、吸水率が０．４％の熱可塑性ポリイミドフィルム（以下、フィルムＢという）を得た。
【００３７】
得られたポリイミド接着フィルムの打抜き性評価は、次のように行った。
接着フィルムを１cm×５mmの長方形に２０回打抜いて、評価試料を得た。得られた２０個の試料の端部を光学顕微鏡（５０倍）でバリを観察し、次の式によって打抜き切断不良率（バリ発生率）を求めて、打抜き性評価とした。
打抜き切断不良率（％）＝［バリのある試料数÷２０］×１００
例１
厚みが５５μm のフィルムＡの両面に厚み２２．５μm のフィルムＢを配し、プレス機を用い２０kgf/cm2 、２５０℃、５分間加熱圧着して、全厚みが１００μm のポリイミド接着フィルムを得た。打抜き切断不良率は８％であった。
【００３８】
同様に、表１に示すように４０、５０、６０、８０、９０μm の厚みのフィルムＡを用いて、全厚みが１００μm のポリイミド接着フィルムを作成し、打抜き性評価を行った。打抜き切断不良率の結果は表１に示す通りである。
【００３９】
【表１】
0003752372.tif 000010
【００４０】
例２
フィルムＡの代りに弾性率が４２０kgf/mm2 のポリイミドフィルム（アピカルＮＰＩ、鐘淵化学製）を用いた以外は、例１と同様にしてポリイミド接着フィルムを得て、打抜き評価を行った。５５、４０、５０、６０、８０、９０μm の厚みのコアフィルムＡについての打抜き切断不良率の結果は表１に示す通りである。
【００４１】
例３
フィルムＢの代りに熱可塑性ポリイミドフィルム（ピクシオＴＰ−Ｔ、鐘淵化学製）を用いた以外は、例１と同様にポリイミド接着フィルムを得て、打抜き評価を行った。５５、４０、５０、６０、８０、９０μm の厚みのコアフィルムＡについての打抜き切断不良率の結果は表１に示す通りである。
【００４２】
例４
フィルムＡの代りに弾性率が４２０kgf/mm2 のポリイミドフィルム（アピカルＮＰＩ、鐘淵化学製）を用い、フィルムＢの代りに熱可塑性ポリイミドフィルム（ピクシオＴＰ−Ｔ、鐘淵化学製）を用いた以外は、例１と同様にポリイミド接着フィルムを得て、打抜き評価を行った。５５、４０、５０、６０、８０、９０μm の厚みのコアフィルムについての打抜き切断不良率の結果は表１に示す通りである。
【００４３】
例５
フィルムＡの代りに弾性率が３２０kgf/mm2 のポリイミドフィルム（アピカルＡＨ、鐘淵化学製）を用い、フィルムＢの代りに熱可塑性ポリイミドフィルム（ピクシオＴＰ−Ｔ、鐘淵化学製）を用いた以外は、例１と同様にポリイミド接着フィルムを得て、打抜き評価を行った。５５、４０、５０、６０、８０、９０μm の厚みのコアフィルムについての打抜き切断不良率の結果は表１に示す通りである。
【００４４】
例６
厚みが５５μm のフィルムＡの片面に厚み２５μm のフィルムＢを配し、プレス機を用い２０kgf/cm2 、２５０℃、５分間加熱圧着して、全厚みが８０μm のポリイミド接着フィルムを得た。同様に、表１に示すように４０、５０、６０、８０、９０μm の厚みのフィルムＡを用いて、全厚みが１００μm のポリイミド接着フィルムを作成した。同様に打抜き性評価を行った。打抜き切断不良率は、表１に示す通りである。
【００４５】
例７
フィルムＡの代りに弾性率が４２０kgf/mm2 のポリイミドフィルム（アピカルＮＰＩ、鐘淵化学製）を用い、フィルムＢの代りに熱可塑性ポリイミドフィルム（ピクシオＴＰ−Ｔ、鐘淵化学製）を用いた以外は、例６と同様にポリイミド接着フィルムを得て、打抜き評価を行った。５５、４０、５０、６０、８０、９０μm の厚みのコアフィルムＡについての打抜き切断不良率の結果は表１に示す通りである。
【００４６】
例８
フィルムＡの代りに弾性率が３２０kgf/mm2 の熱可塑性ポリイミドフィルム（アピカルＡＨ、鐘淵化学製）を用い、フィルムＢの代りに熱可塑性ポリイミドフィルム（ピクシオＴＰ−Ｔ、鐘淵化学製）を用いた以外は、例６と同様にポリイミド接着フィルムを得て、打抜き評価を行った。５５、４０、５０、６０、８０、９０μm の厚みのコアフィルムについての打抜き切断不良率の結果は表１に示す通りである。
【００４７】
【発明の効果】
ポリイミドフィルムからなるコア層の片面又は両面に熱可塑性ポリイミドからなる接着層を設けてなる接着フィルムにおいて、コア層の厚みを５５〜９０μm とし、かつ接着層の厚みを５〜２５μm とすることによって、ポリイミド接着フィルムの打抜き性が大幅に改善できる。