JP2000256628A - 接着材フィルム、半導体搭載用外部接続用部材、半導体装置及びそれらの製造法 - Google Patents
接着材フィルム、半導体搭載用外部接続用部材、半導体装置及びそれらの製造法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 半導体チップとこれを搭載する配線付外部接
続部材を接着材フィルムで接続する構造の半導体装置に
おいて、接着界面のボイドや接着材の過剰なはみ出しが
発生しにくい接着材フィルムおよびそれを用いた信頼性
に優れる半導体搭載用外部接続用部材、半導体装置を提
供する。 【解決手段】 半導体チップとこれを搭載する配線付外
部接続用部材を接続する接着材フィルムであって、ガラ
ス転移温度が２００℃以上のポリイミド、ポリエーテル
スルホン、ポリアミドイミド、ポリエーテルエーテルケ
トン又はポリエーテルイミド等のコア材の両面に接着剤
層が形成されており、接着剤層の少なくとも一つが厚み
３０μｍ以上で、圧着温度での粘度が１ｘ１０5〜１ｘ
１０7Ｐａ・ｓ接着剤層を備える。
続部材を接着材フィルムで接続する構造の半導体装置に
おいて、接着界面のボイドや接着材の過剰なはみ出しが
発生しにくい接着材フィルムおよびそれを用いた信頼性
に優れる半導体搭載用外部接続用部材、半導体装置を提
供する。 【解決手段】 半導体チップとこれを搭載する配線付外
部接続用部材を接続する接着材フィルムであって、ガラ
ス転移温度が２００℃以上のポリイミド、ポリエーテル
スルホン、ポリアミドイミド、ポリエーテルエーテルケ
トン又はポリエーテルイミド等のコア材の両面に接着剤
層が形成されており、接着剤層の少なくとも一つが厚み
３０μｍ以上で、圧着温度での粘度が１ｘ１０5〜１ｘ
１０7Ｐａ・ｓ接着剤層を備える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、接着材フィルム、
半導体搭載用外部接続用部材、半導体装置及びそれらの
製造法に関する。
半導体搭載用外部接続用部材、半導体装置及びそれらの
製造法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体パッケージは実装の高密度
化に伴い、小型、軽量化が要求され、パッケージを半導
体チップとほぼ同じ大きさまで小型化したものまで開発
されている。これら半導体パッケージ、いわゆるチップ
サイズパッケージ（以下ＣＳＰと略す）の一般的な構造
は、半導体チップを接着材により配線層を有する外部接
続用部材に接着保持させ、チップと外部接続端子をワイ
ヤーボンディングやＴＡＢ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔ
ｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ）のインナーリードボンディング
等各種方法により電気的に接続し、さらに必要に応じて
パッケージを一部又は全体を樹脂封止している。
化に伴い、小型、軽量化が要求され、パッケージを半導
体チップとほぼ同じ大きさまで小型化したものまで開発
されている。これら半導体パッケージ、いわゆるチップ
サイズパッケージ（以下ＣＳＰと略す）の一般的な構造
は、半導体チップを接着材により配線層を有する外部接
続用部材に接着保持させ、チップと外部接続端子をワイ
ヤーボンディングやＴＡＢ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔ
ｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ）のインナーリードボンディング
等各種方法により電気的に接続し、さらに必要に応じて
パッケージを一部又は全体を樹脂封止している。
【０００３】これら半導体パッケージにおいて、ポリイ
ミド等のフィルム基板からなる外部接続用部材の配線層
が接着材と接する側に配置している方式はサーキットイ
ン方式と呼ばれている。このサーキットイン方式では接
着材フィルムと接着する側の外部接続用部材表面に、厚
み２０μｍ程度の配線やはんだボールを搭載するための
ランドと呼ばれる導電層のパターンによる凹凸が存在す
る。さらにこれら導電層の上にソルダレジスト層が形成
され、凹凸の程度が低減している場合もあるが、接着材
フィルムと接する外部接続用部材表面には凹凸が存在す
る。このため外部接続用部材へ接着フィルムを熱圧着す
る場合、上記外部接続用部材の凹凸部周辺に空隙や気泡
（以下ボイドと記す）が生じ易い。
ミド等のフィルム基板からなる外部接続用部材の配線層
が接着材と接する側に配置している方式はサーキットイ
ン方式と呼ばれている。このサーキットイン方式では接
着材フィルムと接着する側の外部接続用部材表面に、厚
み２０μｍ程度の配線やはんだボールを搭載するための
ランドと呼ばれる導電層のパターンによる凹凸が存在す
る。さらにこれら導電層の上にソルダレジスト層が形成
され、凹凸の程度が低減している場合もあるが、接着材
フィルムと接する外部接続用部材表面には凹凸が存在す
る。このため外部接続用部材へ接着フィルムを熱圧着す
る場合、上記外部接続用部材の凹凸部周辺に空隙や気泡
（以下ボイドと記す）が生じ易い。
【０００４】上記ボイドや接着材フィルムの切断周辺部
での過剰なはみ出しがあると、この部分が起点となりパ
ッケージの実装過程や温度サイクルにおいて、外部接続
用部材や半導体チップと接着材フィルム界面で大きなは
く離が発生しパッケージの信頼性が劣る問題がある。し
たがって接着材フィルムを配線層へ接着する際に、上記
ボイドや接着材の過剰なはみ出しを起こさない接着材フ
ィルムが必要となる。
での過剰なはみ出しがあると、この部分が起点となりパ
ッケージの実装過程や温度サイクルにおいて、外部接続
用部材や半導体チップと接着材フィルム界面で大きなは
く離が発生しパッケージの信頼性が劣る問題がある。し
たがって接着材フィルムを配線層へ接着する際に、上記
ボイドや接着材の過剰なはみ出しを起こさない接着材フ
ィルムが必要となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、配線付外部
接用続部材と半導体チップを接着材フィルムで熱圧着す
る際に、接着界面のボイドがなくかつ過剰な接着材のは
み出しが発生しにくい接着材フィルムを提供するもので
ある。
接用続部材と半導体チップを接着材フィルムで熱圧着す
る際に、接着界面のボイドがなくかつ過剰な接着材のは
み出しが発生しにくい接着材フィルムを提供するもので
ある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】外部接続用部材側に発生
するボイド、すなわち接着材フィルムの配線間への埋め
込み性不足は、熱圧着温度での接着材フィルムの粘度
や、圧着圧力および圧着時間等の圧着条件に大きく依存
する。埋込性は、接着材フィルムの粘度を小さくした
り、圧着条件の圧力を大きく、時間を長くすること向上
できる。しかし粘度を小さくし過ぎたり、圧着圧力大き
くし過ぎたり、圧着時間を長くし過ぎると接着材フィル
ムが過剰に溶融するため、圧着前のフィルム形状より接
着材がはみ出し、接着材フィルムの寸法精度が劣化す
る。このはみ出しが半導体チップパッド部や外部接続用
部材のワイヤーボンディングパッド部やＴＡＢのインナ
ーリードボンディング部まで達すると、ボンディングが
不可能となる場合がある。
するボイド、すなわち接着材フィルムの配線間への埋め
込み性不足は、熱圧着温度での接着材フィルムの粘度
や、圧着圧力および圧着時間等の圧着条件に大きく依存
する。埋込性は、接着材フィルムの粘度を小さくした
り、圧着条件の圧力を大きく、時間を長くすること向上
できる。しかし粘度を小さくし過ぎたり、圧着圧力大き
くし過ぎたり、圧着時間を長くし過ぎると接着材フィル
ムが過剰に溶融するため、圧着前のフィルム形状より接
着材がはみ出し、接着材フィルムの寸法精度が劣化す
る。このはみ出しが半導体チップパッド部や外部接続用
部材のワイヤーボンディングパッド部やＴＡＢのインナ
ーリードボンディング部まで達すると、ボンディングが
不可能となる場合がある。
【０００７】本発明者らは、半導体チップとこれを支持
する配線付外部接続部材を接着材フィルムで接着する際
に生ずる、ボイドとはみ出しの支配因子を調べた。接着
材フィルムの圧着におけるパラメータは、圧着温度、圧
着温度での接着材フィルムの粘度、圧着圧力、圧着の剪
断速度、圧着時間、接着材フィルムの厚み等が考えられ
るが、実際には圧着剪断速度、圧着時間、接着材フィル
ムの厚み等は作業性やパッケージ仕様により限られた設
定範囲、運用されている。したがって、圧着における主
なパラメータは圧着温度、圧着温度での接着材フィルム
の粘度および圧着圧力である。しかし粘度は圧着温度の
関数で表されるので、独立なパラメータは接着材の粘度
と圧着圧力の二つである。そこで本発明者らは粘度の異
なる接着材フィルムを用い、接着材の粘度と圧着圧力が
ボイドとはみ出し量にあたえる影響を定量的に調べた。
する配線付外部接続部材を接着材フィルムで接着する際
に生ずる、ボイドとはみ出しの支配因子を調べた。接着
材フィルムの圧着におけるパラメータは、圧着温度、圧
着温度での接着材フィルムの粘度、圧着圧力、圧着の剪
断速度、圧着時間、接着材フィルムの厚み等が考えられ
るが、実際には圧着剪断速度、圧着時間、接着材フィル
ムの厚み等は作業性やパッケージ仕様により限られた設
定範囲、運用されている。したがって、圧着における主
なパラメータは圧着温度、圧着温度での接着材フィルム
の粘度および圧着圧力である。しかし粘度は圧着温度の
関数で表されるので、独立なパラメータは接着材の粘度
と圧着圧力の二つである。そこで本発明者らは粘度の異
なる接着材フィルムを用い、接着材の粘度と圧着圧力が
ボイドとはみ出し量にあたえる影響を定量的に調べた。
【０００８】本発明の接着材フィルムは、半導体チップ
とこれを搭載する配線付外部接続用部材を接続する接着
材フィルムであって、圧着温度での粘度が１ｘ１０5〜
１ｘ１０7Ｐａ・ｓの範囲である接着剤層ａを備えるこ
とを特徴とする。また、本発明の接着材フィルムは、半
導体チップとこれを搭載する配線付外部接続用部材を接
続する接着材フィルムであって、１００〜１８０℃での
粘度が１ｘ１０5〜１ｘ１０7Ｐａ・ｓの範囲である接着
剤層ｂを備えることを特徴とする。また、本発明の接着
材フィルムは、半導体チップとこれを搭載する配線付外
部接続用部材を接続する接着材フィルムであって、１０
０〜１８０℃での粘度が１ｘ１０5〜１ｘ１０7Ｐａ・ｓ
の範囲である接着剤層ｃを備えることを特徴とする。ま
た、本発明の接着材フィルムは、半導体チップとこれを
支持する配線付外部接続部材を接続する接着材フィルム
において、Ｔを温度℃とすると接着剤層の粘度Ｐａ・ｓ
を η［Ｔ］＝Ａｅｘｐ（Ｂ／（Ｔ＋２７３）） で表したとき、Ａが０〜１０Ｐａ・ｓでかつＢが３〜８
ｘ１０3℃の範囲である接着剤層ｄを備えることを特徴
とする。接着材フィルムの厚さは、１００〜２００μｍ
であることが好ましい。接着材フィルムは、接着剤層
ａ、ｂ、ｃ又はｄで構成されることができる。また、接
着材フィルムは、コア材の両面に接着剤層を形成して得
られる接着材フィルムであり、コア材がガラス転移温度
が２００℃以上の耐熱性熱可塑フ又は耐熱性熱可塑多孔
質フィルムであり、コア材の両面の接着剤層の少なくと
も一つが厚みが３０μｍ以上の接着剤層ａ、ｂ、ｃ又は
ｄであることができる。コア材は、ガラス転移温度が２
００℃以上のポリイミド、ポリエーテルスルホン、ポリ
アミドイミド、ポリエーテルエーテルケトン又はポリエ
ーテルイミドから選ばれる耐熱性熱可塑フィルムが好ま
しい。またコア材は、ポリエーテルサルホン、ポリイミ
ドポリアミドイミド、ポリエステル又はポリサルホンか
ら選ばれる耐熱性熱可塑多孔質フィルムであることが好
ましい。配線付外部接続用部材と接着する側の接着剤層
が、接着剤層ａ、ｂ、ｃ又はｄであることが好ましい。
配線付外部接続部材と接着する側の接着剤層が熱硬化系
接着剤であり、半導体チップと接着する側の接着剤層が
熱可塑系接着剤または熱硬化系樹脂を含む熱可塑系接着
剤であることが好ましい。本発明の半導体搭載用外部接
続用部材は、配線付外部接続用部材の半導体チップ搭載
面に前記接着材フィルムが圧着してある。配線付外部接
続用部材の半導体チップ搭載面に前記接着材フィルムを
圧着する際、圧着圧力が０．５〜３．０ＭＰａで５秒以
下で熱圧着し半導体搭載用外部接続用部材の製造する。
本発明の半導体装置は、半導体チップと配線付外部接続
用部材を前記接着材フィルムを介して接着したものであ
る。半導体装置は、配線付外部接続用部材の半導体チッ
プ搭載面に前記の接着材フィルムを圧着する際、圧着圧
力が０．５〜３．０ＭＰａで５秒以下で熱圧着して製造
する。
とこれを搭載する配線付外部接続用部材を接続する接着
材フィルムであって、圧着温度での粘度が１ｘ１０5〜
１ｘ１０7Ｐａ・ｓの範囲である接着剤層ａを備えるこ
とを特徴とする。また、本発明の接着材フィルムは、半
導体チップとこれを搭載する配線付外部接続用部材を接
続する接着材フィルムであって、１００〜１８０℃での
粘度が１ｘ１０5〜１ｘ１０7Ｐａ・ｓの範囲である接着
剤層ｂを備えることを特徴とする。また、本発明の接着
材フィルムは、半導体チップとこれを搭載する配線付外
部接続用部材を接続する接着材フィルムであって、１０
０〜１８０℃での粘度が１ｘ１０5〜１ｘ１０7Ｐａ・ｓ
の範囲である接着剤層ｃを備えることを特徴とする。ま
た、本発明の接着材フィルムは、半導体チップとこれを
支持する配線付外部接続部材を接続する接着材フィルム
において、Ｔを温度℃とすると接着剤層の粘度Ｐａ・ｓ
を η［Ｔ］＝Ａｅｘｐ（Ｂ／（Ｔ＋２７３）） で表したとき、Ａが０〜１０Ｐａ・ｓでかつＢが３〜８
ｘ１０3℃の範囲である接着剤層ｄを備えることを特徴
とする。接着材フィルムの厚さは、１００〜２００μｍ
であることが好ましい。接着材フィルムは、接着剤層
ａ、ｂ、ｃ又はｄで構成されることができる。また、接
着材フィルムは、コア材の両面に接着剤層を形成して得
られる接着材フィルムであり、コア材がガラス転移温度
が２００℃以上の耐熱性熱可塑フ又は耐熱性熱可塑多孔
質フィルムであり、コア材の両面の接着剤層の少なくと
も一つが厚みが３０μｍ以上の接着剤層ａ、ｂ、ｃ又は
ｄであることができる。コア材は、ガラス転移温度が２
００℃以上のポリイミド、ポリエーテルスルホン、ポリ
アミドイミド、ポリエーテルエーテルケトン又はポリエ
ーテルイミドから選ばれる耐熱性熱可塑フィルムが好ま
しい。またコア材は、ポリエーテルサルホン、ポリイミ
ドポリアミドイミド、ポリエステル又はポリサルホンか
ら選ばれる耐熱性熱可塑多孔質フィルムであることが好
ましい。配線付外部接続用部材と接着する側の接着剤層
が、接着剤層ａ、ｂ、ｃ又はｄであることが好ましい。
配線付外部接続部材と接着する側の接着剤層が熱硬化系
接着剤であり、半導体チップと接着する側の接着剤層が
熱可塑系接着剤または熱硬化系樹脂を含む熱可塑系接着
剤であることが好ましい。本発明の半導体搭載用外部接
続用部材は、配線付外部接続用部材の半導体チップ搭載
面に前記接着材フィルムが圧着してある。配線付外部接
続用部材の半導体チップ搭載面に前記接着材フィルムを
圧着する際、圧着圧力が０．５〜３．０ＭＰａで５秒以
下で熱圧着し半導体搭載用外部接続用部材の製造する。
本発明の半導体装置は、半導体チップと配線付外部接続
用部材を前記接着材フィルムを介して接着したものであ
る。半導体装置は、配線付外部接続用部材の半導体チッ
プ搭載面に前記の接着材フィルムを圧着する際、圧着圧
力が０．５〜３．０ＭＰａで５秒以下で熱圧着して製造
する。
【０００９】
【発明の実施の形態】ここでの接着材フィルムの接着剤
層の粘度は１９４６年度のＪｏｕｒｎａｌｏｆ Ａｐｐ
ｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ 第１７巻、４５８〜４７１
ページに記載されたような平行平板プラストメータ法に
よる測定、算出値で定義した。すなわち接着材フィルム
接着剤層の粘度ηは、半径ｒの円柱状の接着材フィルム
に荷重を加えていき、その高さ変位を測定することによ
り次式から算出される。 η＝ｔ／（３Ｖ2（１／Ｚ4−Ｚ０4）／８πＦ））・・（１） ここで、Ｚ０は荷重を加える前の接着材フィルムの厚
さ、Ｚは荷重を加えた後の接着材フィルムの厚さ、Ｖは
接着材フィルムの体積、Ｆ加えた荷重、ｔは荷重を加え
た時間である。
層の粘度は１９４６年度のＪｏｕｒｎａｌｏｆ Ａｐｐ
ｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ 第１７巻、４５８〜４７１
ページに記載されたような平行平板プラストメータ法に
よる測定、算出値で定義した。すなわち接着材フィルム
接着剤層の粘度ηは、半径ｒの円柱状の接着材フィルム
に荷重を加えていき、その高さ変位を測定することによ
り次式から算出される。 η＝ｔ／（３Ｖ2（１／Ｚ4−Ｚ０4）／８πＦ））・・（１） ここで、Ｚ０は荷重を加える前の接着材フィルムの厚
さ、Ｚは荷重を加えた後の接着材フィルムの厚さ、Ｖは
接着材フィルムの体積、Ｆ加えた荷重、ｔは荷重を加え
た時間である。
【００１０】ある種の熱硬化系接着材の粘度の温度依存
性を測定したところ、限られた圧着剪断速度範囲では接
着材フィルムはニュートン流体として扱えられ、粘度は
次式のように温度（Ｔ［℃］）およびパラメータＡ及び
Ｂで表された。 η［Ｔ］＝Ａｅｘｐ（Ｂ／（Ｔ＋２７３））・・・（２）
性を測定したところ、限られた圧着剪断速度範囲では接
着材フィルムはニュートン流体として扱えられ、粘度は
次式のように温度（Ｔ［℃］）およびパラメータＡ及び
Ｂで表された。 η［Ｔ］＝Ａｅｘｐ（Ｂ／（Ｔ＋２７３））・・・（２）
【００１１】粘度の異なる接着剤層を備えた接着材フィ
ルムを用い、さらに圧着温度を変えて異なる粘度の状態
で凹凸部のある外部接続用部材へ圧着し、接着材接着剤
層の粘度と圧着圧力が圧着により生ずるボイドに与える
影響を調べた。詳しい評価条件および結果は実施例２〜
比較例２に示すが、圧着圧力範囲が０．５〜２．１ＭＰ
ａでボイドなく圧着するには、接着材フィルム接着剤層
の粘度が１ｘ１０7Ｐａ・ｓ以下の必要があった。ここ
で圧力範囲を０．５〜２．１ＭＰａとしたのは、圧力が
０．５ＭＰａ未満であると設定圧力に対し実効圧力のば
らつきが大きく実用上好ましくなく、また圧着圧力が大
きすぎ２．１ＭＰａを超えるとはんだボール搭載用のラ
ンド部が変形する場合があるためである。
ルムを用い、さらに圧着温度を変えて異なる粘度の状態
で凹凸部のある外部接続用部材へ圧着し、接着材接着剤
層の粘度と圧着圧力が圧着により生ずるボイドに与える
影響を調べた。詳しい評価条件および結果は実施例２〜
比較例２に示すが、圧着圧力範囲が０．５〜２．１ＭＰ
ａでボイドなく圧着するには、接着材フィルム接着剤層
の粘度が１ｘ１０7Ｐａ・ｓ以下の必要があった。ここ
で圧力範囲を０．５〜２．１ＭＰａとしたのは、圧力が
０．５ＭＰａ未満であると設定圧力に対し実効圧力のば
らつきが大きく実用上好ましくなく、また圧着圧力が大
きすぎ２．１ＭＰａを超えるとはんだボール搭載用のラ
ンド部が変形する場合があるためである。
【００１２】同様に圧着による接着材フィルムのはみ出
し量に関しても、接着材接着剤層の粘度と圧着圧力が与
える影響を調べた。詳しい評価条件および結果は実施例
２〜比較例２に示すが、圧着圧力範囲が１〜２．１ＭＰ
ａで接着材フィルムのはみ出し量を５０μｍ以下にする
ためには、接着材フィルムの粘度が１ｘ１０5Ｐａ・ｓ
以上の必要があった。ここではみ出し量を５０μｍ以下
としたのは、通常接着材フィルム端はアウターリードの
ボンディング用開口部から５０〜１００μｍ離れた位置
に圧着されているので１００μｍ以上接着材フィルムが
はみ出しボンディング用開口部に達すると、リードボン
ディングができなくなる場合がある。はみ出しは接着材
フィルムを外部接続部材に接着する際と、さらに半導体
チップを接着材フィルムに接着する際で生じる。したが
って、接着材フィルムを外部接続部材に圧着した時点で
のはみ出しは５０μｍ以下とするのが望ましい。
し量に関しても、接着材接着剤層の粘度と圧着圧力が与
える影響を調べた。詳しい評価条件および結果は実施例
２〜比較例２に示すが、圧着圧力範囲が１〜２．１ＭＰ
ａで接着材フィルムのはみ出し量を５０μｍ以下にする
ためには、接着材フィルムの粘度が１ｘ１０5Ｐａ・ｓ
以上の必要があった。ここではみ出し量を５０μｍ以下
としたのは、通常接着材フィルム端はアウターリードの
ボンディング用開口部から５０〜１００μｍ離れた位置
に圧着されているので１００μｍ以上接着材フィルムが
はみ出しボンディング用開口部に達すると、リードボン
ディングができなくなる場合がある。はみ出しは接着材
フィルムを外部接続部材に接着する際と、さらに半導体
チップを接着材フィルムに接着する際で生じる。したが
って、接着材フィルムを外部接続部材に圧着した時点で
のはみ出しは５０μｍ以下とするのが望ましい。
【００１３】上記より接着界面のボイドがなくかつ過剰
な接着材のはみ出しを防ぐためには、接着材フィルム接
着剤層の圧着温度での粘度を１ｘ１０5〜１ｘ１０7Ｐａ
・ｓ、好ましくは１ｘ１０5〜１ｘ１０6Ｐａ・ｓの範の
範囲に設定することにより両立できることを見いだし
た。
な接着材のはみ出しを防ぐためには、接着材フィルム接
着剤層の圧着温度での粘度を１ｘ１０5〜１ｘ１０7Ｐａ
・ｓ、好ましくは１ｘ１０5〜１ｘ１０6Ｐａ・ｓの範の
範囲に設定することにより両立できることを見いだし
た。
【００１４】接着材フィルムの接着剤層が上記粘度範囲
をとりえれば接着材フィルムは、上記粘度範囲の接着剤
の単独フィルムでも、コア材の両面に上記粘度範囲をと
りえる接着剤を形成したもでもよい。特にコア材の両面
に接着剤層を形成した接着材フィルムでは、半導体チッ
プを圧着する際には半導体チップ表面に段差がないの
で、半導体チップ側の接着剤層は上記粘度範囲以外の接
着剤を形成してもよい。
をとりえれば接着材フィルムは、上記粘度範囲の接着剤
の単独フィルムでも、コア材の両面に上記粘度範囲をと
りえる接着剤を形成したもでもよい。特にコア材の両面
に接着剤層を形成した接着材フィルムでは、半導体チッ
プを圧着する際には半導体チップ表面に段差がないの
で、半導体チップ側の接着剤層は上記粘度範囲以外の接
着剤を形成してもよい。
【００１５】接着材フィルムの厚みは接着材フィルム単
独の場合１００〜２００μｍ、コア材を用いる場合は３
０μｍ以上でコア材両面に形成した状態で１００〜２５
０μｍ程度が好ましい。また、コア材の両面の接着材フ
ィルムの厚みは同じでも異なっていてもよいが、外部接
続部材の配線層への接着材の埋込性を向上するために外
部接続部材側の接着材厚みを半導体チップ側接着材より
厚くしてもよい。
独の場合１００〜２００μｍ、コア材を用いる場合は３
０μｍ以上でコア材両面に形成した状態で１００〜２５
０μｍ程度が好ましい。また、コア材の両面の接着材フ
ィルムの厚みは同じでも異なっていてもよいが、外部接
続部材の配線層への接着材の埋込性を向上するために外
部接続部材側の接着材厚みを半導体チップ側接着材より
厚くしてもよい。
【００１６】接着材フィルムとしては、半導体チップと
実装基板の熱膨張係数差から生ずる熱応力を低減するた
めに低弾性率であることが好ましく、動的粘弾性測定装
置を用いて測定した場合の貯蔵弾性率が２５℃で１０〜
２０００ＭＰａであり、２６０℃で３〜５０ＭＰａであ
ることが好ましい。具体的な組成例としてはエポキシ樹
脂、エポキシ基含有アクリル共重合体、エポキシ樹脂硬
化剤およびエポキシ樹脂硬化剤からなる半硬化状態のエ
ポキシ熱硬化系樹脂がある。しかし、接着剤は熱硬化系
樹脂に限定されることはなく、ポリイミド、ポリエーテ
ルイミド。ポリエーテルアミドイミド等の熱可塑性樹脂
であってもよい。
実装基板の熱膨張係数差から生ずる熱応力を低減するた
めに低弾性率であることが好ましく、動的粘弾性測定装
置を用いて測定した場合の貯蔵弾性率が２５℃で１０〜
２０００ＭＰａであり、２６０℃で３〜５０ＭＰａであ
ることが好ましい。具体的な組成例としてはエポキシ樹
脂、エポキシ基含有アクリル共重合体、エポキシ樹脂硬
化剤およびエポキシ樹脂硬化剤からなる半硬化状態のエ
ポキシ熱硬化系樹脂がある。しかし、接着剤は熱硬化系
樹脂に限定されることはなく、ポリイミド、ポリエーテ
ルイミド。ポリエーテルアミドイミド等の熱可塑性樹脂
であってもよい。
【００１７】接着材フィルム接着剤層の粘度は接着剤組
成の樹脂配合の調整以外に、接着剤ワニスの塗工時の温
度、時間により残存溶媒量を調整したり、熱硬化系樹脂
の場合はその半硬化状態を制御して調整することができ
る。また接着剤組成への添加剤、例えば結晶性シリカ、
非晶性シリカ、水酸化アルミニウム、アルミナ、窒化ア
ルミニウム、窒化ホウ素、三酸化アンチモン等の無機フ
ィラーやシリコーンパウダー等の有機フィラーを入れて
調整することも可能である。
成の樹脂配合の調整以外に、接着剤ワニスの塗工時の温
度、時間により残存溶媒量を調整したり、熱硬化系樹脂
の場合はその半硬化状態を制御して調整することができ
る。また接着剤組成への添加剤、例えば結晶性シリカ、
非晶性シリカ、水酸化アルミニウム、アルミナ、窒化ア
ルミニウム、窒化ホウ素、三酸化アンチモン等の無機フ
ィラーやシリコーンパウダー等の有機フィラーを入れて
調整することも可能である。
【００１８】コア材はガラス転移温度が２００℃以上の
ポリイミド、ポリエーテルサルフォン、ポリアミド、ポ
リエーテルイミド、ポリエステルポリサルフォン、ポリ
エーテルエーテルケトン、ポリウレタン等の耐熱性熱可
塑フィルムやポリイミド、ポリエーテルサルフォン、ポ
リアミド、ポリエーテルイミド、ポリエステルポリサル
フォン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリウレタン等
耐熱性熱可塑多孔質フィルムが好ましい。
ポリイミド、ポリエーテルサルフォン、ポリアミド、ポ
リエーテルイミド、ポリエステルポリサルフォン、ポリ
エーテルエーテルケトン、ポリウレタン等の耐熱性熱可
塑フィルムやポリイミド、ポリエーテルサルフォン、ポ
リアミド、ポリエーテルイミド、ポリエステルポリサル
フォン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリウレタン等
耐熱性熱可塑多孔質フィルムが好ましい。
【００１９】接着材フィルムによる半導体チップとこれ
を支持する配線付外部接続用部材の接続方法は、まず外
部接続用部材へ所定の寸法に切断された接着材フィルム
を位置合わせを行い熱圧着する。切断方法は所定の寸法
に切断されればいづれの方法でも構わないが、作業性を
考え打ち抜き金型を用いて打ち抜くことが望ましい。さ
らに半導体チップを、外部接続部材へ接着してある接着
材フィルムへ熱圧着する。
を支持する配線付外部接続用部材の接続方法は、まず外
部接続用部材へ所定の寸法に切断された接着材フィルム
を位置合わせを行い熱圧着する。切断方法は所定の寸法
に切断されればいづれの方法でも構わないが、作業性を
考え打ち抜き金型を用いて打ち抜くことが望ましい。さ
らに半導体チップを、外部接続部材へ接着してある接着
材フィルムへ熱圧着する。
【００２０】接着材フィルムの配線付外部接続用部材お
よび半導体チップへの圧着条件は、接着材フィルムが外
部接続部材にボイドやはく離等の欠陥がなく接着できれ
ば特に限定されないが、温度は外部接続用部材の耐熱性
の点から６０〜２５０℃、特に１００〜２００℃が好ま
しい。圧着圧力は０．５ＭＰａ未満であると設定圧力に
対し実際の圧力のばらつきが大きく、また３ＭＰａを超
えるとはんだボール搭載用のランド部が変形する場合が
あるので、０．５〜３ＭＰａの範囲が好ましい。また圧
着時間は生産性を考え０．５〜５秒が好ましい。
よび半導体チップへの圧着条件は、接着材フィルムが外
部接続部材にボイドやはく離等の欠陥がなく接着できれ
ば特に限定されないが、温度は外部接続用部材の耐熱性
の点から６０〜２５０℃、特に１００〜２００℃が好ま
しい。圧着圧力は０．５ＭＰａ未満であると設定圧力に
対し実際の圧力のばらつきが大きく、また３ＭＰａを超
えるとはんだボール搭載用のランド部が変形する場合が
あるので、０．５〜３ＭＰａの範囲が好ましい。また圧
着時間は生産性を考え０．５〜５秒が好ましい。
【００２１】
【実施例】実施例１ ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（エピコート８２８、
油化シェルエポキシ株式会社製商品名）４５重量部、ク
レゾールノボラック型エポキシ樹脂（ＥＳＣＮ１９５、
住友化学工業株式会社製諸品名）１５重量部、フェノー
ルノボラック樹脂（プライオーフェンＬＦ２８８２、大
日本インキ化学工業株式会社製商品名）４０重量部、エ
ポキシ基含有アクリルゴム（ＨＴＲ−８６０Ｐ−３、帝
国化学産業株式会社製商品名）１５０重量部、硬化促進
剤１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾール（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、γ−グリシドキシプロピルトリメト
キシシラン（ＮＵＣ Ａ−１８７、日本ユミカー株式会
社製商品名）０．７重量部にメチルエチルケトンを加え
て撹拌溶解し接着ワニスとした、この接着剤ワニスを、
ポリエチレンテレフタレートフィルム上に塗布し加熱乾
燥して厚み５０〜７５μｍの接着材フィルムを作製し
た。この時、塗布加熱の条件を変え半硬化状態の異な
る、８種類（Ａ〜Ｈ）の熱硬化系樹脂単体のフィルムと
した。これら接着材フィルムの粘度の温度依存性を１９
４６年度のＪｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐ
ｈｙｓｉｃｓ第１７巻、４５８〜４７１ページに記載さ
れた平行平板プラストメータによる方法での測定した。
具体的な測定方法は、接着材フィルムをラミネートし厚
み５００μｍとし、この接着材フィルムを直径１１．３
ｍｍの円形に打ち抜き、設定温度において荷重８．５ｋ
ｇｆで１０秒間加圧し、圧着前後の接着材フィルムの厚
みから式（１）を用いて粘度を算出した。図１の表１に
各接着材フィルムの粘度の温度依存性を示した。
油化シェルエポキシ株式会社製商品名）４５重量部、ク
レゾールノボラック型エポキシ樹脂（ＥＳＣＮ１９５、
住友化学工業株式会社製諸品名）１５重量部、フェノー
ルノボラック樹脂（プライオーフェンＬＦ２８８２、大
日本インキ化学工業株式会社製商品名）４０重量部、エ
ポキシ基含有アクリルゴム（ＨＴＲ−８６０Ｐ−３、帝
国化学産業株式会社製商品名）１５０重量部、硬化促進
剤１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾール（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、γ−グリシドキシプロピルトリメト
キシシラン（ＮＵＣ Ａ−１８７、日本ユミカー株式会
社製商品名）０．７重量部にメチルエチルケトンを加え
て撹拌溶解し接着ワニスとした、この接着剤ワニスを、
ポリエチレンテレフタレートフィルム上に塗布し加熱乾
燥して厚み５０〜７５μｍの接着材フィルムを作製し
た。この時、塗布加熱の条件を変え半硬化状態の異な
る、８種類（Ａ〜Ｈ）の熱硬化系樹脂単体のフィルムと
した。これら接着材フィルムの粘度の温度依存性を１９
４６年度のＪｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐ
ｈｙｓｉｃｓ第１７巻、４５８〜４７１ページに記載さ
れた平行平板プラストメータによる方法での測定した。
具体的な測定方法は、接着材フィルムをラミネートし厚
み５００μｍとし、この接着材フィルムを直径１１．３
ｍｍの円形に打ち抜き、設定温度において荷重８．５ｋ
ｇｆで１０秒間加圧し、圧着前後の接着材フィルムの厚
みから式（１）を用いて粘度を算出した。図１の表１に
各接着材フィルムの粘度の温度依存性を示した。
【００２２】実施例２ 実施例１の接着材フィルムＢ、Ｃ、７５μｍをコア材と
して２５μｍのユーピレックスフィルムの両面にラミネ
ートして接着材フィルムを作製した。この接着材フィル
ム５ｘ６ｍｍを配線付き外部接続部材としてポリイミド
系フィルムからなるＴＡＢテープの配線層面に熱圧着を
行った。ＴＡＢテープ配線層の配線幅は３０μｍ、最狭
の配線間幅は４０μｍで配線層厚みは２０μｍの仕様を
用いた。圧着時間を２秒間とし、接着材フィルムを外部
接続部材へ圧着した際の、接着材と配線付き外部接続部
材界面のボイドを観察及び圧着後のはみ出し量を測定し
た。圧着温度１２０〜１４０℃で、圧力範囲１．０５〜
１．５８ＭＰａで、ボイドが発生せず、かつはみ出し量
も５０μｍ以下であった。
して２５μｍのユーピレックスフィルムの両面にラミネ
ートして接着材フィルムを作製した。この接着材フィル
ム５ｘ６ｍｍを配線付き外部接続部材としてポリイミド
系フィルムからなるＴＡＢテープの配線層面に熱圧着を
行った。ＴＡＢテープ配線層の配線幅は３０μｍ、最狭
の配線間幅は４０μｍで配線層厚みは２０μｍの仕様を
用いた。圧着時間を２秒間とし、接着材フィルムを外部
接続部材へ圧着した際の、接着材と配線付き外部接続部
材界面のボイドを観察及び圧着後のはみ出し量を測定し
た。圧着温度１２０〜１４０℃で、圧力範囲１．０５〜
１．５８ＭＰａで、ボイドが発生せず、かつはみ出し量
も５０μｍ以下であった。
【００２３】実施例３ 実施例１の接着材フィルムＦ、Ｇ、６０μｍを３層重ね
て接着材層のみから厚み１８０μｍの接着材フィルムを
作製した。この接着材フィルムを実施例２と同様に配線
付き外部接続部材としてポリイミド系フィルムからなる
ＴＡＢテープの配線層面に熱圧着を行った。圧着時間を
２秒間とした場合の接着材と配線付き外部接続部材界面
のボイドを観察及び圧着後のはみ出し量を測た。圧着温
度１２０〜１４０℃で、圧力範囲１．０５〜１．５８Ｍ
Ｐａで、ボイドが発生せず、かつはみ出し量も５０μｍ
以下であった。
て接着材層のみから厚み１８０μｍの接着材フィルムを
作製した。この接着材フィルムを実施例２と同様に配線
付き外部接続部材としてポリイミド系フィルムからなる
ＴＡＢテープの配線層面に熱圧着を行った。圧着時間を
２秒間とした場合の接着材と配線付き外部接続部材界面
のボイドを観察及び圧着後のはみ出し量を測た。圧着温
度１２０〜１４０℃で、圧力範囲１．０５〜１．５８Ｍ
Ｐａで、ボイドが発生せず、かつはみ出し量も５０μｍ
以下であった。
【００２４】比較例１ 実施例１の接着材フィルムＡ、Ｄ、７５μｍをコア材と
して２５μｍのユーピレックスフィルムの両面にラミネ
ートして接着材フィルムを作製した。この接着材フィル
ムを実施例２と同様に配線付き外部接続部材としてポリ
イミド系フィルムからなるＴＡＢテープの配線層面に熱
圧着を行った。圧着時間を２秒間とした場合の接着材と
配線付き外部接続部材界面のボイドを観察及び圧着後の
はみ出し量を測定た。圧着温度１２０〜１４０℃で、圧
力範囲１．０５〜１．５８ＭＰａで、ボイドが発生し、
かつはみ出し量も５０μｍを超えた。
して２５μｍのユーピレックスフィルムの両面にラミネ
ートして接着材フィルムを作製した。この接着材フィル
ムを実施例２と同様に配線付き外部接続部材としてポリ
イミド系フィルムからなるＴＡＢテープの配線層面に熱
圧着を行った。圧着時間を２秒間とした場合の接着材と
配線付き外部接続部材界面のボイドを観察及び圧着後の
はみ出し量を測定た。圧着温度１２０〜１４０℃で、圧
力範囲１．０５〜１．５８ＭＰａで、ボイドが発生し、
かつはみ出し量も５０μｍを超えた。
【００２５】比較例２ 実施例１の接着材フィルムＥ、Ｈ、６０μｍを３層重ね
て接着材層のみから厚み１８０μｍの接着材フィルムを
作製した。この接着材フィルムを実施例２と同様に配線
付き外部接続部材としてポリイミド系フィルムからなる
ＴＡＢテープの配線層面に熱圧着を行った。圧着時間を
２秒間とした場合の接着材と配線付き外部接続部材界面
のボイドを観察及び圧着後のはみ出し量を測定した。圧
着温度１２０〜１４０℃で、圧力範囲１．０５〜１．５
８ＭＰａで、ボイドが発生し、かつはみ出し量も５０μ
ｍを超えた。
て接着材層のみから厚み１８０μｍの接着材フィルムを
作製した。この接着材フィルムを実施例２と同様に配線
付き外部接続部材としてポリイミド系フィルムからなる
ＴＡＢテープの配線層面に熱圧着を行った。圧着時間を
２秒間とした場合の接着材と配線付き外部接続部材界面
のボイドを観察及び圧着後のはみ出し量を測定した。圧
着温度１２０〜１４０℃で、圧力範囲１．０５〜１．５
８ＭＰａで、ボイドが発生し、かつはみ出し量も５０μ
ｍを超えた。
【００２６】
【発明の効果】本発明の接着材フィルムでは熱圧着温度
での粘度を最適化範囲に設定することにより、配線付外
部接続用部材と半導体チップとの接着の際に界面のボイ
ドおよび過剰な接着材のはみ出し無く接続することがで
き、従来の接着材フィルムを用いた半導体装置に比べて
信頼性に優れる接着材フィルムおよびそれを用いた半導
体装置を提供することができる。
での粘度を最適化範囲に設定することにより、配線付外
部接続用部材と半導体チップとの接着の際に界面のボイ
ドおよび過剰な接着材のはみ出し無く接続することがで
き、従来の接着材フィルムを用いた半導体装置に比べて
信頼性に優れる接着材フィルムおよびそれを用いた半導
体装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 各接着材フィルムの粘度の温度依存性を示す
表１。
表１。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金田 愛三 東京都港区芝浦四丁目９番25号 日立化成 工業株式会社内 (72)発明者 畠山 恵一 茨城県つくば市和台48 日立化成工業株式 会社筑波開発研究所内 Ｆターム(参考） 4F100 AH06A AH06B AH06C AH06D AH06H AK01E AK25A AK25B AK25C AK25D AK33A AK33B AK33C AK33D AK41 AK49E AK50E AK53A AK53B AK53C AK53D AK54E AK55E AK56E AL05A AL05B AL05C AL05D AN02A AN02B AN02C AN02D AR00A AR00B AR00C AT00E BA05 BA07 BA13 BA15 DJ01E EJ202 EJ422 GB41 JA05E JA06A JA06B JA06C JA06D JA20 JB16E JJ03E JL01 JL12A JL12B JL12C JL12D YY00 YY00A YY00B YY00C YY00D YY00E 4J004 AB03 AB04 CA06 CC02 CC07 EA05 FA05 5F047 BA21 BB03
Claims (15)
- 【請求項１】 半導体チップとこれを搭載する配線付外
部接続用部材を接続する接着材フィルムであって、圧着
温度での粘度が１ｘ１０5〜１ｘ１０7Ｐａ・ｓの範囲で
ある接着剤層ａを備えることを特徴とする接着材フィル
ム。 - 【請求項２】 半導体チップとこれを搭載する配線付外
部接続用部材を接続する接着材フィルムであって、１０
０〜１８０℃での粘度が１ｘ１０5〜１ｘ１０7Ｐａ・ｓ
の範囲である接着剤層ｂを備えることを特徴とする接着
材フィルム。 - 【請求項３】 半導体チップとこれを搭載する配線付外
部接続用部材を接続する接着材フィルムであって、１０
０〜１８０℃での粘度が１ｘ１０5〜１ｘ１０7Ｐａ・ｓ
の範囲である接着剤層ｃを備えることを特徴とする接着
材フィルム。 - 【請求項４】 半導体チップとこれを支持する配線付外
部接続部材を接続する接着材フィルムにおいて、Ｔを温
度℃とすると接着剤層の粘度Ｐａ・ｓを η［Ｔ］＝Ａｅｘｐ（Ｂ／（Ｔ＋２７３）） で表したとき、Ａが０〜１０Ｐａ・ｓでかつＢが３〜８
ｘ１０3℃の範囲である接着剤層ｄを備えることを特徴
とする接着材フィルム。 - 【請求項５】 接着材フィルムの厚さが１００〜２００
μｍである請求項１〜４各項記載の接着材フィルム。 - 【請求項６】 接着材フィルムが接着剤層ａ、ｂ、ｃ又
はｄで構成されている請求項１〜５各項記載の接着材フ
ィルム。 - 【請求項７】 接着材フィルムが、コア材の両面に接着
剤層を形成して得られる接着材フィルムであり、コア材
がガラス転移温度が２００℃以上の耐熱性熱可塑フ又は
耐熱性熱可塑多孔質フィルムであり、コア材の両面の接
着剤層の少なくとも一つが厚みが３０μｍ以上の接着剤
層ａ、ｂ、ｃ又はｄである請求項１〜５各項記載の接着
材フィルム。 - 【請求項８】 コア材が、ガラス転移温度が２００℃以
上のポリイミド、ポリエーテルスルホン、ポリアミドイ
ミド、ポリエーテルエーテルケトン又はポリエーテルイ
ミドから選ばれる耐熱性熱可塑フィルムである請求項７
記載の接着材フィルム。 - 【請求項９】 コア材が、ポリエーテルサルホン、ポリ
イミドポリアミドイミド、ポリエステル又はポリサルホ
ンから選ばれる耐熱性熱可塑多孔質フィルムである請求
項７記載の接着材フィルム。 - 【請求項１０】 配線付外部接続用部材と接着する側の
接着剤層が、接着剤層ａ、ｂ、ｃ又はｄである請求項７
〜９各項記載の接着材フィルム。 - 【請求項１１】 請求項７記載の接着材フィルムにおい
て配線付外部接続部材と接着する側の接着剤層が熱硬化
系接着剤であり、半導体チップと接着する側の接着剤層
が熱可塑系接着剤または熱硬化系樹脂を含む熱可塑系接
着剤である請求項７〜１０各項記載の接着材フィルム。 - 【請求項１２】 配線付外部接続用部材の半導体チップ
搭載面に請求項１〜１１各項記接着材フィルムが圧着し
てある半導体搭載用外部接続用部材。 - 【請求項１３】 配線付外部接続用部材の半導体チップ
搭載面に請求項１〜１１各項記載の接着材フィルムを圧
着する際、圧着圧力が０．５〜３．０ＭＰａで５秒以下
で熱圧着することを特徴とする半導体搭載用外部接続用
部材の製造法。 - 【請求項１４】 半導体チップと配線付外部接続用部材
を請求項１〜１１各項記載の接着材フィルムを介して接
着した半導体装置。 - 【請求項１５】 配線付外部接続用部材の半導体チップ
搭載面に請求項１〜１１各項記載の接着材フィルムを圧
着する際、圧着圧力が０．５〜３．０ＭＰａで５秒以下
で熱圧着することを特徴とする半導体装置の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11059552A JP2000256628A (ja) | 1999-03-08 | 1999-03-08 | 接着材フィルム、半導体搭載用外部接続用部材、半導体装置及びそれらの製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11059552A JP2000256628A (ja) | 1999-03-08 | 1999-03-08 | 接着材フィルム、半導体搭載用外部接続用部材、半導体装置及びそれらの製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000256628A true JP2000256628A (ja) | 2000-09-19 |
Family
ID=13116539
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11059552A Pending JP2000256628A (ja) | 1999-03-08 | 1999-03-08 | 接着材フィルム、半導体搭載用外部接続用部材、半導体装置及びそれらの製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000256628A (ja) |
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- 1999-03-08 JP JP11059552A patent/JP2000256628A/ja active Pending
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