JP2001302998A - 接着フィルムおよびその用途 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 吸湿後の耐熱性、耐リフロー性、吸湿後の接
着性などに優れる接着フィルム、これを用いた、高温高
湿条件下における高い信頼性を確保する半導体装置を提
供する。 【解決手段】 平均径０．０１〜２．０μmの空孔を有
し、空孔の体積含有率が０．１〜２０体積％としたフィ
ラーを含有する接着フィルムである。また、フィラーを
含有する組成物を、塗布、乾燥させてなる接着フィルム
であって、フィラーの水との接触角をａ、前記組成物か
らフィラーを除く配合物を塗布、乾燥させたものの水と
の接触角をｂとするとき、０．７５＞ａ／ｂの関係を満
たす接着フィルムである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、接着フィルムおよ
びその用途に関する。さらに詳しくは、半導体装置にお
ける半導体チップと支持基板とを接着するのに有用な接
着フィルム、これを用いた半導体搭載用配線基板並びに
半導体装置およびその製造法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から配線板や半導体パッケージ用の
接着剤には、アクリロニトリルブタジエンゴムを主成分
とする系が多く用いられている。プリント配線板関連材
料として耐湿性を向上させたものとしては、特開昭６０
−２４３１８０号公報に示されるアクリル樹脂、エポキ
シ樹脂、ポリイソシアネートおよび無機フィラーを含む
接着剤があり、また、特開昭６１−１３８６８０号公報
に示されるアクリル系樹脂、エポキシ樹脂、分子中にウ
レタン結合を有する両末端が第１級アミン化合物および
無機フィラーを含む接着剤がある。

【０００３】しかしながら、これらの公知の接着剤は、
ＰＣＴ（プレッシャークッカーテスト）処理などの厳し
い条件下での耐湿性試験を行った場合には、劣化が大き
かった。また、高温で長時間処理した後の接着力の低下
が大きいことや、耐電食性に劣ることなどの欠点があっ
た。特に、半導体関連部品の信頼性評価で用いられるＰ
ＣＴ処理などの厳しい条件下で耐湿性試験を行った場合
の劣化が大きかった。このように、ゴムを主成分とする
接着剤においては、フィラーなどの補強がなされていた
ものの、吸湿後の耐熱性に課題があった。

【０００４】また最近では、コスト削減の観点から、半
導体製造工程の短縮の手法として、半導体ウエハの裏面
にあらかじめ接着フィルムをラミネートし、その半導体
ウエハを接着フィルムごとダイシングした後、接着剤付
き半導体素子としてピックアップしてそのまま支持部材
に接着するという製造法が広まりつつあり、この製造工
程に対応することも必要になっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、吸湿後の耐
熱性、耐リフロー性、吸湿後の接着性などに優れる接着
フィルム、および、これを用いた、高温高湿条件下にお
いて高い信頼性を有する半導体装置を提供するものであ
る。また本発明は、フィルムの仮張りの工程およびその
際に使用する機器のいずれも必要としないことを特長と
する半導体装置の製造法を提供するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、次の各発明に
関する。 １）平均径０．０１〜２．０μmの空孔を体積含有率で
０．１〜２０体積％含有する接着フィルム。 ２）フィラーを含有する、前記１）記載の接着フィル
ム。

【０００７】３）（１）下記（２）エポキシ樹脂と非相
溶である重量平均分子量が１０万以上の高分子化合物、
（２）エポキシ樹脂、（３）エポキシ樹脂の硬化剤、
（４）フィラーおよび（５）硬化促進剤を含有する組成
物を、塗布、乾燥させ、平均径０．０１〜２．０μmの
空孔を体積含有率で０．１〜２０体積％含有する接着フ
ィルム。

【０００８】４）フィラーを含有する組成物を、塗布、
乾燥させてなる接着フィルムであって、フィラーと水と
の接触角をａ、前記組成物からフィラーを除く配合物を
塗布、乾燥させたものと水との接触角をｂとするとき、
０．７５＞ａ／ｂの関係を満たす接着フィルム。

【０００９】５）（１）下記（２）エポキシ樹脂と非相
溶である重量平均分子量が１０万以上の高分子化合物、
（２）エポキシ樹脂、（３）エポキシ樹脂の硬化剤、
（４）フィラーおよび（５）硬化促進剤を含有する組成
物を、塗布、乾燥させてなる接着フィルムであって、前
記（１）〜（５）の成分が、０．７５＞ａ／ｂの関係を
満たす（ただし、（４）フィラーと水との接触角をａ、
（１）、（２）、（３）および（５）の配合物を塗布、
乾燥させたものと水との接触角をｂとする）接着フィル
ム。

【００１０】６） （１）〜（５）の成分の配合割合
が、（１）高分子化合物 ５０．０〜７０．０重量％、
（２）エポキシ樹脂と（３）エポキシ樹脂の硬化剤との
合計１７．０〜４９．５重量％、（４）フィラー ０．
４５〜１０．０重量％および（５）硬化促進剤 ０．０
５〜３．０重量％である、前記３）または５）記載の接
着フィルム。

【００１１】７）（１）重量平均分子量が１０万以上の
高分子化合物がエポキシ基含有アクリル系共重合体であ
る、前記３）、５）または６）記載の接着フィルム。 ８）（２）エポキシ樹脂が変異原性を有しないエポキシ
樹脂である、前記３）、５）〜７）のいずれか１項記載
の接着フィルム。 ９）（４）フィラーがシリカである、前記２）〜８）の
いずれか１項記載の接着フィルム。

【００１２】１０）（４）フィラーの平均粒径が０．０
０５〜０．１μmである、前記２）〜９）のいずれか１
項記載の接着フィルム。 １１）単層構造からなる、前記１）〜１０）のいずれか
１項記載の接着フィルム。 １２）接着フィルムの片面または両面に保護層を有して
なる、前記１１）記載の接着フィルム。

【００１３】１３）基材層の片面または両面に、直接ま
たは他の層を介して、前記１）〜１０）のいずれか１項
記載の接着フィルムが積層されてなる基材付き接着フィ
ルム。 １４） 基材付き接着フィルムの片面または両面に保護
層を有してなる、前記１３）記載の基材付き接着フィル
ム。

【００１４】１５）上記基材が耐熱性のフィルムであ
る、前記１３）または１４）記載の基材付き接着フィル
ム。 １６）前記１）〜１２）のいずれか１項記載の接着フィ
ルムまたは前記１３）〜１５）のいずれか１項記載の基
材付き接着フィルムを用いて、半導体素子同士または半
導体素子と半導体支持部材とを接着してなる半導体装
置。

【００１５】１７）前記１）〜１２）のいずれか１項記
載の接着フィルムまたは前記１３）〜１５）のいずれか
１項記載の基材付き接着フィルムとダイシングテープと
を半導体ウエハにラミネートした後、ウエハおよび接着
フィルムをチップに切断し、その後、ダイシングテープ
からピックアップした接着フィルム付き半導体素子を用
いて、半導体素子同士または半導体素子と半導体支持部
材とを接着する半導体装置の製造法。

【００１６】１８）前記１）〜１２）のいずれか１項記
載の接着フィルムまたは前記１３）〜１５）のいずれか
１項記載の基材付き接着フィルム上にダイシングテープ
が積層されてなるダイシングフィルム一体型接着フィル
ム。 １９）前記１８）記載のダイシングフィルム一体型接着
フィルムを半導体ウエハにラミネートし、ウエハと接着
フィルムを同時にダイシングした後に接着層付き半導体
素子としてピックアップし、半導体素子同士または半導
体素子と半導体支持部材とを接着する半導体装置の製造
法。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明における第１の接着フィル
ムは、平均径０．０１〜２．０μmの空孔を体積含有率
で０．１〜２０体積％含有する接着フィルムである。こ
こで接着フィルムが有する空孔とは、空隙、空間、隙間
などを意味し、空孔の平均径とはその空孔の体積を、お
およそ球に換算した場合の直径を意味する。

【００１８】本発明の接着フィルムは、耐ＰＣＴ性（接
着強度の低下の防止）の点から、平均径０．０１〜２．
０μmの空孔を有することが必要であり、０．０３〜
０．１μmであることが好ましい。また、空孔の体積含
有率は、耐ＰＣＴ性および耐リフロー性の点から、接着
フィルムの０．１〜２０体積％であることが必要であ
る。空孔は均一に分散してることが好ましい。

【００１９】空孔の体積含有率は、以下の方法で算出す
る。 （ａ）走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で用いて、フィラー
の平均粒径の１００倍の長さを１辺とする正方形面積を
有し、かつ空孔数が５０個存在する場所を設定し、ＳＥ
Ｍ写真を撮影する。 （ｂ）その正方形面積と５０個の空孔の面積を次の方法
で求める。密度および膜厚が均一な透明なフィルムをＳ
ＥＭ写真上に載せて、５０個すべての空孔の形に沿って
ペンでトレースした後、そのトレースした空孔部分を切
り離す。 （ｃ）同様にして一定の正方形面積部分（５０個の空孔
部分を含む）を（ｂ）と同様にペンでトレース後、その
空孔を除く部分を切り離す。 （ｄ）切り離した（ｂ）と（ｃ）の重量を測定し、
（ｂ）／（ｃ）を求める。 （ｅ）Ｖ＝［（ｂ）／（ｃ）］^3/2を求める。 （ｆ）（ａ）〜（ｅ）を５回繰り返し、得られたＶの平
均値を体積含有率とする。

【００２０】本発明における第１の接着フィルムは、上
記のような空孔を有するものであれば良く、その材質と
しては、たとえば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリ
イミド樹脂、シリコーン樹脂、ポリウレタン樹脂、シア
ネート樹脂などの樹脂を含むものが挙げられ、中でも、
エポキシ樹脂、アクリル樹脂を含むものが、耐熱性、接
着性などに優れる点で好ましい。

【００２１】また、上記のような空孔を有するために、
接着フィルムにフィラーを含有させることがもっとも好
ましい。すなわち、空孔の大きさ、空孔の体積含有率
は、フィラーの含有量、粒径、凝集形態に依存してお
り、フィラー含有量が多いほど、フィラーが微細な粒径
ほど、そしてフィラーが分散した形態であるほど、空孔
の大きさと体積含有率は増加する。このようなフィラー
の含有量、形状、形態の因子は、単独でも、また２以上
の因子を適宜組み合せて、空孔の大きさ、体積含有率の
制御に用いることができる。

【００２２】また、本発明の第２の接着フィルムは、フ
ィラーを含有する組成物を塗布、乾燥させてなる接着フ
ィルムであって、フィラーと水との接触角をａ、前記組
成物からフィラーを除く配合物を塗布、乾燥させたもの
と水との接触角をｂとするとき、０．７５＞ａ／ｂの関
係を満たす接着フィルムである。

【００２３】すなわち、第２の接着フィルムは、フィラ
ーを含有すると共に、吸湿後の耐熱性の点から、０．７
５＞ａ／ｂすなわち、ａ／ｂが０．７５未満であること
が必要であり、０．６６未満であることが好ましく、
０．５０未満であることがより好ましい。ａ／ｂの下限
は０．２５程度である。

【００２４】なお、フィラーと水との接触角ａは以下の
方法で測定する。フィラーを圧縮成形して平板を作製
し、その上に、水滴を滴下し、その水滴が平板と接触す
る角度を接触角計で測定する。接触角の値は１０回測定
した平均値を使用する。フィラーを除く配合物を塗布、
乾燥させたものと水との接触角ｂも、ａの測定と同様に
して行う。

【００２５】本発明における第２の接着フィルムも、そ
の材質としては、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリイ
ミド樹脂、シリコーン樹脂などの樹脂を含むものが挙げ
られ、中でも、エポキシ樹脂、アクリル樹脂を含むもの
が、耐熱性、接着性などに優れる点で好ましい。また、
フィラーと水との接触角ａは、フィラーの組成、その表
面の処理、その作製方法を介してのフィラーの粒径に依
存して変化するので、たとえば、シリカ、三酸化二アン
チモンを用いること、またフィラーの表面を親和（親
水）処理すること、さらにより微細なフィラーを使用す
ること、により、接触角ａを小さくすることができる。
このような、接触角に影響を及ぼす因子は、単独でも、
また２以上の因子を適宜組み合せて、フィラーと水との
接触角の制御を行うことができる。

【００２６】なお、前記第１の接着フィルムの特性と、
第２の接着フィルムの特性を合わせ持つフィルムは、耐
ＰＣＴ性および吸湿はんだ耐熱性が優れている点で、よ
り好ましいものとしてあげられる。

【００２７】以下に、本発明の前記第１の接着フィルム
および前記第２の接着フィルムに共通する事項について
説明する。

【００２８】本発明の接着フィルムの成分としては、
（１）下記（２）エポキシ樹脂と非相溶である重量平均
分子量が１０万以上の高分子化合物、（２）エポキシ樹
脂、（３）エポキシ樹脂の硬化剤、（４）フィラーおよ
び（５）硬化促進剤、を含有するものが、耐熱性、接着
性が優れており、また、１７０度１時間程度で硬化が完
了でき、穏和な条件で製造できるので好ましい。

【００２９】前記（１）重量平均分子量が１０万以上の
高分子化合物は、（２）エポキシ樹脂と非相溶性である
ことが必要である。ここで、重量平均分子量は、ゲルパ
ーミエーションクロマトグラフィー法（ＧＰＣ）で標準
ポリスチレンによる検量線を用いたポリスチレン換算値
である。また、（１）高分子化合物が（２）エポキシ樹
脂と非相溶性であるとは、予備硬化後に、（１）高分子
化合物が（２）エポキシ樹脂と分離して二つ以上の相に
分かれる性質を意味する。この場合、硬化後も（２）エ
ポキシ樹脂と分離して二つ以上の相に分かれたままであ
る。

【００３０】上記の（１）高分子化合物としては、アク
リルゴムなどのゴム、シリコーン樹脂、シリコーン変性
ポリアミドイミドなどのシリコーン変性樹脂などが挙げ
られる。接着性、耐熱性が高い点から、エポキシ基含有
アクリル系共重合体が好ましい。

【００３１】エポキシ基含有アクリル系共重合体として
は、たとえば、グリシジル（メタ）アクリレート２〜６
重量％を共重合し、残部はエチル（メタ）アクリレート
やブチル（メタ）アクリレートまたは両者を共重合し
た、Ｔｇが−１０℃以上のアクリル系共重合体が好まし
いものとして挙げられる。グリシジル（メタ）アクリレ
ートの共重合量がこの範囲にあると、接着力が確保で
き、また共重合体がゲル化を起こさないからである。ま
た、Ｔｇが−１０℃以上であると、Ｂステージ状態での
接着フィルムのタック性が適切であり、取り扱い性が良
好である。かかる共重合体として、帝国化学産業（株）
から市販されている商品名：ＨＴＲ−８６０Ｐ−３を使
用することができる。

【００３２】（１）高分子化合物で重量平均分子量が１
０万以上のものを製造する場合、重合方法としてパール
重合、溶液重合などが有効である。（１）高分子化合物
の配合量は、５０．０〜７０．０重量％とすることが好
ましい。この範囲にあると、弾性率低減、成形時のフロ
ー性抑制などが充分に確保でき、また高温での取り扱い
性も良好である。

【００３３】本発明における（２）エポキシ樹脂として
は、特に限定されず、公知のものを使用しうるが、２官
能以上で、重量平均分子量が５，０００未満、望ましく
は３，０００未満のものが好ましい。このような（２）
エポキシ樹脂としては、ビスフェノールＡ型エポキシ樹
脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂などが挙げられ
る。

【００３４】ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂またはビ
スフェノールＦ型エポキシ樹脂で液状のものは、油化シ
ェルエポキシ（株）から、エピコート８０７、エピコー
ト８２７、エピコート８２８という商品名で市販されて
いる。また、ダウケミカル日本(株)からは、Ｄ．Ｅ．
Ｒ．３３０、Ｄ．Ｅ．Ｒ．３３１、Ｄ．Ｅ．Ｒ．３６
１、という商品名で市販されている。また、東都化成
（株）から、ＹＤ８１２５、ＹＤＦ８１７０という商品
名で市販されている。

【００３５】（２）エポキシ樹脂としては、得られる硬
化物の高Ｔｇ化を目的に、多官能エポキシ樹脂を使用す
ることもできる。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
エポキシ樹脂などが挙げられる。フェノールノボラック
型エポキシ樹脂は、日本化薬（株）から、ＥＰＰＮ−２
０１という商品名で市販されている。また、クレゾール
ノボラック型エポキシ樹脂は、住友化学工業（株）か
ら、ＥＳＣＮ−１９０、ＥＳＣＮ−１９５という商品名
で市販されている。また、日本化薬（株）からも、ＥＯ
ＣＮ１０１２、ＥＯＣＮ１０２５、ＥＯＣＮ１０２７と
いう商品名で市販されている。東都化成（株）からもＹ
ＤＣＮ７０１、ＹＤＣＮ７０２、ＹＤＣＮ７０３、ＹＤ
ＣＮ７０４という商品名で市販されている。

【００３６】本発明における（３）エポキシ樹脂の硬化
剤は、エポキシ樹脂の硬化剤として公知のものを使用で
き、たとえば、アミン、ポリアミド、酸無水物、ポリス
ルフィッド、三弗化硼素、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ビスフェノールＡ、ビ
スフェノールＦ、ビスフェノールＳなどが挙げられる。
特に吸湿時の耐電食性に優れる点から、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
ルノボラック樹脂などのフェノール樹脂が好ましい。こ
れには、大日本インキ化学工業（株）から市販されてい
る、商品名：フェノライトＬＦ２８８２、フェノライト
ＬＦ２８２２、フェノライトＴＤ−２０９０、フェノラ
イトＴＤ−２１４９、フェノライトＶＨ４１５０、フェ
ノライトＶＨ４１７０を使用することができる。

【００３７】なお、エポキシ樹脂および硬化剤におい
て、変異原性を有しない化合物、たとえばビスフェノー
ルＡを使用しないものが、環境や人体への影響も小さい
ので好ましい。

【００３８】（２）エポキシ樹脂および（３）エポキシ
樹脂の硬化剤の合計の配合量は、１７．０〜４９．５重
量％であることが好ましい。両者の合計がこの範囲にあ
ると、接着性、成形性（フロー性）などが確保できると
ともに、弾性率も適切な範囲に抑えることができる。

【００３９】ここで、（２）エポキシ樹脂と（３）エポ
キシ樹脂の硬化剤との比率〔（２）：（３）〕は、３
３：６７〜７５：２５であることが好ましい。この比率
の範囲にあると、耐熱性、成形性（フロー性）が良好で
ある。

【００４０】本発明における（４）フィラーとしては、
シリカ、アルミナ、アンチモン酸化物などの酸化物のほ
か、窒化物、炭化物、水酸化物を使用することができ
る。耐熱性、成形性（フロー性）などの点から、シリ
カ、三酸化二アンチモンが好ましい。また、（４）フィ
ラーの平均粒径は、耐熱性、成形性（フロー性）などの
点から、０．００５〜０．１μmであることが好まし
い。なお、フィラーの平均粒径は、レーザー光を使用す
る回折散乱法により測定することができる。

【００４１】なお、上記のシリカとして、シーアイ化成
(株)から、平均粒径０．０１２μmのナノテックＳｉＯ₂
という商品名で、また、三酸化二アンチモンとして、日
本精鉱(株)から、平均粒径は０．０２μmのＰＡＴＯＸ
−Ｕという商品名で市販されており、これらのフィラー
を使用することができる。

【００４２】（４）フィラーの使用量は、０．４５〜１
０．０重量％とすることが好ましく、１．０〜５．０重
量％であることがより好ましい。フィラーの使用量がこ
の範囲にあると、耐湿性、接着フィルムの貯蔵弾性率、
接着強度が十分に確保できる。

【００４３】本発明における（５）硬化促進剤として
は、各種イミダゾール類が使用できる。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などが挙げられる。イミダゾール
類は、四国化成工業（株）から、２Ｅ４ＭＺ、２ＰＺ−
ＣＮ、２ＰＺ−ＣＮＳという商品名で市販されている。

【００４４】また、フィルムの使用期間が長くなる点で
潜在性を有することが好ましく、その代表例としてはジ
シアンジミド、アジピン酸ジヒドラジドなどのジヒドラ
ジド化合物、グアナミン酸、メラミン酸、エポキシ化合
物とイミダゾール化合物との付加化合物、エポキシ化合
物とジアルキルアミン類との付加化合物、アミンとチオ
尿素との付加化合物、アミンとイソシアネートとの付加
化合物などが挙げられる。また、室温での活性を低減で
きる点でアダクト型の構造をとっているものが好まし
い。

【００４５】（５）硬化促進剤の配合量は、０．０５〜
３．０重量％とすることが好ましい。この範囲にある
と、硬化性、耐熱性、接着性およびポットライフが良好
である。

【００４６】本発明における組成物には、Ｂステージ
（予備硬化状態）における接着剤のタック性の低減、硬
化時の可撓性を向上させるなどの観点から、（２）エポ
キシ樹脂と相溶性があり、かつ重量平均分子量が３万以
上の樹脂を５〜１０重量％程度配合することができる。

【００４７】そのような樹脂としては、フェノキシ樹
脂、高分子量エポキシ樹脂、超高分子量エポキシ樹脂、
極性の大きい官能基含有ゴム、極性の大きい官能基含有
反応性ゴムなどが挙げられる。フェノキシ樹脂は、東都
化成(株)から、フェノトートＹＰ−４０、フェノト−ト
ＹＰ−５０という商品名で市販されている。また、フェ
ノキシアソシエート社から、ＰＫＨＣ、ＰＫＨＨ、ＰＫ
ＨＪという商品名で市販されている。

【００４８】高分子量エポキシ樹脂は、分子量が３万〜
８万の高分子量エポキシ樹脂、さらには、分子量が８万
を越える超高分子量エポキシ樹脂（特公平７−５９６１
７号公報、特公平７−５９６１８号公報、特公平７−５
９６１９号公報、特公平７−５９６２０号公報、特公平
７−６４９１１号公報、特公平７−６８３２７号公報な
ど参照）がある。極性の大きい官能基含有反応性ゴムと
して、カルボキシル基含有アクリルゴムは、帝国化学産
業(株)から、ＨＴＲ−８６０Ｐという商品名で市販され
ている。

【００４９】また、本発明における組成物には、異種材
料間の界面結合を良くするために、カップリング剤を配
合することもできる。そのような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などが挙げ
られる。

【００５０】上記のシランカップリング剤は、γ−グリ
シドキシプロピルトリメトキシシランがＮＵＣ Ａ−１
８７、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシランがＮ
ＵＣＡ−１８９、γ−アミノプロピルトリエトキシシラ
ンがＮＵＣ Ａ−１１００、γ−ウレイドプロピルトリ
エトキシシランがＮＵＣ Ａ−１１６０、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Ｎ
ＵＣ Ａ−１１２０という商品名で、いずれも日本ユニ
カー(株)から市販されている。

【００５１】カップリング剤の配合量は、添加による効
果や耐熱性およびコストの面から、（１）、（２）およ
び（３）の合計量１００重量部に対し、０．１〜１０重
量部とするのが好ましい。

【００５２】さらに、イオン性不純物を吸着して、吸湿
時の絶縁信頼性を良くするために、イオン捕捉剤を配合
することができる。

【００５３】本発明における接着フィルムは、各成分を
溶剤に分散してワニスとし、キャリアフィルム上に塗
布、加熱、乾燥し、溶剤を除去することにより、キャリ
アフィルム上に形成された接着剤層として得られる。こ
の際の加熱条件は、８０〜２５０℃で、１０分間〜２０
時間程度である。キャリアフィルムとしては、ポリテト
ラフルオロエチレンフィルム、ポリエチレンテレフタレ
ートフィルム、離型処理したポリエチレンテレフタレー
トフィルムなどのプラスチックフィルムが使用できる。

【００５４】使用時にキャリアフィルムを剥離して接着
剤層（すなわち接着フィルム）のみを使用することもで
きるし、キャリアフィルムとともに使用し、後で除去す
ることもできる。接着剤層（すなわち接着フィルム）の
厚さは、３〜３００μmであることが好ましく、１０〜
２００μmであることがより好ましく、２０〜１００μm
であることが特に好ましい。

【００５５】上記溶剤は、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、ブチルセロソルブ、メタノール、エタノ
ール、２−メトキシエタノールなどの低沸点溶媒を用い
るのが好ましい。また、塗膜性を向上するなどの目的
で、高沸点溶媒を加えてもよい。高沸点溶媒としては、
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、シクロヘキサノンなどが挙げられる。

【００５６】ワニスの製造は、らいかい機、３本ロール
もしくはビーズミルなどにより、またはこれらを組み合
わせて行うことができる。また、フィラーをエポキシ樹
脂および硬化剤と混合した後、高分子化合物と混合する
ことが好ましい。フィラーと低分子量物をあらかじめ混
合した後、高分子量物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も可能となる。

【００５７】本発明の接着フィルムは、単層のフィルム
として使用することができる。また、基材の片面または
両面に、直接または他の層を介して、上記接着フィルム
が積層されてなる基材付き接着フィルムとして使用する
ことができる。さらに、その片面または両面に保護層を
形成することもできる。

【００５８】接着フィルムの製造時に使用する基材は、
上記の接着フィルム製造時の加熱、乾燥条件に耐えるも
のであれば特に限定するものではない。たとえば、ポリ
エステルフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリエチ
レンテレフタレートフィルム、ポリイミドフィルム、ポ
リエーテルイミドフィルム、ポリエーテルナフタレート
フィルム、メチルペンテンフィルムなどがある。これら
のフィルムは２種以上組み合わせて多層フィルムとして
もよい。また、これらのフィルムは、シリコーン系やシ
リカ系の離型剤で処理されたものであってもよい。

【００５９】上記基材付き接着フィルムをそのまま半導
体装置の接着剤として用いる場合、上記基材は耐熱性の
フィルムであることが好ましい。上記耐熱性のフィルム
としては、たとえば、ポリイミドフィルム、ポリエーテ
ルイミドフィルム、メチルペンテンフィルムおよびポリ
エーテルナフタレートフィルムなどが挙げられる。

【００６０】次に本発明の接着フィルムの製造法につい
て説明する。単層の接着フィルムの製造は、各成分を有
機溶媒中で溶解、混合または混練する工程、基材上に前
記混合物の層を形成させる工程、加熱して乾燥する工
程、基材を除去する工程を経て行うことができる。フィ
ラーを用いた場合の混合、混練は、通常の攪拌機、らい
かい機、三本ロール、ボールミルなどの分散機を適宜、
組み合わせて行うことができる。

【００６１】基材付き接着フィルムの製造では、基材と
しての耐熱性フィルムを選択した後、基材を除去する工
程を除く前記の各工程を行えばよい。また、両面に接着
フィルム層が積層されてなる基材付き接着フィルムの製
造は、上記各工程を片面に行った後、未塗装の他方の面
上に前記混合物の層を形成させ、加熱、乾燥して行うこ
とができる。

【００６２】さらにその片面または両面に保護層を形成
する場合、その保護層としては、ポリプロピレンフィル
ム、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステルフ
ィルムなどを使用することができる。

【００６３】得られた接着フィルムは、通常は、室温下
で、基材フィルムから剥がして、自己支持性の接着フィ
ルムとし、半導体装置の製造に使用することができる。
より具体的には、たとえば、半導体ウエハに本発明の接
着フィルムとダイシングテープとをラミネートした後、
ウエハおよび接着フィルムをチップに切断し、その後、
ダイシングテープからピックアップした接着フィルム付
き半導体素子を用いて、半導体素子同士または半導体素
子と半導体支持部材とを接着することにより半導体装置
を製造することができる。

【００６４】また、上記接着フィルムを基材から剥がさ
ず、そのまま半導体ウエハにラミネートし、ウエハと接
着フィルムを同時にダイシングした後に接着層付き半導
体素子としてピックアップし、半導体素子同士または半
導体素子と半導体支持部材とを接着することにより半導
体装置を製造することができる。

【００６５】さらに、あらかじめ接着フィルムの接着面
にダイシングテープをラミネートすることにより、接着
フィルムとダイシングフィルムを一体化した半導体用の
接着フィルムとすることもできる。この半導体用接着フ
ィルムは、たとえば、ウエハ裏面にラミネートし、ウエ
ハおよび接着フィルムを同時にダイシングした後に、接
着フィルム付き半導体素子としてピックアップし、半導
体素子同士または半導体素子と半導体支持部材とを接着
することにより半導体装置を得ることができる。

【００６６】得られた接着フィルムは、ＩＣ、ＬＳＩな
どの半導体素子と、４２アロイリードフレーム、銅リー
ドフレームなどのリードフレーム、ポリイミド、エポキ
シ樹脂、ポリイミド系樹脂などのプラスチックフィル
ム、ガラス不織布など基材にポリイミド、エポキシ樹
脂、ポリイミド系樹脂などのプラスチックを含浸、硬化
させたもの、アルミナなどのセラミックスなどの、支持
部材の接合に用いることができる。また、パッケージの
種類に応じて、半導体素子同士を接合部に用いることも
できる。

【００６７】接合は、上記したような半導体素子と支持
部材との間または半導体素子同士の間に本発明の接着フ
ィルムを挾み、加熱圧着して、両者を接着させる。加熱
温度は、１００〜３００℃が好ましく、加熱時間は０．
１〜３００秒間が好ましい。

【００６８】

【実施例】以下、実施例により本発明を説明するが、本
発明はこれらの実施例に限定されるものではない。な
お、ここで使用したフィラーは、表面処理を行っていな
いものである。 実施例１ エポキシ樹脂としてビスフェノールＡ型エポキシ樹脂
（エポキシ当量１９０、油化エポキシシェル(株)製のエ
ピコート８２８を使用）１７．２ｇ、クレゾールノボラ
ック型エポキシ樹脂（エポキシ当量１９５、住友化学工
業(株)製のＥＳＣＮ１９５を使用）５．８ｇ、エポキシ
樹脂の硬化剤としてフェノールノボラック樹脂（大日本
インキ化学工業(株)製のプライオーフェンＬＦ２８８２
を使用）１５．３ｇ、シラン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（日本ユニカ
ー（株）製のＮＵＣ Ａ−１８７を使用）０．２ｇ、シ
リカフィラー（シーアイ化成(株)製のナノテックＳｉＯ
₂（平均粒径０．０１２μm）を使用）３．８ｇからなる
組成物に、メチルエチルケトンを加えて攪拌混合し、さ
らにビーズミルを用いて９０分間混練した。

【００６９】これに、エポキシ含有アクリルゴム（重量
平均分子量約７０万、帝国化学産業（株）製のＨＴＲ−
８６０Ｐ−３を使用）５７．５ｇ、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（四国化成
工業（株）製のキュアゾール２ＰＺ−ＣＮを使用）０．
２ｇを添加し、攪拌モーターで３０分混合し、得られた
ワニスを厚さ７５μmの離型処理したポリエチレンテレ
フタレートフィルム上に塗布し、１４０℃で５分間加熱
乾燥して、膜厚が７５μmのＢステージ状態の塗膜を形
成し、キャリアフィルムを備えた接着フィルムを形成し
た。

【００７０】なお、重量平均分子量は以下の装置、カラ
ムでＧＰＣ法により標準ポリスチレンによる検量線を用
いて測定した。 ＜ＧＰＣ測定＞ 装置：（株）日立製作所製ＨＰＬＣ６３５型 カラム：日立化成工業（株）製ゲルパックＲ−４４０、
Ｒ−４５０およびＲ−４００Ｍ

【００７１】実施例２ エポキシ樹脂としてクレゾールノボラック型エポキシ樹
脂（エポキシ当量２１０、東都化成（株）製のＹＤＣＮ
７０３を使用）１９．３ｇ、エポキシ樹脂の硬化剤とし
てクレゾールノボラック樹脂（大日本インキ化学工業
（株）製のプライオーフェンＬＦ２８８２を使用）１
２．９ｇ、エポキシ基含有のアクリル共重合体としてエ
ポキシ含有アクリルゴム（重量平均分子量約７０万、帝
国化学産業（株）製のＨＴＲ−８６０Ｐ−３を使用）６
４．３ｇ、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（四国化成工業（株）製のキュアゾ
ール２ＰＺ−ＣＮを使用）０．２ｇを添加し、シランカ
ップリング剤としてγ−ウレイドプロピルトリエトキシ
シラン（日本ユニカー（株）製のＮＵＣ Ａ−１１６０
を使用）０．３ｇ、シリカフィラー（シーアイ化成
（株）製のナノテックＳｉＯ ₂（平均粒径０．０１２μ
m）を使用）３．０ｇからなる組成物にメチルエチルケ
トンを加えて攪拌混合し、さらにビーズミルを用いて９
０分間混練した。

【００７２】得られたワニスを厚さ７５μmの離型処理
したポリエチレンテレフタレートフィルム上に塗布し、
１４０℃で５分間加熱乾燥して、膜厚が７５μmのＢス
テージ状態の塗膜を形成し、キャリアフィルムを備えた
接着フィルムを形成した。なお、重量平均分子量は実施
例１と同様の方法で行った。

【００７３】実施例３ フィラーに、シリカ（日本アエロジル（株）のアエロジ
ル５０（平均粒径は０．０３μm））３．８ｇを使用し
た他は、実施例１と同様にしてキャリアフィルムを備え
た接着フィルムを作製した。

【００７４】実施例４ フィラーに、三酸化二アンチモン（日本精鉱（株）製Ｐ
ＡＴＯＸ−Ｕ（平均粒径は０．０２μm））３．８ｇを
使用した他は、実施例１と同様にしてキャリアフィルム
を備えた接着フィルムを作製した。

【００７５】比較例１ フィラーを添加しなかった他は、実施例１と同様にして
キャリアフィルムを備えた接着フィルムを作製した。

【００７６】比較例２ フィラーに、三酸化二アンチモン（日本精鉱（株）製Ｐ
ＡＴＯＸ−ＨＳ（平均粒径は０．０２μm））０．０５
ｇを使用した他は、実施例１と同様にしてキャリアフィ
ルムを備えた接着フィルムを作製した。

【００７７】それぞれの条件下で得られた接着フィルム
の空孔体積率の測定は、以下の方法で算出した。

【００７８】（ａ）日立製作所製Ｓ−４５００型のＳＥ
Ｍを用いて、フィラーの平均粒径の１００倍の長さを１
辺とする正方形面積を有し、かつ空孔数が５０個存在す
る場所のＳＥＭ写真を撮影する。 （ｂ）その空孔を５０個含む正方形面積の写真の上に、
密度および膜厚が均一な透明なフィルムを載せて、５０
個すべての空孔の形に沿ってペンでトレースした後、ト
レースした空孔部分を切り離す。 （ｃ）同様にして一定の正方形面積部分（５０個の空孔
部分を含む）を（ｂ）と同様にペンでトレース後、その
空孔を除く部分を切り離す。 （ｄ）切り離した（ｂ）と（ｃ）の重量を測定し、
（ｂ）／（ｃ）を求める。 （ｅ）Ｖ＝［（ｂ）／（ｃ）］^3/2を求める。 （ｆ）（ａ）〜（ｅ）を５回繰り返し、得られたＶの平
均値を体積含有率とする。 得られた結果を表１に示す。

【００７９】さらに、それぞれの接着フィルムの両面
に、厚さ５０μmのポリイミドフィルムを、温度８０
℃、圧力０．３MPa、搬送速度０．３m/minの条件でホッ
トロールラミネーターを用いて張り合わせ、その後１７
０℃で１時間硬化した。このサンプルについて、耐熱
性、耐ＰＣＴ（プレッシャークッカーテスト）性を調べ
た。

【００８０】耐熱性の評価方法には、吸湿はんだ耐熱試
験は、８５℃／相対湿度８５％の環境下に４８時間放置
したサンプルを２４０℃のはんだ槽中に浮かべ、４０秒
未満でふくれが発生したものを×、４０秒以上１２０秒
未満でふくれが発生したものを○とした。さらに１２０
秒以上でふくれが発生しなかったものを◎とした。

【００８１】耐ＰＣＴ試験は、１２１℃、２気圧、湿度
１００％の環境下で所定時間処理したものの外観を観察
し、ふくれなどの異常がないもの○、異常が発生したも
のを×とした。

【００８２】なお、フィラーと水との接触角ａは、フィ
ラーを圧縮成形して平板を作製し、その上に、水滴を滴
下し、その水滴が平板と接触する角度を接触角計で測定
した。接触角の値は１０回測定し平均値を採用した。フ
ィラーを含まない配合物を塗布、乾燥させたものの水と
の接触角ｂも、同様にして測定した。

【００８３】

【表１】

【００８４】実施例１〜４は、０．０１〜２．０μmの
空孔が本発明の範囲内で存在する接着フィルムであり、
これらの接着フィルムを用いた半導体用接合体は、吸湿
はんだ耐熱性に優れ、耐ＰＣＴ性が４００時間以上であ
った。さらに、実施例２は、フィラーとしてシリカを使
用し、変異原性を有するビスフェノールＡ型エポキシ樹
脂を使用していないため、取り扱いが容易であるほか、
環境や人体への悪影響も小さい特徴を有しながら、実施
例１と同様に、吸湿はんだ耐熱性に優れ、耐ＰＣＴ性が
良い。

【００８５】比較例１は、空孔が存在しないものであ
り、比較例２は、空孔は存在するが、その量は極めて少
ない本発明の範囲外のものである。いずれも吸湿時のは
んだ耐熱性が不十分であり、耐ＰＣＴ性も１００時間に
すぎず、実施例１〜４の耐ＰＣＴ性に比べて著しく短時
間である。

【００８６】また、実施例１〜４は、接触角比（ａ／
ｂ）が＜３／４すなわち０．７５未満の接着フィルムで
あり、これらの接着フィルムを用いた半導体装置は、吸
湿はんだ耐熱性がよく、耐ＰＣＴ性が４００時間以上と
良好であった。

【００８７】比較例１は、フィラーを含有しない例、比
較例２は、接触角比が３／４以上と本発明の範囲外のも
のである。いずれも吸湿はんだ耐熱性が不十分であり、
耐ＰＣＴ性も１００時間にすぎず、十分な長さではなか
った。

【００８８】《多層構造のフィルムの製造例》接着剤フ
ィルムをポリイミドコア材（宇部興産株式会社製ユーピ
レックス２５ＳＧＡ、厚さ２５μmを用いた）の片面に
ホットロールラミネーターで１００℃、速度０．３m/mi
n、荷重０．３MPaの条件で貼合わせ、さらにポリイミド
コア材の裏面に、同条件で接着フィルムを貼り合わせる
ことにより、コア材の両面に接着剤を形成した接着フィ
ルムを作製した。この三層構造のフィルムは、接着層と
コア材層との間で剥離することなく、取り扱いやすいも
のであった。また、上記接着フィルムとして、キャリア
フィルム付き接着フィルムを用い、この接着材層側をポ
リイミドコア材にラミネートすることによって、接着剤
層がカバーフィルムを有する多層構造の接着フィルムを
作製した。得られたフィルムは保存、運搬、使用の際、
接着剤層にシワが入ったり、異物が付着したりせず、作
業性に優れたものであった。

【００８９】《半導体装置の製造例》半導体搭載用配線
基板として、ポリイミドフィルムを基材として用いたポ
リイミドフィルム基板（ポリイミドフィルム５０μm
厚、配線幅３０μm、配線間隔４０μm、配線線厚み２０
μm）を用いた。接着フィルムを所定の形状に切断し、
切断された本発明の単層接着フィルムを配線基板の所望
の位置に置き、１４０℃、１．５MPa、３秒間熱圧着
し、貼り付けた。さらにこの接着フィルム付き配線基板
と半導体チップを１６０℃、１．５MPa、３ｓ間熱圧着
し接着した。この後、１７０℃１時間保持し、接着剤を
硬化させた後、半導体チップと配線基板の配線を金ワイ
ヤで接続し、周囲をエポキシ樹脂系封止材で封止し、半
導体装置を製造した。得られた半導体装置は耐ＰＣＴ性
に優れるものであった。

【００９０】《ウェハ裏面貼り付け方法における使用
例》半導体ウエハに接着フィルム、およびダイシングテ
ープをホットロールラミネーターで１００℃、速度０．
３m/min、荷重０．３MPaの条件で貼合わせた後、ウエハ
および接着フィルムをチップに切断し、その後、配線基
板と接着フィルム付き半導体チップを１６０℃、１．５
MPa、３秒間熱圧着し接着した。この後、１７０℃１時
間保持し、接着剤を硬化させた後、半導体チップと配線
基板の配線を金ワイヤで接続し、周囲をエポキシ樹脂系
封止材で封止し、半導体装置を製造した。得られた半導
体装置は耐ＰＣＴ性に優れるものであった。

【００９１】

【発明の効果】本発明の接着フィルムは、吸湿後の耐熱
性、耐リフロー性、吸湿後の接着性などに優れるもので
ある。従って、このフィルムを用いた半導体装置は、信
頼性に優れるものである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 21/52 Ｈ０１Ｌ 21/52 Ｅ // Ｃ０９Ｊ 133/06 Ｃ０９Ｊ 133/06 (72)発明者 島田 靖 茨城県下館市大字小川1500番地 日立化成 工業株式会社総合研究所内 (72)発明者 田中 裕子 茨城県下館市大字小川1500番地 日立化成 工業株式会社総合研究所内 (72)発明者 岩倉 哲郎 茨城県下館市大字小川1500番地 日立化成 工業株式会社総合研究所内 (72)発明者 栗谷 弘之 茨城県下館市大字小川1500番地 日立化成 工業株式会社総合研究所内 Ｆターム(参考） 4J004 AA02 AA10 AA11 AA12 AA13 AA14 AA17 AA18 AB05 AC00 CA05 CA06 CC02 CC03 CD05 CD06 DB02 FA05 GA01 4J040 DF031 EB042 EC061 EC071 EC231 EF001 EG002 EH031 EK031 EK111 GA11 GA22 HA076 HA126 HA206 HA306 HA326 HB38 HB47 HC01 HC15 HC16 HC24 HC25 HD05 HD08 JA09 JB02 KA16 KA17 KA42 LA01 LA03 LA06 LA08 NA20 5F047 BA23 BA34 BB03 BB19

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 平均径０．０１〜２．０μmの空孔を体
   積含有率で０．１〜２０体積％含有する接着フィルム。
2. 【請求項２】 フィラーを含有する、請求項１記載の接
   着フィルム。
3. 【請求項３】 （１）下記（２）エポキシ樹脂と非相溶
   である重量平均分子量が１０万以上の高分子化合物、
   （２）エポキシ樹脂、（３）エポキシ樹脂の硬化剤、
   （４）フィラーおよび（５）硬化促進剤を含有する組成
   物を、塗布、乾燥させ、平均径０．０１〜２．０μmの
   空孔を体積含有率で０．１〜２０体積％含有する接着フ
   ィルム。
4. 【請求項４】 フィラーを含有する組成物を、塗布、乾
   燥させてなる接着フィルムであって、フィラーと水との
   接触角をａ、前記組成物からフィラーを除く配合物を塗
   布、乾燥させたものと水との接触角をｂとするとき、
   ０．７５＞ａ／ｂの関係を満たす接着フィルム。
5. 【請求項５】 （１）下記（２）エポキシ樹脂と非相溶
   である重量平均分子量が１０万以上の高分子化合物、
   （２）エポキシ樹脂、（３）エポキシ樹脂の硬化剤、
   （４）フィラーおよび（５）硬化促進剤を含有する組成
   物を、塗布、乾燥させてなる接着フィルムであって、前
   記（１）〜（５）の成分が、０．７５＞ａ／ｂの関係を
   満たす（ただし、（４）フィラーと水との接触角をａ、
   （１）、（２）、（３）および（５）の配合物を塗布、
   乾燥させたものと水との接触角をｂとする）接着フィル
   ム。
6. 【請求項６】 （１）〜（５）の成分の配合割合が、
   （１）高分子化合物 ５０．０〜７０．０重量％、
   （２）エポキシ樹脂と（３）エポキシ樹脂の硬化剤との
   合計 １７．０〜４９．５重量％、（４）フィラー
   ０．４５〜１０．０重量％および（５）硬化促進剤
   ０．０５〜３．０重量％である、請求項３または５記載
   の接着フィルム。
7. 【請求項７】 （１）重量平均分子量が１０万以上の高
   分子化合物がエポキシ基含有アクリル系共重合体であ
   る、請求項３、５または６記載の接着フィルム。
8. 【請求項８】 （２）エポキシ樹脂が変異原性を有しな
   いエポキシ樹脂である、請求項３、５〜７のいずれか１
   項記載の接着フィルム。
9. 【請求項９】 （４）フィラーがシリカである、請求項
   ２〜８のいずれか１項記載の接着フィルム。
10. 【請求項１０】 （４）フィラーの平均粒径が０．００
    ５〜０．１μmである、請求項２〜９のいずれか１項記
    載の接着フィルム。
11. 【請求項１１】 単層構造からなる、請求項１〜１０の
    いずれか１項記載の接着フィルム。
12. 【請求項１２】 接着フィルムの片面または両面に保護
    層を有してなる、請求項１１記載の接着フィルム。
13. 【請求項１３】 基材層の片面または両面に、直接また
    は他の層を介して、請求項１〜１０のいずれか１項記載
    の接着フィルムが積層されてなる基材付き接着フィル
    ム。
14. 【請求項１４】 基材付き接着フィルムの片面または両
    面に保護層を有してなる、請求項１３記載の基材付き接
    着フィルム。
15. 【請求項１５】 上記基材が耐熱性のフィルムである、
    請求項１３または１４記載の基材付き接着フィルム。
16. 【請求項１６】 請求項１〜１２のいずれか１項記載の
    接着フィルムまたは請求項１３〜１５のいずれか１項記
    載の基材付き接着フィルムを用いて、半導体素子同士ま
    たは半導体素子と半導体支持部材とを接着してなる半導
    体装置。
17. 【請求項１７】 請求項１〜１２のいずれか１項記載の
    接着フィルムまたは請求項１３〜１５のいずれか１項記
    載の基材付き接着フィルムとダイシングテープとを半導
    体ウエハにラミネートした後、ウエハおよび接着フィル
    ムをチップに切断し、その後、ダイシングテープからピ
    ックアップした接着フィルム付き半導体素子を用いて、
    半導体素子同士または半導体素子と半導体支持部材とを
    接着する半導体装置の製造法。
18. 【請求項１８】 請求項１〜１２のいずれか１項記載の
    接着フィルムまたは請求項１３〜１５のいずれか１項記
    載の基材付き接着フィルム上にダイシングテープが積層
    されてなるダイシングフィルム一体型接着フィルム。
19. 【請求項１９】 請求項１８記載のダイシングフィルム
    一体型接着フィルムを半導体ウエハにラミネートし、ウ
    エハと接着フィルムを同時にダイシングした後に接着層
    付き半導体素子としてピックアップし、半導体素子同士
    または半導体素子と半導体支持部材とを接着する半導体
    装置の製造法。