【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体集積回路を実装する際に用いられる、テープオートメーテッドボンディング（ＴＡＢ）方式のパターン加工テープ、ボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）パッケージ用インターポーザー等の半導体接続用基板、ダイボンディング材、リードフレーム固定テープ、ＬＯＣテープ、多層基板の層間接着シート、等のフィルム形状の接着剤を用いた半導体装置を作成するために適した接着剤付きテープおよびそれを用いた銅張り積層板、半導体接続用基板ならびに半導体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体集積回路（ＩＣ）の実装には、金属製のリードフレームを用いた方式がもっとも多く用いられているが、近年ではガラスエポキシやポリイミド等の有機絶縁性フィルム上にＩＣ接続用の導体パターンを形成した、接続用基板を介した方式が増加している。代表的なものとして、テープオートメーテッドボンディング（ＴＡＢ）方式によるテープキャリアパッケージ（ＴＣＰ）が挙げられる。
【０００３】
ＴＣＰの接続用基板（パターンテープ）にはＴＡＢ用接着剤付きテープ（以下ＴＡＢ用テープと称する）が使用されるのが一般的である。通常のＴＡＢ用テープは、ポリイミドフィルム等の可撓性を有する有機絶縁性フィルム上に、未硬化状態の接着剤層および保護フィルム層として離型性を有するポリエステルフィルム等を積層した３層構造より構成されている。
【０００４】
ＴＡＢ用テープは、（１）スプロケットおよびデバイス孔の穿孔、（２）銅箔との熱ラミネートおよび接着剤の加熱硬化、（３）パターン形成（レジスト塗布、エッチング、レジスト除去）、（４）スズまたは金−メッキ処理などの加工工程を経て、接続用基板であるＴＡＢテープ（パターンテープ）に加工される。図１にパターンテープの形状を示す。図２に本発明のＴＣＰ型半導体装置の一態様の断面図を示す。パターンテープのインナーリード部６を、半導体集積回路８の金バンプ１０に熱圧着（インナーリードボンディング）し、半導体集積回路を搭載する。次いで、封止樹脂９による樹脂封止工程を経て半導体装置が作成される。最後に、ＴＣＰ型半導体装置は、他の部品を搭載した回路基板等とアウターリード７を介して接続され、電子機器への実装がなされる。
【０００５】
一方、近年の電子機器の小型・軽量化に伴い、半導体パッケージも高密度実装化を目的に、パッケージの裏面に接続端子を配列するＢＧＡ（ボールグリッドアレイ）、ＣＳＰ（チップスケールパッケージ）が用いられるようになってきた。
【０００６】
ＢＧＡ、ＣＳＰではＴＣＰと同様に、インターポーザーと称する接続用基板が必須である。しかし、ＩＣの接続方法において、従来のＴＣＰでは大半がＴＡＢ方式のギャングボンディングであるのに対し、ＢＧＡ、ＣＳＰではＴＡＢ方式およびワイヤーボンディング方式のいずれかを、個々のパッケージの仕様、用途、設計方針等により選択している点が異なっている。図３および図４に本発明の半導体装置（ＢＧＡ、ＣＳＰ）の一態様の断面図を示す。
【０００７】
ここでいうインターポーザーは、前述のＴＣＰのパターンテープと同様の機能を有するものなので、ＴＡＢ用接着剤付きテープを使用することができる。インナーリードを有する接続方式に有利であることは当然であるが、半田ボール用の孔やＩＣ用のデバイスホールを機械的に打ち抜いた後に銅箔をラミネートするプロセスに特に適している。一方、ワイヤーボンディングにより接続するため、インナーリードが不要であり、銅箔ごと半田ボール用の孔やＩＣ用のデバイスホールを開けるプロセスでは、すでに銅箔を積層し、接着剤を加熱硬化させた銅張り積層板を用いてもよい。
【０００８】
上記のパッケージ形態において、ポリイミド等の絶縁性フィルムの厚みは、機械的強度を持たせるため７５μｍ以上が一般的であったが、最近は薄くなる傾向にある（例えば特許文献１参照）。これは、半田ボール孔径やビアホール孔径が微細化し、打ち抜きやメッキ等の工程で支障をきたすためである。たとえば、機械強度とのバランスから５０μｍが現実的とされる。しかしながら、７５μｍより薄いフィルムでは剛性が低下し銅箔と貼り合わせた際に反りを生じやすくなるという問題がある。また、絶縁性フィルムの吸湿寸法変化による反り安定性も低下する。
【０００９】
さらに、近年環境問題の対応として鉛フリー半田の使用が検討されている。それに伴い、半田リフロー工程における加熱温度が高くなり、接着剤テープの耐熱性、耐発泡性の向上が必要とされている。
【００１０】
【特許文献１】
特開２００２−１７９８２１号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上述の反り特性、耐リフロー性において、従来の半導体用接着剤付きテープは必ずしも十分とはいえない。たとえば、接着剤の柔軟性により反りを低減する方法では、ワイヤーボンディング性が低下することや、十分な耐リフロー性が得られない。このような要求に対し、従来技術では低反り性、反り安定性と耐リフロー性を同時に満たすことは不可能であった。
【００１２】
本発明はこのような問題点を解決し、反りを低減、安定化し、かつ優れた耐リフロー性を同時に達成し得る半導体用接着剤付きテープおよびそれを用いた銅張り積層板、半導体接続用基板ならびに半導体装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は、有機絶縁性フィルム層とすくなくとも１層の接着剤層の積層体から構成され、絶縁フィルム層は、２３℃、５５％ＲＨにおける飽和吸湿膨張率が０．１％以下、その飽和に達する時間が２４時間以下、かつ弾性率が４ＧＰａ以上、線膨張係数が１８ｐｐｍ／℃以上であることを特徴とする半導体用接着剤付きテープである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明者らは、上記の目的を達成するために半導体用接着剤付きテープの絶縁性フィルム物性を鋭意検討した結果、これらの物性を最適化することにより、リフロー工程における発泡をおさえ、かつ反り、またその安定性がいずれも改善された半導体装置用接着剤付きテープが得られることを見出し、本発明に至ったものである。
【００１５】
本発明の半導体装置用接着剤付きテープに用いられる有機絶縁性フィルム層とは、２３℃、５５％ＲＨにおける飽和吸湿膨張率が０．１％以下、その飽和に達する時間が２４時間以下、かつ弾性率が４ＧＰａ以上、線膨張係数が１８ｐｐｍ／℃以上の特性を有することが特徴である。
【００１６】
たとえば、ポリイミド、ポリエステル、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、アラミド、ポリカーボネート、ポリアリレート、液晶ポリマー等のプラスチックあるいはエポキシ樹脂含浸ガラスクロス等の複合材料からなるフィルムが例示され、これらから選ばれる複数のフィルムを積層して用いても良い。中でもポリイミド樹脂を主成分とするフィルムは機械、電気、耐熱、化学等の諸特性に優れ、コスト的にもバランスがよく、好適である。ポリイミドフィルムは、酸およびアミンの重合により得られるポリアミド酸を製膜、イミド化することにより作成されるが、上記の要件を満たしていれば、原料である酸およびアミンは限定されるものではない。例えば、酸無水物として、ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、ピロメリット酸二無水物、ジフェニルスルフォンテトラカルボン酸二無水物、フェニレンビス（トリメリット酸モノエステル無水物）、エチレンビス（トリメリット酸モノエステル無水物）、オキシジフタル酸二無水物、ビス（ジカルボキシフェニル）プロパン二無水物、ビス（ジカルボキシフェニル）エタン二無水物、ビス（ジカルボキシフェニル）メタン二無水物、ビス（ジカルボキシフェニル）スルホン酸二無水物、ビス（ジカルボキシフェニル）エーテル二無水物、ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、ビス（ジカルボキシフェニル）ヘキサフルオロプロパン二無水物、ペリレンテトラカルボン酸二無水物などが挙げられる。ジアミンとして、フェニレンジアミン、ジアミノジフェニルエーテル、ジアミノジフェニルプロパン、ジアミノジフェニルエタン、ジアミノジフェニルメタン、ジメチルベンジジン、ジアミノジフェニルスルフィド、ビス（アミノフェノキシ）ビフェニル、ビス［（アミノフェノキシ）フェニル］プロパン、ビス［（アミノフェノキシ）フェニル］ヘキサフルオロプロパン、ビス［（アミノフェノキシ）フェニル］エーテル、ジヒドロキシ−ジアミノビフェニル、ジメチル−ジアミノビフェニル、ジメトキシ−ジアミノビフェニル、ジクロロ−ジアミノビフェニル、ジフルオロ−ジアミノビフェニル、ビス［（アミノフェノキシ）フェニル］スルフォン、ビス［（アミノフェノキシ）フェニル］スルフォン、ビス（アミノフェノキシ）ベンゼン、ビス（アミノフェニル）プロパン、ビス（アミノフェニル）ヘキサフルオロプロパン、ジアミノベンゾフェノンなどが挙げられる。また、必要に応じて無機粒子の添加や、脱水剤、触媒、化学転化剤の使用も限定されるものではない。
【００１７】
製膜方法も特に限定はされないが、流延方式やキャスティングドラム方式などが挙げられる。
【００１８】
絶縁性フィルムは必要に応じて、加水分解、コロナ放電、低温プラズマ、物理的粗面化、易接着コーティング処理等の表面処理をその片面または両面に施すことができる。
【００１９】
本発明の有機絶縁性フィルム層の２３℃、５５％ＲＨにおける飽和吸湿膨張率は好ましくは０．０１％以上０．１％以下がよい。より好ましくは０．０８％以下である。０．１％より高いと加工工程における反りが安定しないので好ましくない。なお本発明において飽和吸湿膨張率とは、有機絶縁フィルムを１５０℃で２０分乾燥した後に２３℃、５５％ＲＨの湿度条件化に静置し、寸法変化率を３０分おきに測定し、寸法変化率が飽和した時の値を指す。
【００２０】
吸湿膨張の飽和に達する時間は、好ましくは１時間以上２４時間以下、より好ましくは１時間以上１６時間以下である。２４時間より長いとリフロー工程における脱水が遅く発泡の原因となるので好ましくない。なお本発明において吸湿膨張の飽和に達する時間とは、上記寸法変化率が飽和に達した時間である。
【００２１】
有機絶縁性フィルム層の弾性率は、好ましくは４ＧＰａ以上１０ＧＰａ以下より好ましくは５ＧＰａ以上１０ＧＰａ以下である。４ＧＰａより小さいと反りが大きくなるので好ましくない。また温度は特に限定するものではない。
【００２２】
有機絶縁性フィルム層の線膨張係数は、好ましくは１８ｐｐｍ／℃以上、３０ｐｐｍ／℃以下であり、より好ましくは２０ｐｐｍ／℃以上３０ｐｐｍ／℃以下である。１８ｐｐｍ／℃より小さいと反りが大きくなるので好ましくない。
【００２３】
接着剤層の硬化後の弾性率は、好ましくは４０ＭＰａ以上２００ＭＰａ以下であり、より好ましくは５０ＭＰａ以上２００ＭＰａ以下である。４０ＭＰａより小さいとＩＣ実装工程による不良が発生するので好ましくない。
【００２４】
接着剤層は通常半硬化状態で供され、銅箔ラミネート後に加熱、加圧、電場、磁場、紫外線、放射線、超音波等から選ばれる少なくとも１種以上のエネルギー印加により硬化、架橋可能なものであり、化学構造は特に限定されない。特に熱硬化性樹脂は、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂から選ばれる少なくとも１種であることが好ましい。熱硬化性樹脂の添加量は接着剤層の好ましくは１０〜６０重量％、さらに好ましくは２０〜７０重量％である。
【００２５】
エポキシ樹脂は１分子内に２個以上のエポキシ基を有するものであれば特に制限されないが、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＳ、ジヒドロキシナフタレン、ジシクロペンタジエンジフェノール、ジシクロペンタジエンジキシレノール等のジグリシジルエーテル、エポキシ化フェノールノボラック、エポキシ化クレゾールノボラック、エポキシ化トリスフェニロールメタン、エポキシ化テトラフェニロールエタン、エポキシ化メタキシレンジアミン、脂環式エポキシ等が挙げられる。
【００２６】
フェノール樹脂としては、ノボラック型フェノール樹脂、レゾール型フェノール樹脂等の公知のフェノール樹脂がいずれも使用できる。たとえば、フェノール、クレゾール、ｐ−ｔ−ブチルフェノール、ノニルフェノール、ｐ−フェニルフェノール等のアルキル置換フェノール、テルペン、ジシクロペンタジエン等の環状アルキル変性フェノール、ニトロ基、ハロゲン基、シアノ基、アミノ基等のヘテロ原子を含む官能基を有するもの、ナフタレン、アントラセン等の骨格を有するもの、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＳ、レゾルシノール、ピロガロール等の多官能性フェノールからなる樹脂が挙げられる。
【００２７】
ポリイミド樹脂としては、ピロメリット酸、３，３’，４．４’−ビフェニルテトラカルボン酸、３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸などの芳香族テトラカルボン酸二無水物と、４，４’−ジアミノジフェニルエ−テル、４，４’−ジアミノジフェニルスルホン、パラフェニレンジアミン、ジメチルベンジジン、３，３’−ジアミノベンゾフェノンなどのジアミンの縮重合によって得られるポリアミック酸をイミド化したものが挙げられる。
【００２８】
マレイミド樹脂としては、２官能以上のものが好ましく、例えば、Ｎ，Ｎ’−（４，４’ジフェニルメタン）ビスマレイミド、Ｎ，Ｎ’−ｐ−フェニレンビスマレイミド、Ｎ，Ｎ’−ｍ−フェニレンビスマレイミド、Ｎ，Ｎ’−２，４−トリレンビスマレイミド、Ｎ，Ｎ’−２，６−トリレンビスマレイミド、Ｎ，Ｎ’−エチレンビスマレイミド、Ｎ，Ｎ’−ヘキサメチレンビスマレイミド等が例示される。
【００２９】
本発明の接着剤層に熱硬化樹脂の硬化剤および硬化促進剤を添加することは何等制限されない。たとえば、芳香族ポリアミン、三フッ化ホウ素トリエチルアミン錯体等の三フッ化ホウ素のアミン錯体、２−アルキル−４−メチルイミダゾール、２−フェニル−４−アルキルイミダゾール等のイミダゾール誘導体、無水フタル酸、無水トリメリット酸等の有機酸、ジシアンジアミド、トリフェニルフォスフィン、ジアザビシクロウンデセン等公知のものが使用できる。添加量は接着剤層１００重量部に対して０．１〜１０重量部であると好ましい。
【００３０】
以上の成分以外に、接着剤の特性を損なわない範囲で酸化防止剤、イオン捕捉剤などの有機、無機成分を添加することは何ら制限されるものではない。
【００３１】
また本発明の接着剤層は、熱可塑性樹脂を含有させることができる。熱可塑性樹脂は軟化温度を制御するのに有効であり、接着力、可撓性、熱応力の緩和、低吸水性による絶縁性の向上等の機能を有する。熱可塑性樹脂の添加量は接着剤層の、好ましくは２０〜６０重量％、さらに好ましくは３０〜５０重量％である。
【００３２】
熱可塑性樹脂としては、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体（ＮＢＲ）、アクリロニトリル−ブタジエンゴム−スチレン樹脂（ＡＢＳ）、スチレン−ブタジエン−エチレン樹脂（ＳＥＢＳ）、アクリル、ポリビニルブチラール、ポリアミド、ポリエステルアミド、ポリエステル、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリウレタン等公知のものが例示される。また、これらの熱可塑性樹脂は前述のフェノール樹脂、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂との反応が可能な官能基を有していてもよい。具体的には、アミノ基、カルボキシル基、エポキシ基、水酸基、メチロール基、イソシアネート基、ビニル基、シラノール基等である。これらの官能基により熱硬化性樹脂との結合が強固になり、耐熱性が向上するので好ましい。中でも、銅箔との接着性、可撓性、絶縁性の点からポリアミド樹脂が好ましく、種々のものが使用できる。特に、接着剤層に可撓性を持たせ、かつ低吸水率のため絶縁性にすぐれる、炭素数が３６であるジカルボン酸（いわゆるダイマー酸）を必須成分として含むポリアミド樹脂が好適である。さらにアミン価が１以上３未満のポリアミド樹脂が好ましく用いられる。ダイマー酸を含むポリアミド樹脂は、常法によるダイマー酸とジアミンの重縮合により得られるが、この際にダイマー酸以外のアジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸等のジカルボン酸を共重合成分として含有してもよい。ジアミンはエチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ピペラジン等の公知のものが使用でき、吸湿性、溶解性の点から２種以上の混合でもよい。
【００３３】
本発明の半導体装置用接着剤付きテープは、保護フィルム層を有していてもよい。保護フィルム層は、銅箔を熱ラミネートする前に接着剤面から半導体用接着剤付きテープの形態を損なうことなく剥離できるものであれば特に限定されないが、たとえばシリコーンあるいはフッ素化合物のコーティング処理を施したポリエステルフィルム、ポリオレフィンフィルム、およびこれらをラミネートした紙が挙げられる。
【００３４】
次に本発明の接着剤付きテープを用いた銅張り積層板、半導体接続用基板および半導体装置の製造方法を例示して説明する。
【００３５】
（１）接着剤付きテープの製造方法例
本発明の要件を具備するポリイミド等の絶縁性フィルムに接着剤組成物溶液をコーティング法により塗工、乾燥した後所定の幅にスリットし、接着剤付きテープを得る。また、離型性を付与したポリエステルフィルム等の保護フィルム上に接着剤組成物溶液をコーティング法により塗工、乾燥した後、２９．７〜６０．６ｍｍの規格幅にスリットした接着剤付きテープを、幅３５〜７０ｍｍの規格幅の絶縁性フィルムの中央部に１００〜１６０℃、１０Ｎ／ｃｍ、５ｍ／ｍｉｎの条件で熱ロールラミネートする方法でＴＡＢ用接着剤付きテープ形状として用いても良い。
【００３６】
（２）銅張り積層板の製造方法例
（１）の接着剤付きテープサンプルに３〜３５μｍの電解または圧延銅箔を、１１０〜１８０℃、３０Ｎ／ｃｍ、１ｍ／ｍｉｎの条件でラミネートする。必要に応じてエアオーブン中で、８０〜３００℃、１〜２４時間段階的加熱硬化処理を行ない、銅張り積層板を作成する。 この際に、銅箔張り合わせ前に接着剤付きテープサンプルにデバイス孔およびハンダボール孔を穿孔しても良い。
【００３７】
（３）半導体接続用基板の製造方法例
（２）で得られた銅張り積層板銅箔の銅箔面に常法によりフォトレジスト膜形成、エッチング、レジスト剥離、電解金メッキ、ソルダーレジスト膜形成を行ない、半導体接続用基板（パターン加工テープ）を作成する（図１）。
（４）半導体装置の製造方法例
まず、（３）のパターン加工テープ上にエポキシ系のダイボンド材を用いて半導体集積回路（ＩＣ）を接着する。さらに、１１０〜２５０℃、３秒で反対面にダイボンディングし、必要に応じてダイボンド材を硬化させる。次に、１１０〜２００℃、６０〜１１０ｋＨｚの条件でワイヤーボンディング接続する。最後にエポキシ系封止樹脂による封止、ハンダボール接続工程を経てＦＰ−ＢＧＡ方式の半導体装置を得る（図２）。また、ダイボンド材として本発明の要件を具備するポリイミド等の絶縁性フィルムの両面に１０〜１００μｍの接着剤層を有する接着剤付きテープを用いても良い。この場合、パターン加工テープ上への圧着およびＩＣの圧着は、８０〜２００℃、０．５〜５秒程度が好ましい。また、圧着後必要に応じて８０〜３００℃、１〜２４時間段階的加熱硬化処理を行ない、接着剤を硬化させる。
【００３８】
【実施例】
以下に実施例を挙げて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。実施例の説明に入る前に評価方法について述べる。
【００３９】
評価方法
（１）評価用サンプル作成方法
（ａ）接着剤付きテープの作成
接着剤組成物を所定の溶剤中に３０℃で撹拌、混合して、濃度１５〜４０重量％の接着剤溶液を作成した。この接着剤溶液を乾燥後に１２μｍ厚の接着剤層となるように、シリコーン処理により離型性を有するポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）保護フィルム（２５μｍ）上にバーコータで塗工し、１００℃、１分および１６０℃、５分間で乾燥し接着剤シートを得た。次いで得られた接着剤シートを、実施例および比較例の絶縁性フィルムに１３０℃、１０Ｎ／ｃｍ、３ｍ／ｍｉｎの条件で熱ロールラミネートし、３５ｍｍ幅の接着剤付きテープを作成した。
【００４０】
（ｂ）評価用半導体接続用基板（パターン加工テープ）の作成
（ａ）の接着剤付きテープサンプルに１８μｍの電解銅箔（三井金属（株）製ＦＱ−ＶＬＰ）を、１４０℃、３０Ｎ／ｃｍ、１ｍ／ｍｉｎの条件でラミネートした。続いてエアオーブン中で、８０℃、４時間、１００℃、５時間、１６０℃、４時間の順次加熱硬化処理を行ない、銅箔付きの半導体用接着剤付きテープを作成した。 得られた銅箔付きの半導体用接着剤付きテープの銅箔面に常法によりフォトレジスト膜形成、エッチング、レジスト剥離、電解金メッキを行ない、評価用サンプルおよび半導体装置接続用基板を作成した。ニッケルメッキ厚は３μｍ、金メッキ厚は１μｍとした。
【００４１】
（２）反りの評価方法
（１）（ｂ）の接着剤付きテープサンプルに１８μｍの電解銅箔を、１４０℃、３０Ｎ／ｃｍ、１ｍ／ｍｉｎの条件でラミネートした。続いてサンプルを幅３５ｍｍ×２００ｍｍにカットし、エアオーブン中で、８０℃、４時間、１００℃、５時間、１６０℃、４時間の順次加熱硬化処理を行ない、反り評価用サンプルを得た。反りの測定は、ＳＥＭＩ−Ｇ７６−０２９９に準じて２３℃、５５％ＲＨで２４時間調湿した後行い、サンプルの一辺を押さえて反り上がったサンプルの反対側の高さをノギスで測定し、反り量とした（銅箔が上側に反る場合をプラスとした）。
【００４２】
（３）反り安定性の評価方法
（２）で用いた反り測定後のサンプルをさらに２３℃，５５％ＲＨで４８時間調湿した後反り測定を行い、調湿前後での反り量の変化により安定性を求めた．
（４）耐リフロー性の評価方法
（１）（ｂ）で得た銅箔付き半導体用接着剤付きテープを８５℃／８５％ＲＨに４８時間放置し、１５０℃、１分、２７０℃、１分加熱し、発泡が発生する不良率［％］を耐リフロー性として求めた。
【００４３】
（５）飽和吸湿膨張率およびその飽和に達する時間の評価方法
得られた有機絶縁フィルムを１５０℃で２０分乾燥した後に２３℃，５５％ＲＨの湿度条件化に静置し、寸法変化率を３０分おきに測定する。寸法変化率が飽和した時の変化率を飽和吸湿膨張率として求め、またその時間を飽和に達する時間として求めた。
【００４４】
（６）有機絶縁フィルムの弾性率の評価方法
ＡＳＴＭ−Ｄ８８２に準じて測定した。
【００４５】
（７）線膨張係数の評価方法
ＴＭＡ−５０を使用し、測定温度範囲５０〜２００℃、昇温速度１０℃／ｍｉｎの条件化で測定した。
【００４６】
（８）接着剤層の弾性率の評価方法
接着剤組成物を所定の溶剤中で３０℃で撹拌、混合して、濃度１５〜４０重量％の接着剤溶液を作成した。この接着剤溶液を乾燥後に５０μｍ厚の接着剤層となるように、シリコーン処理により離型性を有するポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）保護フィルム（２５μｍ）上に、バーコータで塗工し、１００℃、１分および１６０℃で５分間で乾燥した。その後、エアオーブン中で、８０℃、４時間、１００℃、５時間、１６０℃、４時間の順次加熱硬化処理を行ない、貯蔵弾性率測定用サンプルを得た。硬化はＤＳＣにより確認した。サンプルを測定サイズ（１０ｍｍ×３０ｍｍ）に切断し保護フィルムを剥がした。得られたサンプルを動的粘弾性測定装置（ＳＩＩ製 ＤＭＳ−６１００）にセットし、１１０Ｈｚ、５℃／ｍｉｎの条件で測定を行なった。ここで、１５０℃における貯蔵弾性率を接着剤層の硬化後における１５０℃の弾性率として求めた。
【００４７】
参考例１ ポリアミド樹脂の合成
酸成分としてダイマ−酸（ユニケマ社製、”ＰＲＩＰＯＬ”１００９）およびアジピン酸、アミン成分としてヘキサメチレンジアミンを所定のモル比で用い、これらの酸／アミン反応物、消泡剤および１％以下のリン酸触媒を加えポリアミド反応体を調整した。この反応体を２０５℃で熱重合させ、定法に従い、酸化防止剤を添加した後、ポリアミド樹脂を取り出した。酸／アミン成分比、重合時間を適宜調整し、以下の３種のポリアミド樹脂を得た。
【００４８】
ポリアミド樹脂Ａ 酸価 １ 重量平均分子量１００，０００
ポリアミド樹脂Ｂ 酸価２０ 重量平均分子量１０，０００。
【００４９】
参考例２ 有機絶縁フィルムの合成
Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチル−２―ピロリドン、ジメチルスルホンを溶媒として、芳香族テトラカルボン酸無水物と芳香族ジアミンを等モル比ずつ加え、約１０時間反応させポリアミック酸溶液を得た。この溶液をガラス板上に流延塗布して塗膜を形成した後、その表面に１３０℃の熱風を６０分間供給して乾燥、剥離して自己保持性を有するフィルムを作成した。このフィルムを支持枠に所定のテンションで固定し、２００℃〜４５０℃の熱処理を適宜行ない、表１に示す特性のポリイミドフィルムＡ〜Ｄを得た。
【００５０】
実施例１
参考例１で作成したポリアミド樹脂Ａ ３０部、ポリアミド樹脂Ｂ １０部、ジ−ｔ−Ｂｕ，ジグリシジルエ−テルベンゼンエポキシ樹脂（東都化成（株）製、”エポト−ト”ＹＤＣ−１３１２、エポキシ当量１７５）５部、ジシクロペンタジエンエポキシ樹脂（東都化成（株）製、”エポト−ト”ＺＸ−１２５７、エポキシ等量２５７）１５部、ｔ−ブチルフェノールレゾ−ル樹脂（四国化成（株）製、ＣＫＭ１６３４）４０部、２−ウンデシルイミダゾ−ル０．３部を配合し、濃度２０重量％となるようにメタノール／モノクロルベンゼン混合溶媒に３０℃で撹拌、混合して接着剤溶液を作成した。
【００５１】
得られた接着剤溶液を用いて（１）（ａ）の要領で接着剤シートを作成した。得られた接着剤シートの硬化後における１５０℃の弾性率は６０ＭＰａであった。さらに、得られた接着剤シートを参考例２で作成したポリイミドフィルムＡに（１）（ａ）の要領で熱ラミネートして接着剤付きテープを作成した。得られた接着剤付きテープの特性を表１に示した。
【００５２】
次に（１）（ｂ）の要領で銅箔付き接着剤テープを得、ついで半導体接続用接続用基板（パターン加工テープ）を作成し、そりを測定した。また前記（３）、（４）の要領で反り安定性、耐リフロー性を評価した。
【００５３】
実施例２
実施例１に示した方法で作成した接着剤シートおよび、参考例２で作成したポリイミドフィルムＢを用いて、実施例１と同様の方法で接着剤付きテープ、パターン加工テープを作成した。得られた特性を表１に示した。
【００５４】
実施例３
実施例１に示した方法で作成した接着剤シートおよび、参考例２で作成したポリイミドフィルムＣを用いて、実施例１と同様の方法で接着剤付きテープ、パターン加工テープを作成した。得られた特性を表１に示した。
【００５５】
比較例１
実施例１に示した方法で作成した接着剤シートおよび、参考例２で作成したポリイミドフィルムＤを用いて、実施例１と同様の方法で接着剤付きテープ、パターン加工テープを作成した。得られた特性を表１に示した。
【００５６】
比較例２〜７
実施例１に示した方法で作成した接着剤シートおよび、表１に示したポリイミドフィルムを用いて、実施例１と同様の方法で接着剤付きテープ、パターン加工テープを作成した。得られた特性を表１に示した。
【００５７】
【表１】
【００５８】
表１の実施例および比較例の結果から、本発明により得られる半導体用接着剤付きテープは、低反り性、反り安定性、耐リフロー性を同時に改善できた。
【００５９】
【発明の効果】
本発明によれば、半導体実装におけるリフロー工程での発泡を低減でき、なおかつ反りを低減、安定化することができる半導体用接着剤付きテープおよび、それを用いた銅張り積層板、ならびに半導体装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の半導体装置用接着剤付きテープを加工して得られた、半導体集積回路搭載前の半導体接続用基板（パターン加工テープ）の一態様の斜視図。
【図２】本発明の半導体装置用接着剤付きテープを用いた半導体装置（ＴＣＰ）の一態様の断面図。
【図３】本発明の半導体装置用接着剤付きテープを用いた半導体装置（ＢＧＡ）の一態様の断面図。
【図４】本発明の半導体装置用接着剤付きテープを用いた半導体装置（ＣＳＰ）の一態様の断面図。
【符号の説明】
１，２３ 可とう性を有する絶縁性フィルム
２，１２，２５ 接着剤
３ スプロケット孔
４ デバイス孔
５ 半導体集積回路接続用の導体
６，１４，２２ インナーリード部
７ アウターリード部
８，１５，２１ 半導体集積回路
９，１６，２４ 封止樹脂
１０，１７ 金バンプ
１１ 保護膜
１３，１９ 補強板
１８，２６ ハンダボール
２７ ソルダーレジスト
２０ ダイアタッチ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a tape processing tape of tape automated bonding (TAB) method, a substrate for semiconductor connection such as an interposer for a ball grid array (BGA) package, a die bonding material, and a lead frame used when mounting a semiconductor integrated circuit. Adhesive tape suitable for producing a semiconductor device using a film-shaped adhesive such as a fixing tape, a LOC tape, an interlayer adhesive sheet of a multi-layer substrate, a copper-clad laminate using the same, and a substrate for semiconductor connection And a semiconductor device.
[0002]
[Prior art]
A method using a metal lead frame is most often used for mounting a semiconductor integrated circuit (IC). In recent years, however, a conductor pattern for IC connection has been formed on an organic insulating film such as glass epoxy or polyimide. The number of systems formed via a connecting substrate is increasing. A typical example is a tape carrier package (TCP) based on a tape automated bonding (TAB) method.
[0003]
In general, a tape with an adhesive for TAB (hereinafter referred to as TAB tape) is used as a connection substrate (pattern tape) for TCP. An ordinary TAB tape has a three-layer structure in which an uncured adhesive layer and a polyester film having release properties are laminated as a protective film layer on a flexible organic insulating film such as a polyimide film. It is configured.
[0004]
TAB tapes include (1) perforation of sprocket and device holes, (2) heat lamination with copper foil and heat curing of adhesive, (3) pattern formation (resist coating, etching, resist removal), (4) tin Alternatively, through a processing step such as a gold-plating process, it is processed into a TAB tape (pattern tape) as a connection substrate. FIG. 1 shows the shape of the pattern tape. FIG. 2 is a cross-sectional view of one embodiment of the TCP semiconductor device of the present invention. The inner lead portion 6 of the pattern tape is thermocompression-bonded (inner lead bonding) to the gold bump 10 of the semiconductor integrated circuit 8 to mount the semiconductor integrated circuit. Next, a semiconductor device is manufactured through a resin sealing step using a sealing resin 9. Finally, the TCP type semiconductor device is connected to a circuit board or the like on which other components are mounted via outer leads 7, and is mounted on an electronic device.
[0005]
On the other hand, as electronic devices have become smaller and lighter in recent years, BGAs (ball grid arrays) and CSPs (chip scale packages) in which connection terminals are arranged on the back surface of the packages have been used for the purpose of high-density mounting of semiconductor packages. It has become.
[0006]
In BGA and CSP, a connection substrate called an interposer is essential as in TCP. However, in the connection method of the IC, most of the conventional TCP uses the gang bonding of the TAB method, whereas the BGA and the CSP use the TAB method or the wire bonding method. The selection point is different depending on, for example, 3 and 4 are cross-sectional views of one embodiment of the semiconductor device (BGA, CSP) of the present invention.
[0007]
Since the interposer has the same function as the above-mentioned TCP pattern tape, a tape with an adhesive for TAB can be used. Naturally, it is advantageous to a connection method having inner leads, but it is particularly suitable for a process of laminating a copper foil after mechanically punching a hole for a solder ball or a device hole for an IC. On the other hand, since the connection is made by wire bonding, no inner leads are required. In the process of opening solder ball holes and IC device holes together with the copper foil, the copper foil is already laminated and the adhesive is heated and cured. A laminated board may be used.
[0008]
In the above-mentioned package form, the thickness of the insulating film such as polyimide is generally 75 μm or more in order to have mechanical strength, but recently the thickness tends to be thinner (for example, see Patent Document 1). This is because the diameter of the solder ball hole and the diameter of the via hole become finer, which causes problems in processes such as punching and plating. For example, 50 μm is considered realistic from the balance with mechanical strength. However, a film having a thickness of less than 75 μm has a problem that the rigidity is reduced and warpage is likely to occur when the film is bonded to a copper foil. In addition, the warp stability due to the change in the moisture absorption dimension of the insulating film also decreases.
[0009]
Further, in recent years, use of lead-free solder has been studied as a measure against environmental problems. As a result, the heating temperature in the solder reflow process increases, and it is necessary to improve the heat resistance and foam resistance of the adhesive tape.
[0010]
[Patent Document 1]
JP 2002-179821 A
[Problems to be solved by the invention]
The conventional adhesive tape for semiconductors is not always sufficient in the above-mentioned warpage characteristics and reflow resistance. For example, in the method of reducing the warpage by the flexibility of the adhesive, the wire bonding property is reduced, and sufficient reflow resistance cannot be obtained. In response to such demands, it has been impossible for the prior art to simultaneously satisfy low warpage, warpage stability and reflow resistance.
[0012]
The present invention solves such problems, reduces and stabilizes warpage, and can simultaneously achieve excellent reflow resistance. A tape with an adhesive for semiconductors, a copper-clad laminate using the same, and a substrate for semiconductor connection In addition, it is an object to provide a semiconductor device.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
That is, the present invention comprises a laminate of an organic insulating film layer and at least one adhesive layer, and the insulating film layer has a saturated hygroscopic expansion coefficient at 23 ° C. and 55% RH of 0.1% or less, , A tape having an elastic modulus of 4 GPa or more, and a linear expansion coefficient of 18 ppm / ° C. or more.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The present inventors have intensively studied the physical properties of an insulating film of a tape with an adhesive for a semiconductor in order to achieve the above object, and as a result, by optimizing these physical properties, suppress foaming in a reflow process and warp. Further, they have found that a tape with an adhesive for a semiconductor device having improved stability can be obtained, and the present invention has been accomplished.
[0015]
The organic insulating film layer used in the adhesive tape for a semiconductor device of the present invention has a saturated hygroscopic expansion coefficient of 0.1% or less at 23 ° C. and 55% RH, a time to reach the saturation of 24 hours or less, and It is characterized by having characteristics of an elastic modulus of 4 GPa or more and a linear expansion coefficient of 18 ppm / ° C. or more.
[0016]
For example, polyimide, polyester, polyphenylene sulfide, polyethersulfone, polyetheretherketone, aramid, polycarbonate, polyarylate, a liquid crystal polymer or the like, or a film made of a composite material such as an epoxy resin-impregnated glass cloth is exemplified. A plurality of films may be laminated and used. Above all, a film containing a polyimide resin as a main component is excellent in various properties such as mechanical, electric, heat and chemical properties, is well-balanced in cost, and is suitable. A polyimide film is formed by forming a polyamic acid obtained by polymerization of an acid and an amine into a film, and is prepared by imidization.However, as long as the above requirements are satisfied, the raw material acid and amine are not limited. . For example, as acid anhydrides, biphenyltetracarboxylic dianhydride, benzophenone tetracarboxylic dianhydride, pyromellitic dianhydride, diphenylsulfonetetracarboxylic dianhydride, phenylene bis (trimellitic monoester anhydride) , Ethylenebis (trimellitic acid monoester anhydride), oxydiphthalic dianhydride, bis (dicarboxyphenyl) propane dianhydride, bis (dicarboxyphenyl) ethane dianhydride, bis (dicarboxyphenyl) methane dianhydride Product, bis (dicarboxyphenyl) sulfonic dianhydride, bis (dicarboxyphenyl) ether dianhydride, naphthalenetetracarboxylic dianhydride, bis (dicarboxyphenyl) hexafluoropropane dianhydride, perylenetetracarboxylic acid Dianhydrides, etc. That. As diamines, phenylenediamine, diaminodiphenyl ether, diaminodiphenylpropane, diaminodiphenylethane, diaminodiphenylmethane, dimethylbenzidine, diaminodiphenylsulfide, bis (aminophenoxy) biphenyl, bis [(aminophenoxy) phenyl] propane, bis [(aminophenoxy) Phenyl] hexafluoropropane, bis [(aminophenoxy) phenyl] ether, dihydroxy-diaminobiphenyl, dimethyl-diaminobiphenyl, dimethoxy-diaminobiphenyl, dichloro-diaminobiphenyl, difluoro-diaminobiphenyl, bis [(aminophenoxy) phenyl] sulfone , Bis [(aminophenoxy) phenyl] sulfone, bis (aminophenoxy) benze , Bis (aminophenyl) propane, bis (aminophenyl) hexafluoropropane, etc. diamino benzophenones. Further, addition of inorganic particles and use of a dehydrating agent, a catalyst, and a chemical conversion agent as necessary are not limited.
[0017]
The film forming method is not particularly limited, but examples include a casting method and a casting drum method.
[0018]
The insulating film may be subjected to one or both surface treatments such as hydrolysis, corona discharge, low-temperature plasma, physical roughening, and easy-adhesion coating if necessary.
[0019]
The saturated hygroscopic expansion coefficient of the organic insulating film layer of the present invention at 23 ° C. and 55% RH is preferably 0.01% or more and 0.1% or less. It is more preferably at most 0.08%. If it is higher than 0.1%, the warpage in the processing step is not stable, which is not preferable. In the present invention, the coefficient of saturated hygroscopic expansion means that the organic insulating film is dried at 150 ° C. for 20 minutes, then allowed to stand at 23 ° C. and 55% RH, and the dimensional change is measured every 30 minutes. Indicates the value when the rate of change is saturated.
[0020]
The time to reach the saturation of the hygroscopic expansion is preferably from 1 hour to 24 hours, more preferably from 1 hour to 16 hours. If the time is longer than 24 hours, dehydration in the reflow step is slow and causes foaming, which is not preferable. In the present invention, the time at which the hygroscopic expansion reaches saturation is the time at which the dimensional change rate reaches saturation.
[0021]
The elastic modulus of the organic insulating film layer is preferably 4 GPa or more and 10 GPa or less, more preferably 5 GPa or more and 10 GPa or less. If it is less than 4 GPa, the warpage is undesirably large. The temperature is not particularly limited.
[0022]
The coefficient of linear expansion of the organic insulating film layer is preferably 18 ppm / ° C. or more and 30 ppm / ° C. or less, and more preferably 20 ppm / ° C. or more and 30 ppm / ° C. or less. If it is less than 18 ppm / ° C., the warpage is undesirably large.
[0023]
The elastic modulus after curing of the adhesive layer is preferably from 40 MPa to 200 MPa, more preferably from 50 MPa to 200 MPa. If the pressure is lower than 40 MPa, a failure due to the IC mounting process occurs, which is not preferable.
[0024]
The adhesive layer is usually provided in a semi-cured state, and can be cured and cross-linked by applying at least one or more kinds of energy selected from heating, pressing, electric field, magnetic field, ultraviolet ray, radiation, ultrasonic wave, etc. after laminating the copper foil. Yes, the chemical structure is not particularly limited. In particular, the thermosetting resin is preferably at least one selected from an epoxy resin, a phenol resin, and a polyimide resin. The addition amount of the thermosetting resin is preferably 10 to 60% by weight, more preferably 20 to 70% by weight of the adhesive layer.
[0025]
The epoxy resin is not particularly limited as long as it has two or more epoxy groups in one molecule. Examples include glycidyl ether, epoxidized phenol novolak, epoxidized cresol novolak, epoxidized trisphenylolmethane, epoxidized tetraphenylolethane, epoxidized metaxylenediamine, and alicyclic epoxy.
[0026]
As the phenol resin, any known phenol resin such as a novolak phenol resin and a resol phenol resin can be used. For example, alkyl-substituted phenols such as phenol, cresol, pt-butylphenol, nonylphenol and p-phenylphenol; cyclic alkyl-modified phenols such as terpene and dicyclopentadiene; and heterocyclic compounds such as nitro group, halogen group, cyano group and amino group. Examples thereof include those having a functional group containing an atom, those having a skeleton such as naphthalene and anthracene, and resins made of polyfunctional phenols such as bisphenol F, bisphenol A, bisphenol S, resorcinol, and pyrogallol.
[0027]
As the polyimide resin, aromatic tetracarboxylic dianhydrides such as pyromellitic acid, 3,3 ′, 4.4′-biphenyltetracarboxylic acid, and 3,3 ′, 4,4′-benzophenonetetracarboxylic acid; Polyamic acid obtained by polycondensation of diamine such as 4,4'-diaminodiphenyl ether, 4,4'-diaminodiphenylsulfone, paraphenylenediamine, dimethylbenzidine, 3,3'-diaminobenzophenone, and imidized Is mentioned.
[0028]
As the maleimide resin, those having two or more functionalities are preferable. For example, N, N '-(4,4'diphenylmethane) bismaleimide, N, N'-p-phenylenebismaleimide, N, N'-m-phenylenebis Maleimide, N, N'-2,4-tolylenebismaleimide, N, N'-2,6-tolylenebismaleimide, N, N'-ethylenebismaleimide, N, N'-hexamethylenebismaleimide and the like Is exemplified.
[0029]
The addition of the thermosetting resin curing agent and the curing accelerator to the adhesive layer of the present invention is not limited at all. For example, aromatic polyamines, boron trifluoride amine complexes such as boron trifluoride triethylamine complex, imidazole derivatives such as 2-alkyl-4-methylimidazole and 2-phenyl-4-alkylimidazole, phthalic anhydride, trianhydride Organic acids such as melitic acid, dicyandiamide, triphenylphosphine, diazabicycloundecene and the like can be used. The addition amount is preferably 0.1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the adhesive layer.
[0030]
In addition to the above components, addition of organic or inorganic components such as an antioxidant and an ion scavenger as long as the properties of the adhesive are not impaired is not limited at all.
[0031]
Further, the adhesive layer of the present invention can contain a thermoplastic resin. The thermoplastic resin is effective in controlling the softening temperature, and has functions such as adhesive strength, flexibility, relaxation of thermal stress, and improvement of insulation due to low water absorption. The addition amount of the thermoplastic resin is preferably 20 to 60% by weight, more preferably 30 to 50% by weight of the adhesive layer.
[0032]
Examples of the thermoplastic resin include acrylonitrile-butadiene copolymer (NBR), acrylonitrile-butadiene rubber-styrene resin (ABS), styrene-butadiene-ethylene resin (SEBS), acryl, polyvinyl butyral, polyamide, polyester amide, polyester, and polyimide. , Polyamideimide, polyurethane and the like. Further, these thermoplastic resins may have a functional group capable of reacting with the above-mentioned thermosetting resin such as phenol resin and epoxy resin. Specific examples include an amino group, a carboxyl group, an epoxy group, a hydroxyl group, a methylol group, an isocyanate group, a vinyl group, and a silanol group. These functional groups are preferable because the bond with the thermosetting resin is strengthened and the heat resistance is improved. Among them, polyamide resins are preferred from the viewpoint of adhesiveness to copper foil, flexibility, and insulating properties, and various types can be used. In particular, a polyamide resin containing a dicarboxylic acid having 36 carbon atoms (so-called dimer acid) as an essential component, which has flexibility in the adhesive layer and has excellent insulating properties due to a low water absorption rate, is preferable. Further, a polyamide resin having an amine value of 1 or more and less than 3 is preferably used. Polyamide resin containing dimer acid can be obtained by polycondensation of dimer acid and diamine according to a conventional method.In this case, adipic acid other than dimer acid, azelaic acid, containing dicarboxylic acid such as sebacic acid as a copolymer component. Is also good. Known diamines such as ethylenediamine, hexamethylenediamine and piperazine can be used as the diamine, and two or more diamines may be mixed from the viewpoint of hygroscopicity and solubility.
[0033]
The adhesive tape for a semiconductor device of the present invention may have a protective film layer. The protective film layer is not particularly limited as long as it can be peeled from the adhesive surface without damaging the form of the adhesive tape for a semiconductor before the copper foil is thermally laminated, but is, for example, coated with silicone or a fluorine compound. Polyester film, polyolefin film, and paper laminated with these.
[0034]
Next, a method for manufacturing a copper-clad laminate, a semiconductor connection substrate, and a semiconductor device using the adhesive-attached tape of the present invention will be described.
[0035]
(1) Example of manufacturing method of adhesive-attached tape An adhesive composition solution is applied to an insulating film made of polyimide or the like having the requirements of the present invention by a coating method, dried, slit to a predetermined width, and provided with an adhesive. Get the tape. Further, an adhesive composition solution is applied on a protective film such as a polyester film having release properties by a coating method, dried, and then a tape with an adhesive slit to a standard width of 29.7 to 60.6 mm is applied. The tape may be used in the form of a tape with an adhesive for TAB by a method of hot-roll laminating a central portion of an insulating film having a standard width of 35 to 70 mm at 100 to 160 ° C., 10 N / cm, and 5 m / min.
[0036]
(2) Manufacturing method of copper-clad laminate An electrolytic or rolled copper foil of 3 to 35 µm is laminated on the tape sample with an adhesive of Example (1) under the conditions of 110 to 180 ° C, 30 N / cm, 1 m / min. If necessary, a stepwise heat curing treatment is performed in an air oven at 80 to 300 ° C. for 1 to 24 hours to produce a copper-clad laminate. At this time, a device hole and a solder ball hole may be formed in the tape sample with the adhesive before bonding the copper foil.
[0037]
(3) A method of manufacturing a substrate for semiconductor connection A method of forming a photoresist film, etching, peeling a resist, electrolytic gold plating, and forming a solder resist film on the copper foil surface of the copper clad laminate copper foil obtained in Example (2). Then, a semiconductor connection substrate (pattern processing tape) is prepared (FIG. 1).
(4) Example of Manufacturing Method of Semiconductor Device First, a semiconductor integrated circuit (IC) is bonded onto the pattern processing tape of (3) using an epoxy-based die bonding material. Further, die bonding is performed on the opposite surface at 110 to 250 ° C. for 3 seconds, and the die bonding material is cured as necessary. Next, wire bonding connection is performed under the conditions of 110 to 200 ° C. and 60 to 110 kHz. Finally, an FP-BGA type semiconductor device is obtained through a sealing process using an epoxy-based sealing resin and a solder ball connection process (FIG. 2). Further, a tape with an adhesive having an adhesive layer of 10 to 100 μm on both surfaces of an insulating film of polyimide or the like satisfying the requirements of the present invention may be used as the die bonding material. In this case, the pressure bonding on the pattern processing tape and the pressure bonding of the IC are preferably performed at 80 to 200 ° C. for about 0.5 to 5 seconds. After the pressure bonding, if necessary, a stepwise heat curing treatment is performed at 80 to 300 ° C. for 1 to 24 hours to cure the adhesive.
[0038]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. Before the description of the embodiments, an evaluation method will be described.
[0039]
Evaluation method (1) Method of preparing sample for evaluation (a) Preparation of tape with adhesive The adhesive composition was stirred and mixed at 30 ° C in a predetermined solvent to prepare an adhesive solution having a concentration of 15 to 40% by weight. did. This adhesive solution is applied by a bar coater onto a polyethylene terephthalate (PET) protective film (25 μm) having releasability by silicone treatment so as to form an adhesive layer having a thickness of 12 μm after drying. It was dried at 160 ° C. for 5 minutes to obtain an adhesive sheet. Next, the obtained adhesive sheet was hot roll-laminated on the insulating films of Examples and Comparative Examples under the conditions of 130 ° C., 10 N / cm, and 3 m / min, to prepare a 35 mm wide adhesive tape.
[0040]
(B) Preparation of substrate for semiconductor connection for evaluation (pattern processing tape) 18 μm electrolytic copper foil (FQ-VLP manufactured by Mitsui Kinzoku Co., Ltd.) was applied to the tape sample with adhesive of (a) at 140 ° C. and 30 N / cm. And laminating at 1 m / min. Subsequently, in an air oven, 80 ° C., 4 hours, 100 ° C., 5 hours, 160 ° C., and 4 hours were sequentially heat-cured to prepare a tape with a copper foil and an adhesive for a semiconductor. Photoresist film formation, etching, resist peeling, and electrolytic gold plating were performed on the copper foil surface of the obtained tape with adhesive for semiconductors with copper foil by a conventional method to prepare a sample for evaluation and a substrate for connecting a semiconductor device. The nickel plating thickness was 3 μm, and the gold plating thickness was 1 μm.
[0041]
(2) Evaluation method of warpage An 18 μm electrolytic copper foil was laminated on the tape sample with the adhesive of (1) and (b) at 140 ° C., 30 N / cm, and 1 m / min. Subsequently, the sample was cut into a width of 35 mm × 200 mm, and was sequentially heated and cured in an air oven at 80 ° C., 4 hours, 100 ° C., 5 hours, 160 ° C., and 4 hours to obtain a warpage evaluation sample. The measurement of the warpage is performed after adjusting the humidity at 23 ° C. and 55% RH for 24 hours in accordance with SEMI-G76-0299, and the height of the other side of the sample which is warped by pressing one side of the sample is measured with a caliper, The amount of warpage was defined as positive (the case where the copper foil warped upward was defined as positive).
[0042]
(3) Warping stability evaluation method The sample after the warpage measurement used in (2) was further conditioned at 23 ° C. and 55% RH for 48 hours, and then subjected to the warpage measurement. We asked for stability.
(4) Evaluation method of reflow resistance (1) The tape with the adhesive for semiconductors with copper foil obtained in (b) was allowed to stand at 85 ° C / 85% RH for 48 hours, and then left at 150 ° C for 1 minute, 270 ° C, After heating for a minute, the defective rate [%] at which foaming occurs was determined as reflow resistance.
[0043]
(5) Evaluation Method of Saturated Hygroscopic Expansion Coefficient and Time to Achieve Saturation The obtained organic insulating film was dried at 150 ° C. for 20 minutes, and then allowed to stand at 23 ° C. and a humidity condition of 55% RH. Measure every 30 minutes. The rate of change when the dimensional change was saturated was determined as the saturated hygroscopic expansion coefficient, and that time was determined as the time to reach saturation.
[0044]
(6) Evaluation method of elastic modulus of organic insulating film Measured according to ASTM-D882.
[0045]
(7) Evaluation method of coefficient of linear expansion Using TMA-50, measurement was performed under the conditions of a measurement temperature range of 50 to 200 ° C and a heating rate of 10 ° C / min.
[0046]
(8) Method of Evaluating Elastic Modulus of Adhesive Layer The adhesive composition was stirred and mixed at 30 ° C. in a predetermined solvent to prepare an adhesive solution having a concentration of 15 to 40% by weight. This adhesive solution is applied with a bar coater onto a polyethylene terephthalate (PET) protective film (25 μm) having releasability by silicone treatment so as to form an adhesive layer having a thickness of 50 μm after drying, at 100 ° C. for 1 minute. And dried at 160 ° C. for 5 minutes. Thereafter, a heat-curing treatment was sequentially performed in an air oven at 80 ° C., 4 hours, 100 ° C., 5 hours, 160 ° C., and 4 hours to obtain a sample for storage modulus measurement. Curing was confirmed by DSC. The sample was cut into a measurement size (10 mm × 30 mm), and the protective film was peeled off. The obtained sample was set in a dynamic viscoelasticity measuring device (DMS-6100 manufactured by SII), and measurement was performed at 110 Hz and 5 ° C./min. Here, the storage elastic modulus at 150 ° C. was determined as the elastic modulus at 150 ° C. after curing of the adhesive layer.
[0047]
Reference Example 1 Dimer acid (manufactured by Unichema Corporation, "PRIPOL" 1009) and adipic acid were used as synthetic acid components of a polyamide resin, and hexamethylenediamine was used as an amine component in a predetermined molar ratio. A foaming agent and up to 1% phosphoric acid catalyst were added to prepare a polyamide reactant. This reactant was thermally polymerized at 205 ° C., an antioxidant was added according to a conventional method, and then the polyamide resin was taken out. The acid / amine component ratio and the polymerization time were appropriately adjusted to obtain the following three types of polyamide resins.
[0048]
Polyamide resin A Acid value 1 Weight average molecular weight 100,000
Polyamide resin B Acid value 20 Weight average molecular weight 10,000.
[0049]
Reference Example 2 Synthesis of Organic Insulating Film Using N, N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, and dimethylsulfone as solvents, aromatic tetracarboxylic anhydride and aromatic diamine were added in equimolar ratios for about 10 hours. The reaction was performed to obtain a polyamic acid solution. This solution was cast and applied on a glass plate to form a coating film, and then hot air at 130 ° C. was supplied to the surface for 60 minutes to dry and peel off, thereby producing a film having self-holding properties. This film was fixed to a support frame with a predetermined tension, and heat treatment at 200 ° C. to 450 ° C. was appropriately performed to obtain polyimide films A to D having the characteristics shown in Table 1.
[0050]
Example 1
30 parts of polyamide resin A prepared in Reference Example 1, 10 parts of polyamide resin B, di-t-Bu, diglycidyl ether benzene epoxy resin (manufactured by Toto Kasei Co., Ltd., "Epototo" YDC-1312, epoxy equivalent 175) 5 parts), 15 parts of dicyclopentadiene epoxy resin ("Epototo" ZX-1257, epoxy equivalent 257, manufactured by Toto Kasei Co., Ltd.), t-butylphenol resin resin (manufactured by Shikoku Chemicals, CKM1634) ) 40 parts and 0.3 parts of 2-undecyl imidazole were blended, and stirred and mixed at 30 ° C in a methanol / monochlorobenzene mixed solvent so as to have a concentration of 20% by weight to prepare an adhesive solution.
[0051]
Using the obtained adhesive solution, an adhesive sheet was prepared in the manner of (1) (a). The elastic modulus of the obtained adhesive sheet at 150 ° C. after curing was 60 MPa. Further, the obtained adhesive sheet was thermally laminated on the polyimide film A prepared in Reference Example 2 in the manner of (1) (a) to prepare a tape with an adhesive. Table 1 shows the properties of the obtained tape with an adhesive.
[0052]
Next, an adhesive tape with a copper foil was obtained in the same manner as in (1) and (b), and a connection substrate for semiconductor connection (patterned tape) was prepared, and the warpage was measured. Warpage stability and reflow resistance were evaluated in the same manner as in (3) and (4) above.
[0053]
Example 2
Using the adhesive sheet prepared by the method shown in Example 1 and the polyimide film B prepared in Reference Example 2, a tape with an adhesive and a patterned tape were prepared in the same manner as in Example 1. Table 1 shows the obtained characteristics.
[0054]
Example 3
Using the adhesive sheet produced by the method shown in Example 1 and the polyimide film C produced in Reference Example 2, a tape with an adhesive and a patterned tape were produced in the same manner as in Example 1. Table 1 shows the obtained characteristics.
[0055]
Comparative Example 1
Using the adhesive sheet produced by the method shown in Example 1 and the polyimide film D produced in Reference Example 2, a tape with an adhesive and a patterned tape were produced in the same manner as in Example 1. Table 1 shows the obtained characteristics.
[0056]
Comparative Examples 2 to 7
Using the adhesive sheet produced by the method shown in Example 1 and the polyimide film shown in Table 1, a tape with an adhesive and a patterned tape were produced in the same manner as in Example 1. Table 1 shows the obtained characteristics.
[0057]
[Table 1]
[0058]
From the results of Examples and Comparative Examples in Table 1, the tape with an adhesive for a semiconductor obtained by the present invention was able to simultaneously improve low warpage, warpage stability, and reflow resistance.
[0059]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the tape with the adhesive agent for semiconductors which can reduce the foaming in the reflow process in semiconductor mounting, and can also reduce and stabilize the warpage, the copper-clad laminate using the same, and the semiconductor device Obtainable.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of one embodiment of a semiconductor connection substrate (patterned tape) before mounting a semiconductor integrated circuit, obtained by processing a tape with an adhesive for a semiconductor device of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of one embodiment of a semiconductor device (TCP) using a tape with an adhesive for a semiconductor device of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view of one embodiment of a semiconductor device (BGA) using a tape with an adhesive for a semiconductor device of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view of one embodiment of a semiconductor device (CSP) using a tape with an adhesive for a semiconductor device of the present invention.
[Explanation of symbols]
1,23 Flexible insulating film 2,12,25 Adhesive 3 Sprocket hole 4 Device hole 5 Conductor 6,14,22 for connecting semiconductor integrated circuit Inner lead portion 7 Outer lead portion 8,15,21 Semiconductor Integrated circuit 9, 16, 24 Sealing resin 10, 17 Gold bump 11 Protective film 13, 19 Reinforcement plate 18, 26 Solder ball 27 Solder resist 20 Die attach
