JP2007284670A - 接着フィルム及びこれを用いた半導体装置 - Google Patents

Abstract

【課題】低温ウェハー裏面ラミネート性、熱時接着力、及び耐リフロー性を併せ持つ接着フィルム、並びに、これを用いた半導体装置を提供する。
【解決手段】（Ａ）官能基を含む重量平均分子量が１０万以上である高分子量成分、（Ｂ）トリスエポキシ樹脂を含む熱硬化性樹脂、及び（Ｃ）ＢＥＴ比表面積が３０ｍ^２／ｇ以上の第１のフィラーを含有する樹脂組成物からなる接着剤層を備える接着フィルム。
【選択図】なし

Description

本発明は、ＩＣ、ＬＳＩ等の半導体素子とリードフレームや絶縁性支持基板等の支持部材の接合材料又は半導体素子とを接着するための接着フィルム及びこれを用いた半導体装置に関する。

従来、ＩＣやＬＳＩとリードフレームとの接合にはＡｕ−Ｓｉ共晶合金、半田あるいは銀ペースト等が用いられている。Ａｕ−Ｓｉ共晶合金は、耐熱性及び耐湿性は高いが、弾性率が大きいため大型チップへ適用した場合に割れやすいほか、高価であるといった難点がある。半田は安価であるものの、耐熱性が劣り、更に弾性率はＡｕ−Ｓｉ共晶合金と同様に高く、大型チップへの適用が困難である。一方、銀ペーストは安価で、耐湿性が高く、弾性率も上記３者の中では最も低く、３５０℃の熱圧着型ワイヤボンダーに適用できる耐熱性も有するので、現在はＩＣやＬＳＩとリードフレームとの接着用材料の主流となっている。しかし、近年、ＩＣやＬＳＩの高集積化が進み、それに伴ってチップが大型化しているなかで、ＩＣやＬＳＩとリードフレームとを銀ペーストで接合しようとする場合、銀ペーストをチップ全面に広げ塗布するには困難を伴う。

そこで、下記非特許文献１には、導電性フィラーを熱可塑性樹脂に充填したダイボンド用の接着フィルムが報告されている。この接着フィルムは、熱可塑性樹脂の融点付近までその温度を上げ、加圧接着するものである。また、特定のポリイミド樹脂を用いた接着フィルム、及びこれに導電性フィラー又は無機フィラーを含有させたダイボンド用接着フィルムについても提案されている（例えば、特許文献１及び２参照）。

下記非特許文献１で報告されている接着フィルムは、融点の低い熱可塑性樹脂を選んで用いると接着温度を低くすることができ、リードフレームの酸化等、チップに与えるダメージを少なくすることができる。しかし、その反面、熱時接着力が低いのでダイボンド後の熱処理（例えばワイヤボンディング工程、封止工程等）に耐えられないという問題が生じる。一方、熱処理に耐えられる融点の高い熱可塑性樹脂を用いると、接着温度が高くなり、リードフレームが酸化等のダメージを受けやすいという問題が生じる。

また、下記特許文献１及び２に記載された接着フィルムは、比較的低温で接着でき、かつ良好な熱時接着力を有している。しかし、近年使われ始めている銅リードフレーム（酸化を受けやすい）や熱伝導性の低い絶縁性支持基板（熱膨張が大きいため、加熱接合時に反りやすい）への接合には、更に低い温度で接着できる接着フィルムが強く望まれている。

かかる要求を満足するために、下記特許文献３及び４には、ダイボンド用として４２アロイリードフレーム（酸化を受けにくい）に用いられるばかりでなく、上記の銅リードフレームや絶縁性支持基板にも好適に使用できる低温接着性の接着フィルムが提案されている。
特開平６−１４５６３９号公報 特開平７−２２８６９７号公報 特開平１０−３３０７２３号公報 特開２００３−２２６８５７号公報 「マイクロエレクトロニック マニュファクチャリング アンド テスティング（ＭＩＣＲＯＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣ ＭＡＮＵＦＡＣＴＵＲＩＮＧ ＡＮＤ ＴＥＳＴＩＮＧ）」、１９８５年１０月

近年、半導体装置の小型化、薄型化を達成するために、ウェハーの薄型化が進んでおり、低温でウェハー裏面ラミネートできる接着フィルムが強く望まれている。しかしながら、上記特許文献１〜４及び非特許文献１に記載された接着フィルムでは、ウェハー裏面ラミネート温度を十分低温にできなかったり、できたとしても、熱時接着力や耐リフロー性に劣る傾向があった。

本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、低温ウェハー裏面ラミネート性、熱時接着力、及び耐リフロー性を併せ持つ接着フィルム、並びに、これを用いた半導体装置を提供することを目的とする。

本発明は、以下に関する。

１．（Ａ）官能基を含む重量平均分子量が１０万以上である高分子量成分、（Ｂ）トリスエポキシ樹脂を含む熱硬化性樹脂、及び（Ｃ）ＢＥＴ比表面積が３０ｍ^２／ｇ以上の第１のフィラーを含有する樹脂組成物からなる接着剤層を備えることを特徴とする接着フィルム。

２．前記樹脂組成物が、（Ｄ）ＢＥＴ比表面積が３０ｍ^２／ｇ未満の第２のフィラーを更に含有することを特徴とする項１記載の接着フィルム。

３．（Ａ）官能基を含む重量平均分子量が１０万以上である高分子量成分が、熱硬化性樹脂と非相溶であることを特徴とする項１又は２記載の接着フィルム。

４．（Ａ）官能基を含む重量平均分子量が１０万以上である高分子量成分が、グリシジルアクリレート又はグリシジルメタクリレート０．５〜６質量％を含む重量平均分子量が１０万以上であるエポキシ基含有アクリル共重合体であることを特徴とする項１〜３いずれかに記載の接着フィルム。

５．（Ｂ）トリスエポキシ樹脂を含む熱硬化性樹脂のトリスエポキシ樹脂が、２−［４−（２，３−エポキシプロポキシ）フェニル］−２−［４−［１，１−ビス［４−（［２，３−エポキシプロポキシ］フェニル）］エチル］フェニル］プロパンと１，３−ビス［４−［１−［４−（２，３−エポキシプロポキシ）フェニル］−１−［４−［１−［４−（２，３−エポキシプロポキシフェニル）−１−メチルエチル］フェニル］エチル］フェノキシ］−２−プロパノールそれぞれの単独もしくは混合物を含むことを特徴とする項１〜４いずれかに記載の接着フィルム。

６．（Ｂ）熱硬化性樹脂が、フェノール・キシリレン樹脂、又は、ナフトール樹脂の単独もしくは組み合わせを含むことを特徴とする項１〜５いずれかに記載の接着フィルム。

７．前記フェノール・キシリレン樹脂が、下記一般式（１）で表されるフェノール・キシリレン樹脂であり、前記ナフトール樹脂が、クレゾール・ナフトール・ホルムアルデヒド重縮合物である、項１〜６いずれかに記載の接着フィルム。

（式中、Ｒ_１は水素原子、直鎖、分岐または環状アルキル基、アラルキル基、アルケニル基、水酸基、アリール基、あるいはハロゲン原子を示し、ｌは１〜３の整数を示し、繰り返し単位の数を示すｍは０〜５０の範囲の整数を示す。）
８．（Ｃ）ＢＥＴ比表面積が３０ｍ^２／ｇ以上の第１のフィラーが、ＳｉＯ_２であることを特徴とする項１〜７いずれかに記載の接着フィルム。

９．（Ｄ）ＢＥＴ比表面積が３０ｍ^２／ｇ未満の第２のフィラーが、窒化物であることを特徴とする項２〜８いずれかに記載の接着フィルム。

１０．（Ａ）高分子量成分：１００重量部に対して、（Ｂ）熱硬化性樹脂：１〜２００重量部、（Ｃ）第１のフィラー：１〜８０００重量部を含有することを特徴とする項１〜９いずれかに記載の接着フィルム。

１１．（Ａ）高分子量成分：１００重量部に対して、（Ｂ）熱硬化性樹脂：１〜２００重量部、（Ｃ）第１のフィラー：１〜８０００重量部、（Ｄ）第２のフィラー：１〜８０００重量部を含有することを特徴とする項２〜９いずれかに記載の接着フィルム。

１２．項１〜１１いずれかに記載の接着フィルムを用いて作製した半導体装置。

本発明によれば、低温ウェハー裏面ラミネート性、熱時接着力、及び耐リフロー性のすべてに優れた接着フィルム、並びに、これを用いた半導体装置を提供することができる。

本発明は、（Ａ）官能基を含む重量平均分子量が１０万以上である高分子量成分、（Ｂ）熱硬化性樹脂、及び（Ｃ）ＢＥＴ比表面積が３０ｍ^２／ｇ以上の第１のフィラーを含有する樹脂組成物からなる接着剤層を備えることを特徴とする接着フィルムを提供する。ここで、本発明におけるＢＥＴ比表面積は、ブルナウアー・エメット・テーラー（Ｂｒｕｎａｕｅｒ−Ｅｍｍｅｔｔ−Ｔｅｌｌｅｒ）式により、フィラーに窒素を吸着させてその表面積を測定した値であり、市販されているＢＥＴ装置により測定することができる。

かかる接着フィルムによれば、接着剤層が上記の（Ａ）官能基を含む重量平均分子量が１０万以上である高分子量成分、（Ｂ）トリスエポキシ樹脂を含む熱硬化性樹脂、及び（Ｃ）ＢＥＴ比表面積が３０ｍ^２／ｇ以上の第１のフィラーを含有する樹脂組成物からなることにより、低温ウェハー裏面ラミネート性、熱時接着力及び耐リフロー性のすべてを高水準で達成することができる。

また、本発明の接着フィルムにおける接着剤層を構成する上記樹脂組成物は、上記（Ａ）官能基を含む重量平均分子量が１０万以上である高分子量成分１００質量部に対して、上記（Ｂ）熱硬化性樹脂を１〜２００質量部、上記（Ｃ）第１のフィラーを１〜８０００質量部含有するものであることが好ましい。

樹脂組成物における（Ａ）官能基を含む重量平均分子量が１０万以上である高分子量成分、（Ｂ）熱硬化性樹脂及び（Ｃ）第１のフィラーの含有量が上記範囲であることにより、フィルム成形性、低温ウェハー裏面ラミネート性、熱時接着力、及び耐リフロー性のすべてをより高水準で達成することができる。

また、上記樹脂組成物は、（Ｄ）ＢＥＴ比表面積が３０ｍ^２／ｇ未満の第２のフィラーを更に含有するものであることが好ましい。樹脂組成物が（Ｄ）第２のフィラーを更に含有することにより、より十分な熱時接着力を得ることができる。

ここで、上記樹脂組成物における上記（Ｄ）第２のフィラーの含有量は、上記（Ａ）官能基を含む重量平均分子量が１０万以上である高分子量成分１００質量部に対して８０００質量部以下であることが好ましく、１〜８０００質量部含有することがより好ましい。樹脂組成物における（Ｄ）第２のフィラーの含有量が上記範囲であることにより、フィルム成形性を得ることができる。

本発明はまた、上記本発明の接着フィルムを用いて作製した半導体装置を提供する。

以下、本発明をその好適な実施形態に即して詳細に説明する。

（Ａ）官能基を含む重量平均分子量が１０万以上である高分子量成分としては、エポキシ樹脂と非相溶であることが好ましく、グリシジルアクリレート又はグリシジルメタクリレート０．５〜６質量％を含む重量平均分子量が１０万以上であるエポキシ基含有アクリル共重合体であることがより好ましい。

グリシジルアクリレート又はグリシジルメタクリレート０．５〜６質量％を含む重量平均分子量が１０万以上であるエポキシ基含有アクリル共重合体としては、特に制限が無く、例えば帝国化学産業（株）製 ＨＴＲ―８６０Ｐ−３等を用いることができる。官能基モノマーがカルボン酸タイプの（メタ）アクリル酸や水酸基タイプのヒドロキシエチル（メタ）アクリレートを用いると、橋架け反応が進行しやすく、ワニス状態でのゲル化、ペースト状又はワニス状の樹脂組成物を塗布・乾燥した段階、いわゆるＢステージ状態での硬化度の上昇による接着力の低下等の問題があるため好ましくない。また、官能基モノマーとして用いるグリシジル（メタ）アクリレートの量は、共重合体比２〜６質量％とすることが好ましい。２質量％未満だと接着力が低下する可能性があり、６質量％を超えるとゲル化する可能性がある。残部としてはエチル（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の混合物を用いることができるが、混合比率は共重合体のガラス転移温度（以下Ｔｇと略す）を考慮して決定され、Ｔｇは−１０℃以上であることが好ましい。Ｔｇが−１０℃未満であるとＢステージ状態での接着剤層のタック性が大きくなり取り扱い性が悪化する可能性がある。

重合方法には特に制限が無く、パール重合、溶液重合等を使用することができる。

エポキシ基含有アクリル共重合体の重量平均分子量は、１０万以上であることが好ましく、３０万〜３００万であることがより好ましく、５０万〜２００万であることが最も好ましい。重量平均分子量が１０万未満だと、熱時接着力が低下する傾向がある。

本発明の接着フィルムは、上記（Ａ）官能基を含む重量平均分子量が１０万以上である高分子量成分、（Ｂ）熱硬化性樹脂、及び（Ｃ）ＢＥＴ比表面積が３０ｍ^２／ｇ以上の第１のフィラーを含有する樹脂組成物からなる接着剤層を備えるものである。この樹脂組成物には、更に、（Ｄ）ＢＥＴ比表面積が３０ｍ^２／ｇ未満の第２のフィラーを含有させることが好ましい。

樹脂組成物における各材料の含有量は、（Ａ）官能基を含む重量平均分子量が１０万以上である高分子量成分１００質量部に対して、（Ｂ）熱硬化性樹脂を１〜２００質量部、（Ｃ）第１のフィラーを１〜８０００質量部、（Ｄ）第２のフィラーを１〜８０００質量部とすることが好ましい。

（Ｂ）熱硬化性樹脂としては、トリスエポキシ樹脂、フェノール・キシリレン樹脂又はナフトール樹脂、及び硬化促進剤を含有する樹脂から選ぶことが好ましい。選択するフェノール・キシリレン樹脂およびナフトール樹脂としては、いずれか一方の樹脂でもよく、また、両者を併用してもよい。なお、ここで、（Ｂ）熱硬化性樹脂とは、加熱により３次元的網目構造を形成し、硬化する樹脂のことである。

（Ｂ）熱硬化性樹脂として、トリスエポキシ樹脂、フェノール・キシリレン樹脂又はナフトール樹脂、及び硬化促進剤を含む熱硬化性樹脂は、トリスエポキシ樹脂が１００質量部に対して、フェノール・キシリレン樹脂及び／又はナフトール樹脂が１〜６００質量部、硬化促進剤が０〜５０質量部程度の配合割合とするが好ましい。このような配合の（Ｂ）熱硬化性樹脂を用いる場合の接着フィルムは、例えば、上記（Ａ）官能基を含む重量平均分子量が１０万以上である高分子量成分：１００質量部、熱硬化性樹脂成分：１〜２００質量部（熱硬化性樹脂成分にはトリスエポキシ樹脂を含むエポキシ樹脂、エポキシ樹脂の合計１００質量部に対して１〜６００質量部のフェノール・キシリレン樹脂又はナフトール樹脂およびエポキシ樹脂の合計１００質量部に対して０〜５０質量部の硬化促進剤を含む）、を有機溶媒に溶解し、（Ｃ）第１のフィラー、及び必要に応じて（Ｄ）第２のフィラーを更に分散させて塗布液（樹脂組成物）を調製し、この塗布液を基材フィルム上に塗布し、加熱することにより製造することができる。

熱硬化性樹脂として、トリスエポキシ樹脂、フェノール・キシリレン樹脂又はナフトール樹脂、及び硬化促進剤を含有する樹脂を選ぶ場合に、トリスエポキシ樹脂としては、３つのエポキシ基を有するエポキシモノマーまたは該モノマーの縮合物を主成分とするエポキシ樹脂を用いることができ、硬化性や硬化物特性の点からエポキシモノマーとしてトリスフェノール化合物のグリシジルエーテルを含む物が好ましい。更には、モノマー単位として２−［４−（２，３−エポキシプロポキシ）フェニル］−２−［４−［１，１−ビス［４−（［２，３−エポキシプロポキシ］フェニル）］エチル］フェニル］プロパン及び１，３−ビス［４−［１−［４−（２，３−エポキシプロポキシ）フェニル］−１−［４−［１−［４−（２，３−エポキシプロポキシフェニル）−１−メチルエチル］フェニル］エチル］フェノキシ］−２−プロパノールの一方又は両方を含むエポキシ樹脂がより好ましい。

その他のエポキシ樹脂を併用しても良く、その種類には特に制限はないが、分子内に少なくとも２個のエポキシ基を含むもので、硬化性や硬化物特性の点からフェノールのグリシジルエーテル型のエポキシ樹脂が好ましい。例えばビスフェノールＡ、ビスフェノールＡＤ、ビスフェノールＳ、ビスフェノールＦ又はハロゲン化ビスフェノールＡとエピクロルヒドリンとの縮合物、フェノールノボラック樹脂のグリシジルエーテル、クレゾールノボラック樹脂のグリシジルエーテル、ビスフェノールＡノボラック樹脂のグリシジルエーテル、ジシクロペンタジエン・フェノール重合物のポリグリシジルエーテル、α−ヒドロキシフェニル−ω−ヒドロポリ（ｎ＝１〜７）（ビフェニルジメチレン−ヒドロキシフェニル）とエピクロルヒドリンとの重縮合物、クレゾール・ナフトール・ホルムアルデヒド重縮合物のポリグリシジルエーテル化物、α−２，３−エポキシプロキシフェニル−ω−ヒドロポリ（ｎ＝１〜７）｛２−（２，３−エポキシプロポキシ）ベンジリデン−２，３−エポキシプロポキシフェニレン｝等が挙げられる。

熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂とともに用いられる硬化剤の樹脂としてはフェノール樹脂やナフトール樹脂があげられ、特に、フェノール樹脂として、フェノール・キシリレン樹脂、ナフトール樹脂としてクレゾール・ナフトール・ホルムアルデヒド重縮合物が好ましく、これらの樹脂を単独でもしくは組み合わせて用いることが好ましい。なお、フェノール樹脂としては一般式（１）で表されるフェノール・キシリレン樹脂がより好ましい。

（式中、Ｒ_１は水素原子、直鎖、分岐若しくは環状アルキル基、アラルキル基、アルケニル基、水酸基、アリール基、又はハロゲン原子を示し、ｌは１〜３の整数を示し、繰り返し単位の数を示すｍは０〜５０の範囲の整数を示す。）
その他に使用できるフェノール樹脂としては特に制限はないが、分子中に少なくとも２個のフェノール性水酸基を有するもので、例えば、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ビスフェノールＡノボラック樹脂、ポリ−ｐ−ビニルフェノール、、フェノール・ビフェニレン樹脂、フェノール・ヒドロキシベンズアルデヒド樹脂、トリスフェノール類等が挙げられる。

フェノール樹脂及び／又はナフトール樹脂を用いる場合、その量は、エポキシ樹脂１００質量部に対して好ましくは１〜６００質量部、より好ましくは１〜５００質量部、更に好ましくは１〜４００質量部である。６００質量部を超えると硬化性が不十分となる傾向がある。また、ＯＨ当量５０〜６００のフェノール樹脂が好ましい。

硬化促進剤は、エポキシ樹脂を硬化させるために用いられるものであれば特に制限はない。このような硬化促進剤としては、例えば、イミダゾール類、ジシアンジアミド誘導体、ジカルボン酸ジヒドラジド、トリフェニルホスフィン、テトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレート、２−エチル−４−メチルイミダゾール−テトラフェニルボレート、１，８−ジアザビシクロ［５．４．０］ウンデセン−７−テトラフェニルボレート等が挙げられる。これらは、単独で又は２種以上を組合せて用いられる。硬化促進剤の量は、エポキシ樹脂１００質量部に対して好ましくは０〜５０質量部、より好ましくは０〜４０質量部、更に好ましくは０〜３０質量部である。５０質量部を超えると保存安定性が悪くなる傾向がある。

（Ｃ）第１のフィラーの材質としては、ＳｉＯ_２が好ましい。また、（Ｃ）第１のフィラーのＢＥＴ比表面積は、熱時接着力を向上させるために、３０ｍ^２／ｇ以上であることが必要であり、５０ｍ^２／ｇ以上であることが好ましく、７０ｍ^２／ｇ以上であることがより好ましい。また、入手簡便性の点からは、（Ｃ）第１のフィラーのＢＥＴ比表面積は、３０〜６００ｍ^２／ｇであることが好ましい。このような（Ｃ）第１のフィラーとしては、例えば、（株）トクヤマ製シリカ（製品名：ＲＥＯＬＯＳＩＬ ＱＳ−０９、１０、１０２、ＱＰ−１０２、ＱＳ−２０、２０Ｌ、３０、３０Ｃ、４０、ＭＴ−１０、１０Ｃ、ＤＭ−１０、１０Ｃ、３０、３０Ｓ、ＫＳ−２０ＳＣ、ＨＭ−２０Ｌ、３０Ｓ、ＰＭ−２０、２０Ｌ、ＢＥＴ比表面積：約５０〜５００ｍ^２／ｇ）、日本アエロジル（株）製シリカ（製品名：ＡＥＲＯＳＩＬ５０、９０Ｇ、１３０、２００、２００Ｖ、２００ＣＦ、２００ＦＡＤ、３００、３００ＣＦ、３８０、Ｒ９７２、Ｒ９７２Ｖ、Ｒ９７２ＣＦ、Ｒ９７４、ＲＸ２００、ＲＹ２００、Ｒ２０２、Ｒ８０５、Ｒ８１２、Ｒ８１２Ｓ、ＯＸ５０、ＴＴ６００、ＭＯＸ８０、ＭＯＸ１７０、ＣＯＫ８４、ＢＥＴ比表面積：約５０〜３８０ｍ^２／ｇ）、日本アエロジル（株）製酸化アルミニウム（製品名：ＡＥＲＯＸＩＤＥ Ａｌｕ Ｃ、ＢＥＴ比表面積：約１００ｍ^２／ｇ）、日本アエロジル（株）製酸化チタン（製品名：ＡＥＲＯＸＩＤＥ ＴｉＯ_２ Ｔ８０５、Ｐ２５、ＢＥＴ比表面積：約４５〜５０ｍ^２／ｇ）等を挙げることができるが、これらに限定されない。

（Ｃ）第１のフィラーの量は、（Ａ）官能基を含む重量平均分子量が１０万以上である高分子量成分１００質量部に対して、好ましくは１〜８０００質量部であり、より好ましくは１〜４０００質量部であり、更に好ましくは１〜１０００質量部である。８０００質量部よりも多いとフィルム成形性が低下する傾向がある。また、１質量部より少ないと熱時接着力及び耐リフロー性が低下する傾向がある。

（Ｄ）第２のフィラーの材質としては、窒化物が好ましい。このような（Ｄ）第２のフィラーとしては、例えば、電気化学工業（株）製窒化ホウ素（ＢＮ−ＳＧＰ、ＢＮ−ＭＧＰ、ＢＮ−ＧＰ、ＢＮ−ＨＧＰ、ＢＥＴ比表面積：約１〜２０ｍ^２／ｇ）等を挙げることができるが、これらに限定されない。

（Ｄ）第２のフィラーの量は、（Ａ）官能基を含む重量平均分子量が１０万以上である高分子量成分１００質量部に対して、好ましくは８０００質量部以下、より好ましくは１〜８０００質量部、更に好ましくは１〜４０００質量部、特に好ましくは１〜１０００質量部の範囲である。８０００質量部よりも多いとフィルム成形性が低下する傾向がある。

その他のフィラーを併用することができ、併用するフィラーとしては、特に制限はなく、例えば、金、銀、銅、マンガン、ニッケル、鉄、アルミニウム、ステンレスの単独又は合金である金属フィラー、半田フィラー、アルミナ、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、シリカ、チタニア、ガラス、酸化鉄、セラミック等の無機フィラー、カーボンフィラー、ゴム系フィラー、ポリマー系フィラー等の有機フィラー、並びに、金属、半田、無機物質及び有機物質等の２種以上からなる複合材料フィラー等が挙げられる。

これらの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合せて行うことができる。

また、接着フィルムの接着力を向上させるために、上記樹脂組成物には、シランカップリング剤、チタン系カップリング剤、ノニオン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤、シリコーン系添加剤等を適宜加えてもよい。

接着フィルムは、樹脂成分を有機溶媒に溶解し、（Ｃ）第１のフィラー、及び必要に応じて（Ｄ）第２のフィラーを更に分散させて塗布液（樹脂組成物ないしワニス）を調製し、この塗布液を基材フィルム上に塗布し、加熱することにより製造することができる。

上記接着フィルムの製造の際に用いる有機溶媒としては、材料を均一に溶解、混練又は分散できるものであれば制限はなく、例えば、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルピロリドン、ジメチルスルホキシド、ジエチレングリコールジメチルエーテル、トルエン、ベンゼン、キシレン、メチルエチルケトン、テトラヒドロフラン、エチルセロソルブ、エチルセロソルブアセテート、ブチルセロソルブ、ジオキサン、シクロヘキサノン等が挙げられる。

こうして得たワニス状又はペースト状の樹脂組成物を基材フィルム上に均一に塗布した後、使用した溶媒が充分に揮散する条件、すなわち、おおむね５０〜２００℃の温度で、０．１〜９０分間加熱して接着フィルムを作製する。

基材フィルムとしては、例えば、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、ポリテトラフルオロエチレンフィルム、ポリイミドフィルム等が用いられるが、これらに限定されない。接着剤層の厚みは、特に制限はないが、通常、１〜２００μｍとすることが好ましく、１〜１００μｍとすることがより好ましい。また、必要に応じて基材フィルム上の接着フィルムの上に、更に保護フィルムを設けることができる。保護フィルムとしては、基材フィルムと同様のものの他、ポリエチレン等が用いられる。

また、本発明の接着フィルムは、必要に応じて多層構造としてもよい。例えば三層構造とした本発明の接着フィルムにおいては、基材フィルムの両面に上記成分からなる接着剤層を設けたものが挙げられる。このような接着フィルムの製造方法としては、例えば、上記製造方法と同様にして、ワニス状又はペースト状の樹脂組成物を基材フィルムの一方の面に塗布し、乾燥させた後、基材フィルムの他方の面に同様にしてワニス状又はペースト状の樹脂組成物を塗布し、乾燥させる方法等が挙げられる。基材フィルムとしては、上述した基材フィルムと同様のものが用いられる。接着剤層の厚みは、通常１〜２００μｍとすることが好ましく、１〜１００μｍとすることがより好ましい。基材フィルムの厚みは特に制限がなく、用途、必要な総厚みに応じて決定する。

本発明の接着フィルムは、ＩＣ、ＬＳＩ等の半導体素子と、４２アロイリードフレーム、銅リードフレーム等のリードフレーム、ポリイミド、エポキシ樹脂、ポリイミド系樹脂、マレイミド系樹脂等のプラスチックフィルム、ガラス不織布等基材にポリイミド、エポキシ樹脂、ポリイミド系樹脂、マレイミド系樹脂等のプラスチックを含浸・硬化させたもの、アルミナ等のセラミックス等の絶縁性支持基板などの支持部材との接合に用いることができる。すなわち、前記したような半導体素子と支持部材との間に本発明の接着フィルムを挟み、加熱圧着して両者を接着させる。加熱温度は、通常、室温（２５℃）〜３００℃、圧着時間は、通常、０．１〜３００秒間である。

本発明の半導体装置は、上述した本発明の接着フィルムを用いて製造されたものであれば特にその構造に制限はなく、例えば、上記のような半導体素子、半導体素子の支持部材、及び半導体素子と支持部材とを接合している本発明の接着フィルムを含有する半導体装置が挙げられる。

一般的な構造の半導体装置において、例えば、半導体素子は本発明の接着フィルムを介して半導体素子支持部材に接着され、半導体素子の接続端子はワイヤを介して外部接続端子と電気的に接続され、封止材によって封止されている。近年は様々な構造の半導体装置が提案されており、本発明の接着フィルムの用途は、半導体素子が接着フィルムと接触していればこの構造に限定されるものではない。

また、半導体素子同士を接着した構造を有する半導体装置において、例えば、一段目の半導体素子は本発明の接着フィルムを介して半導体素子支持部材に接着され、一段目の半導体素子の上に更に本発明の接着フィルムを介して二段目の半導体素子が接着されている。一段目の半導体素子及び二段目の半導体素子の接続端子は、ワイヤを介して外部接続端子と電気的に接続され、封止材によって封止されている。このように、本発明の接着フィルムは、半導体素子を複数重ねる構造の半導体装置にも好適に使用できる。

また、本発明の接着フィルムは、ダイシングテープと貼り合わせて、１枚のシートとすることもできる。更に、必要に応じて保護フィルムを付けることもできる。このように予めダイシングテープと接着フィルムとを積層しておくことによって、半導体装置製造工程を簡略化することができる。

以下、実施例及び比較例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

（実施例１〜５及び比較例１〜４）
表１及び２に示す組成で、実施例１〜５及び比較例１〜４の接着フィルムを形成するためのワニス状の樹脂組成物をそれぞれ調製した。なお、表１及び２において、種々の記号は下記の意味である。また、表１及び２において、「部」は質量部を意味する。

ＨＴＲ−８６０Ｐ−３：帝国化学産業（株）製、アクリルゴム（重量平均分子量１００万）、
ＶＧ３１０１Ｌ：三井化学（株）製、トリスエポキシ樹脂（エポキシ当量２１０）、（２−［４−（２，３−エポキシプロポキシ）フェニル］−２−［４−［１，１−ビス［４−（［２，３−エポキシプロポキシ］フェニル）］エチル］フェニル］プロパン）
ＥＳＣＮ−１９５：日本化薬（株）製、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂（エポキシ当量２００）、
ＨＸＬ−３Ｌ：日立化成工業（株）製、フェノール・キシリレン樹脂（ＯＨ当量１７２）、
ＮＨＮ：日本化薬（株）製、クレゾール・ナフトール・ホルムアルデヒド重縮合物（ＯＨ当量１４１）、
Ｈ−１：明和化成（株）製、フェノールノボラック樹脂（ＯＨ当量１０６）、
２ＭＡ−ＯＫ：四国化成（株）製、イミダゾール系エポキシ樹脂硬化促進剤、
ＡＥＲＯＳＩＬ２００：日本アエロジル（株）製、シリカ（ＢＥＴ比表面積：約２００ｍ^２／ｇ）、
ＡＥＲＯＳＩＬ５０：日本アエロジル（株）製、シリカ（ＢＥＴ比表面積：約５０ｍ^２／ｇ）、
ＳＯ−Ｃ１：（株）アドマテックス製、シリカ（ＢＥＴ比表面積：約１７ｍ^２／ｇ）、
ＳＯ−Ｃ２：（株）アドマテックス製、シリカ（ＢＥＴ比表面積：約６ｍ^２／ｇ）、
ＢＮ−ＧＰ：電気化学工業（株）、窒化ホウ素（ＢＥＴ比表面積：約８ｍ^２／ｇ）。

得られた樹脂組成物をポリエチレンテレフタレートフィルム（基材フィルム）上に塗布し、８０℃で３０分間、つづいて１２０℃で３０分間加熱した後、厚さ２５μｍの接着剤層と基材フィルムとが積層されてなる実施例１〜５及び比較例１〜４の接着フィルムを得た。

［ピール接着力測定試験］
実施例１〜５及び比較例１〜４の接着フィルムのピール接着力を以下の手順で測定した。まず、接着フィルムを５ｍｍ×５ｍｍの大きさに切断し、基材フィルムを剥離した後、これを５ｍｍ×５ｍｍ×０．４ｍｍのシリコンチップと４２Ａリードフレームとの間に挟み、５００ｇの荷重をかけて、１５０℃で５秒間圧着させ、続いて１８０℃で６０分間後硬化させて試験片を作製した。この試験片を用いて、２６０℃、２０秒加熱した後、チップ引剥し強さ（ｋｇｆ／ｃｈｉｐ）を、プッシュプルゲージを改良した図１に示す測定装置を用い、測定速度：０．５ｍｍ／ｓｅｃの条件下でピール強度（引き剥がし強度）を測定した。この装置によれば接着テープの面接着強度を測定することができる。その結果を表３及び４に示す。

［低温ウェハー裏面ラミネート性測定試験］
実施例１〜５及び比較例１〜４の接着フィルムの低温ウェハー裏面ラミネート性を以下の手順で評価した。まず、基材フィルム付き接着フィルムをウェハーサイズより大きめに切り、ウェハー裏面を上向きにして、接着フィルムをウェハー裏面上に載せて０．１５ＭＰａで加圧、８０℃で加熱した後、基材フィルムを剥離除去し、接着剤層付きウェハーを作製した。次に、接着剤層付きウェハーの接着剤層側の面にダイシングテープを貼り付け、ダイシング装置で５ｍｍ×５ｍｍのサイズにフルカットすることにより接着剤層付き半導体素子に分割した。このとき、フルカット後の半導体素子が接着剤層から剥がれなかった場合を合格（表３及び４中、「ＯＫ」と示す）、剥がれがあった場合を不合格（表３及び４中、「ＮＧ」と示す）とした。

［耐リフロー性評価試験］
実施例１〜５及び比較例１〜４の接着フィルムの耐リフロー性を以下の手順で評価した。まず、接着フィルムを６．５ｍｍ×６．５ｍｍの大きさに切断し、基材フィルムを剥離した後、これを６．５ｍｍ×６．５ｍｍ×０．２８ｍｍのシリコンチップとガラスエポキシ基板（日立化成工業製、Ｅ−６７９）との間に挟み、５００ｇの荷重をかけて８０℃（但し、比較例３のみ１５０℃）で５秒間圧着させた。次に、ワイヤーボンド相当の熱処理を行い、モールド用封止材（日立化成工業製、ＣＥＬ−９６００）にてモールドし、１７５℃で５時間硬化させてパッケージとした。次に、このパッケージをＪＥＤＥＣ所定の吸湿条件で吸湿させた後、ＩＲリフロー炉にて２６０℃リフロー（最大温度２６５℃）を３回通過させ、パッケージの破損や厚みの変化、界面の剥離等がサンプル１０個中１個も観察されない条件のうち最も厳しい吸湿条件をもって耐リフロー性のレベルとした。この時のＪＥＤＥＣ所定の吸湿条件とは、温度３０℃、湿度６０％の恒温恒湿槽にて１９２時間パッケージを吸湿させた条件を称してレベル３とする。同様に８５℃、６０％、１６８時間の条件をレベル２とする。このレベルの数値が小さいほど厳しい吸湿条件であり、より優れた耐リフロー性を有していることを示す。その結果を表３及び４に示す。

表３及び４に示した結果（なお、表４中「＜３」はＪＥＤＥＣレベル３にも満たなかったことを示している）から明らかなように、本発明の接着フィルム（実施例１〜５）は、比較例１〜４の接着フィルムと比較して、低温ウェハー裏面ラミネート性、熱時接着力及び耐リフロー性のすべてに優れていることが確認された。

図１は、ピール強度（引き剥がし強度）の測定に用いる測定装置の概略図である。

符号の説明

１１ プッシュプルゲージ
１２ 接着フィルム
１３ 半導体素子
１４ リードフレーム（ダイパッド部）
１５ 支え
１６ 熱板
１７ 支え
２０ ピール強度測定装置

Claims (12)

1. （Ａ）官能基を含む重量平均分子量が１０万以上である高分子量成分、（Ｂ）トリスエポキシ樹脂を含む熱硬化性樹脂、及び（Ｃ）ＢＥＴ比表面積が３０ｍ^２／ｇ以上の第１のフィラーを含有する樹脂組成物からなる接着剤層を備えることを特徴とする接着フィルム。
2. 前記樹脂組成物が、（Ｄ）ＢＥＴ比表面積が３０ｍ^２／ｇ未満の第２のフィラーを更に含有することを特徴とする請求項１に記載の接着フィルム。
3. （Ａ）官能基を含む重量平均分子量が１０万以上である高分子量成分が、熱硬化性樹脂と非相溶であることを特徴とする請求項１又は２に記載の接着フィルム。
4. （Ａ）官能基を含む重量平均分子量が１０万以上である高分子量成分が、グリシジルアクリレート又はグリシジルメタクリレート０．５〜６質量％を含む重量平均分子量が１０万以上であるエポキシ基含有アクリル共重合体であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の接着フィルム。
5. （Ｂ）熱硬化性樹脂に含まれるトリスエポキシ樹脂が、モノマー単位として２−［４−（２，３−エポキシプロポキシ）フェニル］−２−［４−［１，１−ビス［４−（［２，３−エポキシプロポキシ］フェニル）］エチル］フェニル］プロパン及び１，３−ビス［４−［１−［４−（２，３−エポキシプロポキシ）フェニル］−１−［４−［１−［４−（２，３−エポキシプロポキシフェニル）−１−メチルエチル］フェニル］エチル］フェノキシ］−２−プロパノールの一方又は両方を含むエポキシ樹脂であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の接着フィルム。
6. （Ｂ）熱硬化性樹脂が、フェノール・キシリレン樹脂及びナフトール樹脂から選択される１以上の樹脂を含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の接着フィルム。
7. 前記フェノール・キシリレン樹脂が、下記一般式（１）で表されるフェノール・キシリレン樹脂であり、前記ナフトール樹脂が、クレゾール・ナフトール・ホルムアルデヒド重縮合物である、請求項６に記載の接着フィルム。
   

   

   （式中、Ｒ_１は水素原子、直鎖、分岐若しくは環状アルキル基、アラルキル基、アルケニル基、水酸基、アリール基、又はハロゲン原子を示し、ｌは１〜３の整数を示し、繰り返し単位の数を示すｍは０〜５０の範囲の整数を示す。）
8. （Ｃ）ＢＥＴ比表面積が３０ｍ^２／ｇ以上の第１のフィラーが、ＳｉＯ_２であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の接着フィルム。
9. （Ｄ）ＢＥＴ比表面積が３０ｍ^２／ｇ未満の第２のフィラーが、窒化物であることを特徴とする請求項２〜８のいずれか１項に記載の接着フィルム。
10. （Ａ）高分子量成分：１００重量部に対して、（Ｂ）熱硬化性樹脂：１〜２００重量部、（Ｃ）第１のフィラー：１〜８０００重量部を含有することを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の接着フィルム。
11. （Ａ）高分子量成分：１００重量部に対して、（Ｂ）熱硬化性樹脂：１〜２００重量部、（Ｃ）第１のフィラー：１〜８０００重量部、（Ｄ）第２のフィラー：１〜８０００重量部を含有することを特徴とする請求項２〜９のいずれか１項に記載の接着フィルム。
12. 請求項１〜１１のいずれか１項に記載の接着フィルムを用いて作製した半導体装置。

Images