JP4556472B2 - 接着剤、接着部材、接着部材を備えた半導体搭載用配線基板及びこれを用いた半導体装置 - Google Patents

Description

本発明は、接着剤、接着部材、接着部材を備えた半導体搭載用配線基板及びこの接着部材を用いて半導体チップと配線基板とを接着させた半導体装置に関する。

近年、電子機器の発達に伴い電子部品の搭載密度が高くなり、チップスケールパッケージやチップサイズパッケージ（以下ＣＳＰと呼ぶ）と呼ばれるような半導体チップサイズとほぼ同等なサイズを有する半導体パッケージや半導体のベアチップ実装など新しい形式の実装方法が採用され始めている。

半導体素子をはじめとする各種電子部品を搭載した実装基板として最も重要な特性の一つとして信頼性がある。その中でも、熱疲労に対する接続信頼性は実装基板を用いた機器の信頼性に直接関係するため非常に重要な項目である。この接続信頼性を低下させる原因として、熱膨張係数の異なる各種材料を用いていることから生じる熱応力が挙げられる。これは、半導体チップの熱膨張係数が約４ｐｐｍ／℃と小さいのに対し、電子部品を実装する配線板の熱膨張係数が１５ｐｐｍ／℃以上と大きいことから熱衝撃に対して熱ひずみが発生し、その熱ひずみによって熱応力が発生するものである。従来のＱＦＰやＳＯＰ等のリードフレームを有する半導体パッケージを実装した基板では、リードフレームの変形により熱応力を吸収し信頼性を保っていた。しかし、ベアチップ実装では、はんだボールを用いて半導体チップの電極と配線板の配線パッドを接続する方式やバンプと称する小突起を作製して導電ペーストで接続する方式をとっており、熱応力がこの接続部に集中して接続信頼性を低下させていた。この熱応力を分散させるためにアンダーフィルと呼ばれる樹脂をチップと配線板の間に注入させることが有効であることがわかっているが、実装工程を増やし、コストアップを招いていた。また、従来のワイヤボンディングを用いて半導体チップの電極と配線板の配線パッドを接続する方式もあるが、ワイヤを保護するために封止材樹脂を被覆せねばならずやはり実装工程を増やしていた。

ＣＳＰは他の電子部品と一括して実装できるために、各種構造が提案されている（例えば、非特許文献１参照。）。その中でも、インターポーザと呼ばれる配線基板にテープやキャリア基板を用いた方式の実用化が進んでいる。これは、前述表の中で、テセラ社やＴＩ社などが開発している方式を含むものである。これらはインターポーザと呼ばれる配線基板を介するために、優れた接続信頼性を示している（例えば、非特許文献２、非特許文献３参照。）。これらのＣＳＰの半導体チップとインターポーザと呼ばれる配線基板との間には、それぞれの熱膨張率差から生じる熱応力を低減するような接着部材が使われる。このような接着部材には耐湿性や高温耐久性が要求され、さらに、製造工程管理のしやすさから、フィルムタイプの接着部材が求められている。

フィルムタイプの接着剤は、フレキシブルプリント配線板等で用いられており、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、アクリル系樹脂、エポキシ樹脂、ポリイソシアネート及び無機フィラーを含む接着剤があり（例えば、特許文献１参照。）、またアクリル系樹脂、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級アミン化合物及び無機フィラーを含む接着剤がある（例えば、特許文献２参照。）。

上記の接着部材には、熱応力の緩和の作用、耐熱性や耐湿性を有することが必要である。それに加え、製造プロセスの上からは、半導体チップに設けられた電気信号を出力するための電極部分に接着剤が流出してこないことが必要であり、かつ、配線基板に設けられた回路との間に空隙を残してはならない。電極部分に接着剤が流出すると電極の接続不良が発生し、回路と接着剤との間に空隙があると耐熱性、耐湿性の低下が起こりやすい。このため、接着剤のフロー量をコントロールすることが重要である。また、熱硬化性樹脂を含むフィルム状接着剤は、経時変化によるフロー量や接着強度の低下が起こりやすい。そのため、接着部材には、その可使期間を通したフロー量や接着強度のコントロールが必要となっている。

熱硬化性樹脂を含むフィルム状接着剤は、保管中に少しずつ硬化が進行する。また、半導体チップをインターポーザと呼ばれる配線基板へ実装する行程及びパッケージ組立て等、パッケージが完成するまでの数々の行程を経るうちに接着剤の硬化が進行する。接着剤の取扱い性の向上や半導体チップの接続信頼性を高めるために、接着剤の可使期間はできるだけ長い方がよい。すなわち、可使期間が長いということは経時変化によるフロー量や接着強度の低下が少ないということであり、フロー量や接着強度のコントロールが容易になる。従来のフィルム状接着剤では、接着剤組成中の硬化促進剤添加量を低減すれば可使期間を長くできたが、その場合には接着剤硬化時の硬化速度が遅く発泡が生じるという問題点があった。発泡することなく可使期間を長くでき、かつ、低弾性、耐熱性、耐湿性等を満足することができる接着剤が求められていた。

また、半導体パッケージや配線に使用する接着剤には耐熱性を向上させるため、エポキシ樹脂などの熱硬化性を有する高分子量成分を含んでいる場合が多い。しかし熱硬化性を有する高分子量成分は硬化に高温と長時間を要するという欠点を抱えていた。この欠点を解消するために、従来から熱硬化性樹脂に加えて硬化促進剤を配合する手法が用いられてきた。しかし、硬化促進剤を配合することによって硬化性は大幅に改善されるが、室温においても反応が進行することから、室温で保存した場合に接着剤の流動性が変化し、製品として使用できなくなることがあるという新たな問題が生じていた。この新たな問題の対策として、室温で不活性な潜在性硬化促進剤を用いることが検討された（例えば、特許文献３参照。）。ここでは接着剤組成物中のエポキシ樹脂の硬化促進剤として、潜在性の高いイミダゾールを使用している。しかし、潜在性硬化剤によって保存安定性は改善されるものの、接着フィルムの製造工程においては、接着剤組成物を熱処理してＢステージまで硬化させる工程があるため、反応が一部進行した潜在性硬化剤が室温においても活性を有するため、反応が徐々に進行して、保存安定性が低下していることがわかった。このことから、さらなる保存安定性の向上が求められていた。
日刊工業新聞社発行表面実装技術１９９７−３号記事「実用化に入ったＣＳＰ（ファインピッチＢＧＡ）のゆくえ」中の５ページ表１ 信学技報ＣＰＭ９６−１２１，ＩＣＤ９６−１６０（１９９６−１２）「テープＢＧＡタイプＣＳＰの開発」 シャープ技報第６６号（１９９６−１２）「チップサイズパッケージ（Ｃｈｉｐ Ｓｉｚｅ Ｐａｃｋａｇｅ）開発」 特開昭６０−２４３１８０号公報 特開昭６１−１３８６８０号公報 特開平９−３０２３１３号公報

本発明は、ガラスエポキシ基板やフレキシブル基板等のインターポーザと呼ばれる配線基板に熱膨張係数の差が大きい半導体チップを実装する場合に必要な低弾性、耐熱性、耐湿性を損なうことなく２５℃における可使期間３ヶ月以上を確保することができる接着剤、接着部材、この接着部材を備えた半導体搭載用配線基板、及びこの接着部材を用いて半導体チップと配線基板を接着させた半導体装置の提供を目的とした。

接着フィルムの製造工程では、塗工乾燥炉で高温で熱処理する工程において硬化促進剤の反応が一部進行するため、室温で保管している際にも硬化促進剤が分解するなどして活性を有しており、それが潜在性硬化促進剤であっても同様である。特に、フィルム中の架橋性高分子成分の反応性が高いため、それらが架橋し、流動性が大きく変化し、保存安定性が低下することが解った。本発明は、この問題を鑑み、保存安定性に優れた接着フィルムの製造に用いる接着剤を提供するものである。

本発明は、次のものに関する。
１． （１）エポキシ樹脂及びその硬化剤１００重量部、（２）グリシジル（メタ）アクリレート０．５〜６重量％を含むＴｇ（ガラス転移温度）が−１０℃以上でかつ重量平均分子量が１０万以上であるエポキシ基含有アクリル共重合体７５〜３００重量部、（３）潜在性硬化促進剤０．１〜２０重量部を含有する接着剤。
２． （１）エポキシ樹脂及びその硬化剤１００重量部、（２）エポキシ樹脂と相溶性がありかつ重量平均分子量が３万以上の高分子量樹脂５〜４０重量部、（３）グリシジル（メタ）アクリレート０．５〜６重量％を含むＴｇ（ガラス転移温度）が−１０℃以上でかつ重量平均分子量が１０万以上であるエポキシ基含有アクリル共重合体７５〜３００重量部、（４）潜在性硬化促進剤０．１〜２０重量部を含有する接着剤。
３． 潜在性硬化促進剤がアダクト型である項１又は項２のいずれかに記載の接着剤。
４． 潜在性硬化促進剤がアミンアダクトである項３に記載の接着剤。
５． 潜在性硬化促進剤がアミン−エポキシアダクトである項４に記載の接着剤。
６． 無機フィラーを、接着剤樹脂分１００体積部に対して１〜２０体積部含む項１乃至項５のいずれかに記載の接着剤。
７． 無機フィラーがアルミナ、シリカ、水酸化アルミ、アンチモン酸化物のいずれかである項６に記載の接着剤。
８． 接着剤を、ＤＳＣを用いて測定した場合の全硬化発熱量の１０〜４０％の発熱を終えた状態にした項１乃至項７のいずれかに記載の接着剤。
９． 残存溶媒量が５重量％以下である項１乃至項８のいずれかに記載の接着剤。
１０． 動的粘弾性測定装置を用いて測定した場合の接着剤硬化物の貯蔵弾性率が２５℃で２０〜２０００ＭＰａであり、２６０℃で３〜５０ＭＰａである項１乃至項９のいずれかに記載の接着剤。
１１． Ｂステージ状態で相分離する２種類の樹脂及び硬化剤、硬化促進剤を必須成分とする接着剤組成物であり、Ｂステージ状態において硬化促進剤が分散相に相溶性を有し、連続相とは相分離することを特徴とする接着剤。
１２． Ｂステージ状態で、分散相がエポキシ樹脂及び硬化剤を主成分とする相となり、連続相が重量平均分子量１０万以上の高分子量成分を主成分とする相となることを特徴とする項１１記載の接着剤。
１３． 重量平均分子量１０万以上の高分子量成分がグリシジルメタクリレート又はグリシジルアクリレート２〜６重量％を含むアクリル系共重合体であることを特徴とする項２記載の接着剤。
１４． 硬化促進剤がエポキシアミンアダクト化合物である項１１乃至項１３いずれかに記載の接着剤。
１５． 項１乃至項１４のいずれかに記載の接着剤をキャリアフィルム上に形成して得られるフィルム状の接着部材。
１６． 項１乃至項１４のいずれかに記載の接着剤をコア材の両面に形成して得られる接着部材。
１７． コア材が耐熱性熱可塑フィルムである項１６に記載の接着部材。
１８． 耐熱性熱可塑フィルム材料の軟化点が２６０℃以上である項１７に記載の接着部材。
１９． コア材または耐熱性熱可塑フィルムが多孔質フィルムである項１７又は項１８のいずれかに記載の接着部材。
２０． 耐熱性熱可塑フィルムが液晶ポリマである項１７乃至項１９のいずれかに記載の接着部材。
２１． 耐熱性熱可塑フィルムがポリアミドイミド、ポリイミド、ポリエーテルイミドまたはポリエーテルスルホンのいずれかである項１７乃至項２０のいずれかに記載の接着部材。
２２． 耐熱性熱可塑フィルムがポリテトラフルオロエチレン、エチレンテトラフルオロエチレンコポリマー、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレンコポリマー、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテルコポリマーのいずれかである項１７乃至項２０のいずれかに記載の接着部材。
２３． 配線基板の半導体チップ搭載面に項１５乃至項２２のいずれかに記載の接着部材を備えた半導体搭載用配線基板。
２４． 半導体チップと配線基板を項１５乃至項２２のいずれかに記載の接着部材を用いて接着させた半導体装置。
２５． 半導体チップの面積が、配線基板の面積の７０％以上である半導体チップと配線基板を項１５乃至項２２のいずれかに記載の接着部材を用いて接着させた半導体装置。

本発明における接着剤は潜在性硬化促進剤を用いることでＢステージフィルムの保存安定性を高めることができた。アミンアダクト系のＭＹ−２４及びＦＸＲ−１０３０を用いたものは耐熱性、耐湿性が良好であった。特にアミン−エポキシアダクト系潜在性硬化促進剤を使用した場合には、接着剤硬化時の硬化速度が十分に大きいために発泡することなく完全な硬化物を得ることができる。特にアダクト型、アミンアダクト系、アミン−エポキシアダクト系の潜在性硬化促進剤を使用した本発明の接着剤を用いた接着部材は、耐熱性、耐湿性が良好である。これらの効果により、優れた信頼性を発現する半導体装置に必要な接着材料を効率良く提供することができる。

請求項１１〜１４の接着剤を用いた接着フィルムは可使期間が長いため、長期にわたり保存でき、生産管理がしやすい点で従来の接着フィルムに比べて大きな効果が有る。よって、保存安定性に優れる接着剤、接着フィルムを作成することができる。請求項１２に記載の接着剤によって、さらに、接着性、耐熱性とフィルムとしての取り扱い性に優れる接着フィルムを作成することができる。請求項１３に記載の接着剤は、これを用いることによって接着性、耐熱性がさらに高い接着フィルムを作成できる点で優れる。また、請求項１４に記載の接着剤組成物は、さらに硬化時に発泡せず、かつ低弾性を有し耐熱性、耐湿性が良好な接着剤、接着フィルムを作成できる点で優れる。よって、これらの発明により、保存安定性が特に高い接着フィルム、半導体搭載用配線基板及び半導体装置を作成することができる。

本発明において使用するエポキシ樹脂は、硬化して接着作用を呈するものであればよく、二官能以上で、好ましくは分子量が５０００未満（例えば、３００以上５０００未満）、より好ましくは３０００未満のエポキシ樹脂が使用できる。二官能エポキシ樹脂としては、ビスフェノールＡ型またはビスフェノールＦ型樹脂等が例示される。ビスフェノールＡ型またはビスフェノールＦ型液状樹脂は、油化シェルエポキシ株式会社から、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式会社からは、Ｄ．Ｅ．Ｒ．３３０、Ｄ．Ｅ．Ｒ．３３１、Ｄ．Ｅ．Ｒ．３６１という商品名で市販されている。さらに、東都化成株式会社から、ＹＤ８１２５、ＹＤＦ８１７０という商品名で市販されている。

エポキシ樹脂としては、高Ｔｇ化を目的に多官能エポキシ樹脂を加えてもよく、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型エポキシ樹脂等が例示される。フェノールノボラック型エポキシ樹脂は、日本化薬株式会社から、ＥＰＰＮ−２０１という商品名で市販されている。クレゾールノボラック型エポキシ樹脂は、住友化学工業株式会社から、ＥＳＣＮ−１９０、ＥＳＣＮ−１９５という商品名で市販されている。また、前記日本化薬株式会社から、ＥＯＣＮ１０１２、ＥＯＣＮ１０２５、ＥＯＣＮ１０２７という商品名で市販されている。さらに、前記東都化成株式会社から、ＹＤＣＮ７０１、ＹＤＣＮ７０２、ＹＤＣＮ７０３、ＹＤＣＮ７０４という商品名で市販されている。

エポキシ樹脂の硬化剤は、エポキシ樹脂の硬化剤として通常用いられているものを使用でき、アミン、ポリアミド、酸無水物、ポリスルフィッド、三弗化硼素及び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等が挙げられる。特に吸湿時の耐電食性に優れるためフェノール樹脂である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等を用いるのが好ましい。 このような好ましいとした硬化剤は、大日本インキ化学工業株式会社から、フェノールノボラック樹脂は、バーカムＴＤ２０９０，バーカムＴＤ２１３１、プライオーフェンＬＦ２８８２という商品名で、ビスフェノールノボラック樹脂はフェノライト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という商品名で市販されている。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またはクレゾールノボラック樹脂としては、例えば、重量平均分子量が５００〜２０００のものが好ましく、特に７００〜１４００のものが好ましく用いられる。硬化剤は、エポキシ樹脂のエポキシ基１当量に対して、硬化剤のエポキシ基との反応基が０．６〜１．４当量使用することが好ましく、０．８〜１．２当量使用することが好ましい。硬化剤が少なすぎたり多すぎると耐熱性が低下する傾向がある。

エポキシ樹脂と相溶性がありかつ重量平均分子量が３万以上の高分子量樹脂としては、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。Ｂステージにおける接着剤のタック性の低減や硬化時の可撓性を向上させるため重量平均分子量が３万以上とされる。エポキシ樹脂と相溶性がありかつ重量平均分子量が３万以上の高分子量樹脂は、重量平均分子量が５０万以下が好ましく、３万〜１０万であることがさらに好ましい。この樹脂の分子量が大きすぎると樹脂流動性が低下する。前記極性の大きい官能基含有反応性ゴムは、アクリルゴムにカルボキシル基のような極性が大きい官能基を付加したゴムが挙げられる。ここで、エポキシ樹脂と相溶性があるとは、硬化後にエポキシ樹脂と分離して二つ以上の相に分かれることなく、均質混和物を形成する性質を言う。エポキシ樹脂と相溶性がありかつ重量平均分子量が３万以上の高分子量樹脂の配合量は、エポキシ樹脂と硬化剤の合計量１００重量部に対して、エポキシ樹脂を主成分とする相（以下エポキシ樹脂相という）の可撓性の不足、タック性の低減やクラック等による絶縁性の低下を防止するため５重量部以上、エポキシ樹脂相のＴｇの低下を防止するため４０重量部以下とされ、好ましくは１０〜２０重量部とされる。フェノキシ樹脂は、東都化成株式会社から、フェノトートＹＰ−４０、フェノトート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、ＰＫＨＪいう商品名で市販されている。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８万を超える超高分子量エポキシ樹脂（特公平７−５９６１７号、特公平７−５９６１８号、特公平７−５９６１９号、特公平７−５９６２０号、特公平７−６４９１１号、特公平７−６８３２７号公報参照）があり、何れも日立化成工業株式会社で製造している。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、帝国化学産業株式会社から、ＨＴＲ−８６０Ｐという商品名で市販されている。

グリシジル（メタ）アクリレート０．５〜６重量％を含むＴｇが−１０℃以上でかつ重量平均分子量が１０万以上であるエポキシ基含有アクリル共重合体は、帝国化学産業株式会社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。官能基モノマーが、カルボン酸タイプのアクリル酸や、水酸基タイプのヒドロキシメチル（メタ）アクリレートを用いると、架橋反応が進行しやすく、ワニス状態でのゲル化、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、０．５〜６重量％の共重合体比とする。耐熱性を確保するため、０．５重量％以上とし、ゴム添加量を低減し、ワニス固形分比を上げるために６重量％以下とされる。６重量％を超えた場合には、接着剤硬化物の弾性率を低減させるために多量のエポキシ基含有アクリル共重合体が必要となる。エポキシ基含有アクリル共重合体は分子量が高いため、重量比率が高くなると接着剤ワニスの粘度が上昇する。このワニス粘度が高いと、フィルム化が困難になるため、粘度低下を目的に適量の溶剤で希釈する。この場合、接着剤ワニスの固形分が低下し、接着剤ワニス作製量が増大し、製造の効率が低下する問題が発生する。グリシジル（メタ）アクリレート以外の残部は、メチルアクリレート、メチルメタクリレートなどの炭素数１〜８のアルキル基をもつアルキルアクリレート又はアルキルメタクリレート、およびこれらとスチレンやアクリロニトリルなどとの混合物を用いることができる。これらの混合比率は、共重合体のＴｇを考慮して決定する。Ｔｇが−１０℃未満であるとＢステージ状態での接着フィルムのタック性が大きくなり取扱性が悪化するので、−１０℃以上とされる。このＴｇは４０℃以下であることが好ましく、さらに、−１０℃〜２０℃が好ましい。このＴｇが高すぎるとフィルムの取り扱い時室温で破断しやすくなる。重合方法はパール重合、溶液重合等が挙げられ、これらにより得ることができる。例えば、（ａ）アクリロニトリル１８〜４０重量％、（ｂ）グリシジル（メタ）アクリレート０．５〜６重量％及び（ｃ）エチルアクリレート、エチルメタクリレート、ブチルアクリレート又はブチルメタクリレート５４〜８０重量％を共重合させて得られる共重合体が好適である。エポキシ基含有アクリル共重合体の重量平均分子量は、１０万以上とされ、特に８０万以上であることが好ましい。この範囲では、シート状、フィルム状での強度や可撓性の低下やタック性の増大が少ないからである。また、分子量が大きくなるにつれフロー性が小さく配線の回路充填性が低下してくるので、エポキシ基含有アクリル共重合体の重量平均分子量は、２００万以下であることが好ましい。上記エポキシ基含有アクリル共重合体配合量は、エポキシ樹脂と硬化剤の合計量１００重量部に対して、弾性率低減や成形時のフロー性抑制のため７５重量部以上とされ、エポキシ基含有アクリル共重合体の配合量が増えると、ゴム成分の相が多くなり、エポキシ樹脂相が少なくなるため、高温での取扱性の低下が起こるため、３００重量部以下とされることが好ましく、さらに、１００〜２５０重量部とされることが好ましい。

潜在性硬化促進剤とは、接着剤の硬化温度での反応速度を維持したまま室温における反応速度を極めて低くできる硬化促進剤のことであり、室温ではエポキシ樹脂に不溶の固体の硬化促進剤で、加熱することで可溶化し促進剤として機能するものである。本発明に用いられる潜在性硬化促進剤としては、従来から提案されている潜在性硬化剤を用いることができ、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等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の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、アミンと尿素、チオ尿素又はこれらの誘導体との付加化合物（アミン−ウレイドアダクト系潜在性硬化促進剤）、アミンとイソシアネートとの付加化合物（アミン−ウレタンアダクト系潜在性硬化促進剤）が挙げられるが、これらに限定されるものではない。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。アダクト型の構造とは、触媒活性を有する化合物と種々の化合物を反応させて得られる付加化合物のことであり、触媒活性を有する化合物がイミダゾール化合物や１，２，３，級アミノ基を有する化合物などのアミン類であればアミンアダクト型という。さらに、アダクトしている化合物の種類によりアミン−エポキシアダクト系、アミン−ウレイドアダクト系、アミン−ウレタンアダクト系等がある。硬化時に発泡せず、かつ低弾性を有し、耐熱性、耐湿性が良好な接着剤硬化物を得られる点でアミン−エポキシアダクト系が最も好ましい。さらにエポキシ化合物が長鎖であるものが潜在性がより高く優れている。

本発明に用いられるアミン−エポキシアダクト系潜在性硬化促進剤とは、室温ではエポキシ樹脂に不溶性の固体で、加熱することで可溶化し促進剤として機能する、アミン類とエポキシ化合物を反応させて得られる付加物であり、これらの付加物の表面をイソシアネート化合物や酸性化合物で処理したもの等も含まれる。

アミン−エポキシアダクト系潜在性硬化促進剤の製造原料として用いられるエポキシ化合物としては、例えば、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、カテコール、レゾルシノール等の多価フェノール、またはグリセリンやポリエチレングリコール等の多価アルコールとエピクロルヒドリンを反応させて得られるポリグリシジルエーテル、あるいはｐ−ヒドロキシ安息香酸、β−ヒドロキシナフトエ酸等のヒドロキシカルボン酸とエピクロルヒドリンを反応させて得られるグリシジルエーテルエステル、あるいはフタル酸、テレフタル酸等のポリカルボン酸とエピクロルヒドリンを反応させて得られるポリグリシジルエステル、あるいは４，４'−ジアミノジフェニルメタンやｍ−アミノフェノールなどとエピクロルヒドリンを反応させて得られるグリシジルアミン化合物、さらにはエポキシ化フェノールノボラック樹脂、エポキシ化クレゾールノボラック樹脂、エポキシ化ポリオレフィン等の多官能性エポキシ化合物や、ブチルグリシジルエーテル、フェニルグリシジルエーテル、グリシジルメタクリレート等の単官能性エポキシ化合物等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。

アミン−エポキシアダクト系潜在性硬化促進剤の製造原料として用いられるアミン類は、エポキシ基と付加反応しうる活性水素を分子内に１個以上有し、かつ１級アミノ基、２級アミノ基、３級アミノ基の中から選ばれた置換基を分子内に少なくとも１個以上有するものであれば良い。このようなアミン類としては、例えば、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、ｎ−プロピルアミン、２−ヒドロキシエチルアミノプロピルアミン、シクロヘキシルアミン、４，４'−ジアミノ−ジシクロヘキシルメタン、の等の脂肪族アミン類、４，４'−ジアミノジフェニルメタン、２−メチルアニリン等の芳香族アミン類、２−エチル−４−メチルイミダゾール、２−メチルイミダゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾリン、２，４−ジメチルイミダゾリン、ピペリジン、ピペラジン等の窒素含有複素環化合物等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。これらの化合物の中でも特に３級アミノ基を有する化合物は潜在性が極めて高い硬化促進剤を与える原料であり、そのような化合物の例を以下に示すがこれらに限定されるものではない。例えば、ジメチルアミノプロピルアミン、ジエチルアミノプロピルアミン、ジ−ｎ−プロピルアミノプロピルアミン、ジブチルアミノプロピルアミン、ジメチルアミノエチルアミン、ジエチルアミノエチルアミン、Ｎ−メチルピペラジン等のようなアミン化合物や、２−メチルイミダゾール、２−エチルイミダゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾール、２−フェニルイミダゾール等のイミダゾール化合物等のような、分子内に３級アミノ基を有する１級もしくは２級アミン類などがある。アミン−ウレイドアダクト系潜在性硬化促進剤、アミン−ウレタンアダクト系潜在性硬化促進剤の原料となるアミン化合物も同様のものが使用できる。

アミン−ウレタンアダクト系潜在性硬化促進剤の原料となるイソシアネート化合物としては、トリレンジイソシアネート、ジフエニルメタンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ジフエニルスルホンジイソシアネート、トリフエニルメタンジイソシアネート、へキサメチレンジイソシアネート、３−イソシアネートメチル−３，５，５−トリメチルシクロヘキシルイソシアネート、３−イソシアネートエチル−３，５，５一トリメチルシクロヘキシルイソシアネート、３−イソシアネートエチル−３，５，５−トリエチルシクロヘキシルイソシアネート、ジフエニルプロパンジイソシアネート、フエニレンジイソシアネート、シクロヘキシリレンジイソシアネート、３，３’−ジイソシアネートジプロピルエーテル、トリフェニルメタントリイソシアネート、ジフエニルエーテル−４，４’−ジイソシアネート等のポリイソシアネート化合物、これらの二量体又は三量体、これらのポリイソシアネート化合物のトリメチロールプロパン、グリセリン等の多価アルコールとの付加物などがある。

本発明に用いられるアダクト型硬化促進剤の代表的な例を以下に示すがこれらに限定されるものではない。アミン−エポキシアダクト系としては、味の素株式会社からはアミキュアＰＮ−２３、アミキュアＭＹ−２４、アミキュアＭＹ−Ｄ、アミキュアＭＹ−Ｈ等、エー・シー・アール株式会社からはハードナーＸ−３６１５Ｓ、ハードナーＸ−３２９３Ｓ等、旭化成株式会社からはノバキュアＨＸ−３７４８、ノバキュアＨＸ−３０８８等、パシフィック アンカー ケミカルからはAncamine ２０１４ＡＳ、Ancamine ２０１４ＦＧ等がそれぞれ上記の商品名で市販されている。また、アミン−ウレイド型アダクト系としては富士化成株式会社からフジキュアＦＸＥ−１０００、フジキュアＦＸＲ−１０３０という商品名で市販されている。

潜在性硬化促進剤の配合量は、エポキシ樹脂及びその硬化剤１００重量部に対して、０．１〜２０重量部、好ましくは１．０〜１５重量部であり、０．１重量部未満であると硬化速度が極めて遅くなり良好な接着剤硬化物が得られず、また２０重量部を超えると可使期間が短くなるため不適である。

接着剤には、異種材料間の界面結合をよくするために、カップリング剤を配合することもできる。カップリング剤としては、シラン系カップリング剤、チタネート系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤が挙げられ、その中でも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等が挙げられる。前記した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−１８７、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシランがＮＵＣ Ａ−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ＮＵＣ Ａ−１１２０という商品名で、いずれも日本ユニカ−株式会社から市販されている。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から、樹脂１００重量部に対し０．１〜１０重量部を配合するのが好ましい。

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よくするために、イオン捕捉剤を配合することができる。イオン捕捉剤の配合量は、添加による効果や耐熱性、コストより、エポキシ樹脂及びその硬化剤１００重量部に対して、１〜１０重量部が好ましい。イオン捕捉剤としては、銅がイオン化して溶け出すのを防止するため銅害防止剤として知られる化合物、例えば、トリアジンチオール化合物、ビスフェノール系還元剤を配合することもできる。ビスフェノール系還元剤としては、２，２’−メチレン−ビス−（４−メチル−６−第３−ブチルフェノール）、４，４’−チオ−ビス−（３−メチル−６−第３−ブチルフェノール）等が挙げられる。また、無機イオン吸着剤を配合することもできる。無機イオン吸着剤としては、ジルコニウム系化合物、アンチモンビスマス系化合物、マグネシウムアルミニウム系化合物等が挙げられる。トリアジンチオール化合物を成分とする銅害防止剤は、三協製薬株式会社から、ジスネットＤＢという商品名で市販されている。ビスフェノール系還元剤を成分とする銅害防止剤は、吉富製薬株式会社から、ヨシノックスＢＢという商品名で市販されている。また、無機イオン吸着剤は、東亜合成化学工業株式会社からＩＸＥという商品名で各種市販されている。

さらに、本発明の接着剤には、接着剤の取扱性の向上、熱伝導性の向上、溶融粘度の調整、チクソトロピック性の付与などを目的として、無機フィラーを配合することが好ましい。無機フィラーとしては、水酸化アルミ（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、アルミナ、窒化アルミニウム、ほう酸アルミウイスカ、窒化ホウ素、結晶性シリカ、非晶性シリカ、アンチモン酸化物などが挙げられる。熱伝導性向上のためには、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、結晶性シリカ、非晶性シリカ等が好ましい。溶融粘度の調整やチクソトロピック性の付与の目的には、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、アルミナ、結晶性シリカ、非晶性シリカ等が好ましい。また、上記に加え耐湿性を向上させるアルミナ、シリカ、水酸化アルミ、アンチモン酸化物が好ましい。上記無機フィラー配合量は、接着剤樹脂分１００体積部に対して１〜２０体積部が好ましい。配合の効果の点から配合量が１体積部以上、配合量が多くなると、接着剤の貯蔵弾性率の上昇、接着性の低下、ボイド残存による電気特性の低下等の問題を起こすので２０体積部以下とするのが好ましい。

硬化促進剤を不連続に分散する樹脂相に選択的に入れることにより接着剤及び接着フィルムの保存安定性を向上できることを見出した。このためには、接着剤は、Ｂステージ状態で相分離する２種類の樹脂及び硬化剤、硬化促進剤を必須成分とする接着剤組成物であり、Ｂステージ状態において硬化促進剤が分散相に相溶性を有し、連続相とは相分離することを特徴とする。

上記の分散相に使用する樹脂としてはエポキシ樹脂、シアネートエステル樹脂、シアネート樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ基やカルボキシル基などの官能基を有するアクリルゴム、エポキシ基やカルボキシル基などの官能基を有するブタジエンゴム、シリコーン変性ポリアミドイミドなどの変性樹脂などが使用できる。接着性、耐熱性が高い点でエポキシ樹脂が好ましい。エポキシ樹脂としては、前記に記載したものが使用できる。また、エポキシ樹脂の硬化剤も前記したものが使用できる。これらの配合割合も前記の通りである。

Ｂステージ状態で上記樹脂相と相分離する樹脂としては、アクリル酸エステルやメタクリル酸エステル及びアクリロニトリルなどの共重合体であるアクリルゴム、スチレンやアクリロニトリルなどを含むブタジエンゴム、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変性樹脂が挙げられ、前記樹脂層との組み合わせが適宜決定される。また、重量平均分子量が１０万以上の高分子量成分を使用した場合、フィルムとしての取り扱い性が良好である。さらにまた、グリシジルメタクリレート又はグリシジルアクリレート２〜６重量％を含むＴｇが−１０℃以上でかつ重量平均分子量が１０万以上（特に好ましくは８０万以上）であるアクリル系共重合体を用いた場合、接着性、耐熱性が高い点で特に好ましい。グリシジルメタクリレート又はグリシジルアクリレート２〜６重量％を含むＴｇが−１０℃以上でかつ重量平均分子量が１０万以上（特に好ましくは８０万以上）であるアクリル系共重合体としては、前記したものが使用できる。

これらの樹脂相を形成する樹脂はＢステージ状態で相分離する必要があり、また、一方の樹脂が不連続に分散する分散相を形成し、他方が連続相を形成する必要がある。なお本発明でいうＢステージ状態とはＤＳＣを用いて、硬化発熱量を測定した値が、未硬化状態での組成物の硬化発熱量の１０〜４０％である状態である。Ｂステージ状態となったときに連続相を形成する樹脂と分散相を形成する樹脂（それぞれの相において、硬化剤を含むときはそれを含む）は、これらの総量に対して連続相を形成する樹脂が２０〜８５重量％であることが好ましい。

硬化促進剤はＢステージ状態で島状に不連続に分散する分散相と相溶性を有し、海状の相とは相分離する物質である必要がある。島状の相と同様の極性、分子構造を有し、他方とは大きく異なる極性、分子構造を有するものであることが好ましい。例えば島状に不連続に分散する樹脂相がエポキシ樹脂及び硬化剤を主成分とする相であり、もう一方の相がアクリルゴムの場合には、硬化促進剤は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などが好ましい。さらにエポキシ化合物が長鎖であるものが特に好ましい。特に室温での活性を低減できる点で、前記したアダクト型の構造をとっているものが好ましく、アミン−エポキシ付加化合物、アミン−ウレイド付加化合物、アミン−ウレタン付加化合物等がある。硬化時に発泡せず、かつ低弾性を有し、耐熱性、耐湿性が良好な接着剤硬化物を得られる点でアミン−エポキシ付加化合物が特に好ましい。

アミン−エポキシアダクト系潜在性硬化促進剤、アダクト型硬化促進剤の代表的な例は、前記したとおりのものである。

硬化促進剤（潜在性硬化促進剤を包含する）の配合量は好ましくは、分散相の樹脂及び硬化剤の合計１００重量部に対して０．１〜２０重量部、より好ましくは１．０〜１５重量部である。０．１重量部未満であると硬化速度が遅くなる傾向にあり、また２０重量部を超えると可使期間が短くなる傾向がある。

硬化促進剤としては上記したアダクト型の潜在性硬化促進剤が好ましく、その他の硬化促進剤として各種イミダゾール類などを適宜併用することが好ましく、その量は、所望の保存安定性が得られること考慮して決定することが好ましい。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等が挙げられる。イミダゾール類は、四国化成工業株式会社から、２Ｅ４ＭＺ、２ＰＺ−ＣＮ、２ＰＺ−ＣＳＮという商品名で市販されている。

このほかに、流動性の調節、耐湿性の向上を目的に、フィラーを添加しても良い。このようなフィラーとしては、シリカ、三酸化二アンチモン等がある。

接着剤には、異種材料間の界面結合をよくするために、カップリング剤を配合することもできる。さらに、イオン性不純物を付着して、吸湿時の絶縁信頼性をよくするために、イオン補足剤を配合することができる。カップリング剤の使用量は、分散相と連続相のそれぞれを形成する樹脂成分及び硬化剤成分の総量に対して、０．１〜１０重量％が好ましい。イオン補足剤の使用量は、分散相と連続相のそれぞれを形成する樹脂成分及び硬化剤成分の総量に対して、１〜１０重量％が好ましい。

硬化促進剤を不連続に分散する樹脂相に選択的に入れることによる作用については明確ではないが、以下のように推測される。島状の分散相に大部分の硬化促進剤が含まれており、連続相に存在する硬化促進剤は非常に少ない。分散相において保管中に硬化が進行しても流動性に及ぼす影響は小さく、一方、硬化温度においては、分散相から開始された反応によってできた活性基が連続相と反応することで、連続相の硬化も進行すると考えられる。

本発明におけるフィルム状の接着部材は、接着剤の各成分を溶剤に溶解ないし分散してワニスとし、キャリアフィルム上に塗布、加熱し溶剤を除去することにより、接着剤層をキャリアフィルム上に形成して得られる。加熱温度は、１００〜１８０℃が好ましく、１３０〜１６０℃が特に好ましい。加熱時間は適宜決定されるが、好ましくは３〜１５分間、特に好ましくは４〜１０分間である。この加熱による溶剤除去後の接着剤は、ＤＳＣ（示差走査熱分析）を用いて測定した全硬化発熱量の１０〜４０％の発熱を終えた状態とすることが好ましい。また、フィルム状となった接着剤の残存溶媒量は、５重量％以下であることが好ましい。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、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリメチルペンテンフィルム、ポリイミドフィルムなどのプラスチックフィルムが使用できる。キャリアフィルムは、使用時に剥離して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。本発明で用いるキャリアフィルムの例として、ポリイミドフィルムは、東レ・デュポン株式会社からカプトンという商品名で、鐘淵化学工業株式会社からアピカルという商品名で市販されている。ポリエチレンテレフタレートフィルムは、東レ・デュポン株式会社からルミラーという商品名で、帝人株式会社からピューレックスという商品名で市販されている。

ワニス化の溶剤は、比較的低沸点の、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、ブチルセルソルブ、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、高沸点溶剤を加えても良い。高沸点溶剤としては、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。ワニスの製造は、無機フィラーの分散を考慮した場合には、らいかい機、３本ロール及びビーズミル等により、またこれらを組み合わせて行なうことができる。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。また、ワニスとした後、真空脱気によりワニス中の気泡を除去することが好ましい。

フィルム状接着剤のみからなる接着部材の厚みは、２５〜２５０μｍが好ましいが、これに限定されるものではない。２５μｍよりも薄いと応力緩和効果に乏しく、厚いと経済的でなくなる。また、複数の接着フィルムを貼合わせることにより、所望の膜厚の接着部材を得ることもできる。この場合には、接着フィルム同士の剥離が発生しないような貼合わせ条件が必要である。

本発明の接着部材は、コア材の両面に接着剤を形成したものであってもよい。コア材の厚みは５〜２００μｍの範囲内であることが好ましいが、これに限定されるものではない。コア材の両面に形成される接着剤の厚みは、各々１０〜２００μｍの範囲が好ましい。これより薄いと接着性や応力緩和効果に乏しく、厚いと経済的でなくなるが、これに限定されるものではない。

本発明でコア材に用いられるフィルムとしては、耐熱性ポリマまたは液晶ポリマ、フッ素系ポリマなどを用いた耐熱性熱可塑フィルムが好ましく、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルスルホン、全芳香族ポリエステル、ポリテトラフルオロエチレン、エチレンテトラフルオロエチレンコポリマー、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレンコポリマー、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテルコポリマーなどが好適に用いられる。また、コア材は、接着部材の弾性率低減のために多孔質フィルムを用いることもできる。好ましくは軟化点温度が２６０℃以上の特性を有するものが使用される。軟化点温度が２６０℃未満の熱可塑性フィルムをコア材に用いた場合は、はんだリフロー時などの高温時に接着剤との剥離を起こす場合がある。ポリイミドフィルムは、宇部興産株式会社からユーピレックスという商品名で、東レ・デュポン株式会社からカプトンという商品名で、鐘淵化学工業株式会社からアピカルという商品名で市販されている。ポリテトラフルオロエチレンフィルムは、三井・デュポンフロロケミカル株式会社からテフロン（Ｒ）という商品名で、ダイキン工業株式会社からポリフロンという商品名で市販されている。エチレンテトラフルオロエチレンコポリマーフィルムは、旭硝子株式会社からアフロンＣＯＰという商品名で、ダイキン工業株式会社からネオフロンＥＴＦＥという商品名で市販されている。テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレンコポリマーフィルムは、三井・デュポンフロロケミカル株式会社からテフロン（Ｒ）ＦＥＰという商品名で、ダイキン工業株式会社からネオフロンＦＥＰという商品名で市販されている。テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテルコポリマーフィルムは、三井・デュポンフロロケミカル株式会社からテフロン（Ｒ）ＰＦＡという商品名で、ダイキン工業株式会社からネオフロンＰＦＡという商品名で市販されている。液晶ポリマフィルムは、株式会社クラレからベクトラという商品名で市販されている。さらに、多孔質ポリテトラフルオロエチレンフィルムは、住友電気工業株式会社からポアフロンという商品名で、ジャパンゴアテックス株式会社からゴアテックスという商品名で市販されている。

コア材の両面に形成される接着剤は、接着剤の各成分を溶剤に溶解ないし分散してワニスとすることができる。このワニスをコア材となる耐熱性熱可塑フィルム上に塗布、加熱し溶剤を除去することにより接着剤層を耐熱性熱可塑フィルム上に形成することができる。この工程を耐熱性熱可塑フィルムの両面について行うことにより、コア材の両面に接着剤を形成した接着部材を作製することができる。この場合には、両面の接着剤層同士がブロッキングしないようにカバーフィルムで表面を保護することが望ましい。しかし、ブロッキングが起こらない場合には、経済的な理由からカバーフィルムを用いないことが好ましく、制限を加えるものではない。また、接着剤の各成分を溶剤に溶解ないし分散してワニスとしたものを、前述のキャリアフィルム上に塗布、加熱し溶剤を除去することにより接着剤層をキャリアフィルム上に形成し、この接着剤層をコア材の両面に貼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部材を作製することができる。この場合には、キャリアフィルムをカバーフィルムとして用いることもできる。コア材の両面に形成した接着剤は、フィルム状接着剤のみからなる接着部材と同様、ＤＳＣを用いて測定した全硬化発熱量の１０〜４０％の発熱を終えた状態とするのが好ましい。

本発明の接着剤硬化物の動的粘弾性測定装置で測定した貯蔵弾性率は、２５℃で２０〜２０００ＭＰａ、２６０℃で３〜５０ＭＰａの低弾性率であると好ましい。貯蔵弾性率の測定は、接着剤硬化物に引張り荷重をかけて、周波数１０Ｈｚ、昇温速度５〜１０℃／分で−５０℃から３００℃まで測定する温度依存性測定モードで行った。貯蔵弾性率が２５℃で２０００ＭＰａを超えるものと２６０℃で５０ＭＰａを超えるものでは、半導体チップと配線基板であるインターポーザとの熱膨張係数の差によって発生する熱応力を緩和させる効果が小さくなり、剥離やクラックを発生する恐れがある。一方、貯蔵弾性率が２５℃で２０ＭＰａ未満では接着剤の取扱性や接着剤層の厚み精度が悪くなり、２６０℃で３ＭＰａ未満ではリフロークラックを発生しやすくなる。

本発明おける半導体搭載用配線基板は、配線基板の半導体搭載面に本発明の接着部材を備えたものである。本発明の半導体搭載用配線基板に用いる配線基板としては、セラミック基板や有機基板など基板材質に限定されることなく用いることができる。セラミック基板としては、アルミナ基板、窒化アルミ基板などを用いることができる。有機基板としては、ガラスクロスにエポキシ樹脂を含浸させたＦＲ−４基板、ビスマレイミド−トリアジン樹脂を含浸させたＢＴ基板、さらには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などを用いることができる。配線の形状としては、片面配線、両面配線、多層配線いずれの構造でもよく、必要に応じて電気的に接続された貫通孔、非貫通孔を設けてもよい。さらに、配線が半導体装置の外部表面に現われる場合には、保護樹脂層を設けることが好ましい。接着部材を配線基板へ張り付ける方法としては、接着部材を所定の形状に切断し、その切断された接着部材を配線基板の所望の位置に熱圧着する方法が一般的ではあるが、これに限定されるものではない。

本発明の半導体装置は、本発明の接着部材を用いて互いに接着された半導体チップと配線基板を有するものであれば、その構造に特に制限はない。例えば、本発明の半導体装置の構造としては、半導体チップの電極と配線基板とがワイヤボンディングで接続されている構造、半導体チップの電極と配線基板とがテープオートメーテッドボンディング（ＴＡＢ）のインナーリードボンディングで接続されている構造等があるがこれらに限定されるものではなくいずれでも効果がある。接着部材を用いて半導体装置を組み立てる方法を図１〜図３を例に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。接着部材は、図１（ａ）に示すようにフィルム状の接着剤１である接着部材でも、図１（ｂ）に示すようにコア材２の両面に接着剤１を備えた接着部材でも良く、図２（ａ）、（ｂ）に示す配線３を形成した配線基板４の配線側に、所定の大きさに切り抜いた接着部材を例えば１００〜１５０℃、０．０１〜３ＭＰａ、０．５〜１０秒の条件で熱圧着し接着部材を備えた半導体搭載用配線基板を得、接着部材の配線基板と反対側に半導体チップ５を例えば１２０〜２００℃、０．１〜３ＭＰａ、１〜１０秒の条件で熱圧着し、１５０〜２００℃、０．５〜２時間加熱して接着部材の接着剤層を硬化させた後、図３（ａ）、（ｂ）では半導体チップのパッドと配線基板上の配線とをボンディングワイヤ６で接続し、図３（ｃ）、（ｄ）では半導体チップのパッドに基板のインナーリード６’をボンディングして、封止材７で封止、外部接続端子８であるはんだボールを設けて半導体装置を得ることができる。熱圧着の条件は、配線３側に張り合わせるときの方が、半導体チップ５を張り合わせるときよりも緩やかな方が好ましく、特に温度は低い方が好ましい。半導体チップと配線基板の間に発生する熱応力は、半導体チップと配線基板の面積差が小さい場合に著しいが、本発明による半導体装置は低弾性率の電子部品用接着部材を用いることによりその熱応力を緩和して信頼性を確保するものである。さらに、その接着部材が難燃化されている場合、半導体装置としての難燃性を有するものである。これらの効果は、半導体チップの面積が、配線基板の面積の７０％以上である場合に非常に有効に現われるものである。ここで、半導体チップの面積及び配線基板の面積とは、半導体チップと配線基板の互いに向かい合った面の面積を意味する。また、このように半導体チップと配線基板の面積差が小さい半導体装置においては、外部接続端子はエリア状に設けられる場合が多い。

本発明の接着部材を用いて半導体チップと配線基板を接着させた半導体装置は、耐リフロー性、温度サイクルテスト、耐湿性（耐ＰＣＴ性）等に優れていた。さらに接着剤の可使期間が長く、２５℃で３ヶ月保管後のものを用いて作製した半導体装置も初期とほぼ同等の特性を示していた。本発明おいて、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により、標準ポリスチレンの検量線を用いて測定したものである。

以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明する。
（接着剤ワニス１の調製）
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１７５、東都化成株式会社製商品名ＹＤ−８１２５を使用）４５重量部、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂（エポキシ当量２１０、東都化成株式会社製商品名ＹＤＣＮ−７０３を使用）１５重量部、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式会社製商品名プライオーフェンＬＦ２８８２を使用）４０重量部、エポキシ基含有アクリル系重合体としてエポキシ基含有アクリルゴム（分子量１００万、グリシジルメタクリレート１重量％、Ｔｇ−７℃、帝国化学産業株式会社製商品名ＨＴＲ−８６０Ｐ−３を使用）２２０重量部、潜在性硬化促進剤としてアミン−ウレイドアダクト系硬化促進剤（富士化成株式会社製商品名フジキュアＦＸＲ−１０３０を使用）５重量部からなる組成物に、メチルエチルケトンを加えて撹拌混合し、真空脱気した。この接着剤ワニスを、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８０μｍの塗膜とし、接着剤フィルムを作製した。この接着剤フィルムを１７０℃で１時間加熱硬化させてその貯蔵弾性率を動的粘弾性測定装置（レオロジ社製、ＤＶＥ−Ｖ４）を用いて測定（サンプルサイズ：長さ２０ｍｍ、幅４ｍｍ、膜厚８０μｍ、昇温速度５℃／分、引張りモード、１０Ｈｚ、自動静荷重）した結果、２５℃で６００ＭＰａ、２６０℃で５ＭＰａであった。この接着剤ワニスの固形分は３２重量％であった。この接着剤ワニスの固形分は、ワニス粘度が約１００ポイズ（２５℃）になるようにした値であり、これより固形分を高めて粘度を上げると厚みのばらつきが大きくなる（以下同じ）。

（接着剤ワニス２の調製）
接着剤ワニス１の調製において、潜在性硬化促進剤として、アミン−ウレイドアダクト系硬化促進剤の代わりにアミン−エポキシアダクト系硬化促進剤（味の素株式会社製商品名アミキュアＭＹ−２４を使用）５重量部を使用したこと以外は、接着剤ワニス１の調製に従って、接着剤ワニス２の調製を行った。また、この接着剤ワニスを利用して、接着剤ワニス１の調製における方法と同様に接着剤フィルムを作製した。この接着剤フィルムを使用して前記と同様にしてその貯蔵弾性率を動的粘弾性測定装置を用いて測定した結果、２５℃で３６０ＭＰａ、２６０℃で４ＭＰａであった。この接着剤ワニス２の固形分は３０重量％であった。

（接着剤ワニス３）
接着剤ワニス２の調製において、潜在性硬化促進剤として、アミン−エポキシアダクト系硬化促進剤の使用量を３重量部としたこと以外は、接着剤ワニス２の調製に従って、接着剤ワニス３の調製を行った。また、この接着剤ワニスを利用して、製膜時の乾燥温度を１４０℃から１６０℃としたこと以外は、接着剤ワニス１の調製における方法と同様に接着剤フィルムを作製した。この接着剤フィルムを使用して前記と同様にしてその貯蔵弾性率を動的粘弾性測定装置を用いて測定した結果、２５℃で３６０ＭＰａ、２６０℃で４ＭＰａであった。この接着剤ワニスの固形分は２８重量％であった。

（接着剤ワニス４）
接着剤ワニス２の調製において、潜在性硬化促進剤として、アミン−エポキシアダクト系硬化促進剤の使用量を１０重量部としたこと以外は、接着剤ワニス２の調製に従って、接着剤ワニス４の調製を行った。また、この接着剤ワニスを利用して、製膜時の乾燥温度を１４０℃から１２０℃としたこと以外は、接着剤ワニス１の調製における方法と同様に接着剤フィルムを作製した。この接着剤フィルムを使用して前記と同様にしてその貯蔵弾性率を動的粘弾性測定装置を用いて測定した結果、２５℃で３６０ＭＰａ、２６０℃で４ＭＰａであった。この接着剤ワニスの固形分は２８重量％であった。

（接着剤ワニス５）
接着剤ワニス１の調製において、潜在性硬化促進剤として、アミン−ウレイドアダクト系硬化促進剤の代わりに２−フェニルイミダゾール０．５重量部を使用したこと以外は、接着剤ワニス１の調製に従って、接着剤ワニス５の調製を行った。また、この接着剤ワニスを利用して、接着剤ワニス１の調製における方法と同様に接着剤フィルムを作製した。この接着剤フィルムを使用して前記と同様にしてその貯蔵弾性率を動的粘弾性測定装置を用いて測定した結果、２５℃で３６０ＭＰａ、２６０℃で４ＭＰａであった。この接着剤ワニスの固形分は２８重量％であった。

（実施例１）
接着剤ワニス１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作製した。この接着フィルムを温度１１０℃、圧力０．３ＭＰａ、速度０．３ｍ／分の条件でホットロールラミネーターを用いて貼り合わせ、厚さ１５０μｍの単層フィルム状の接着部材を作製した。なおこの状態での接着剤の硬化度は、ＤＳＣ（デュポン社製９１２型ＤＳＣ）を用いて測定（昇温速度、１０℃／分）した結果、全硬化発熱量の２０％の発熱を終えた状態であった。また、接着剤のみの残存溶媒量は、１２０℃で６０分間加熱前後の重量変化より１．５重量％であった。

（実施例２）
接着剤ワニス１を接着剤ワニス２とした以外は実施例１と同様にして、単層フィルム状の接着部材を作製した。なおこの状態での接着剤の硬化度は、ＤＳＣ（デュポン社製９１２型ＤＳＣ）を用いて測定（昇温速度、１０℃／分）した結果、全硬化発熱量の２０％の発熱を終えた状態であった。残存溶媒量は、１．４重量％であった。

（実施例３）
接着剤ワニス２を、厚さ２５μｍのポリイミドフィルム（宇部興産株式会社製商品名ユーピレックスＳＧＡ−２５を使用）上に塗布し、１２０℃で５分間加熱乾燥して、膜厚が５０μｍのＢステージ状態の塗膜を形成し、さらに接着剤層を形成した反対面に同じワニスを塗布し、１４０℃で５分間加熱乾燥して、膜厚が７０μｍのＢステージ状態の塗膜を形成し、コア材として用いたポリイミドフィルムの両面に接着剤層を備えた接着部材を作製した。なおこの状態での接着剤の硬化度は、ＤＳＣ（デュポン社製９１２型ＤＳＣ）を用いて測定（昇温速度、１０℃／分）した結果、５０μｍ層で全硬化発熱量の２５％、７５μｍ層で全硬化発熱量の２０％の発熱を終えた状態であった。残存溶媒量は、何れも１．３〜１．６重量％であった。

（実施例４）
接着剤ワニス２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作製した。この接着フィルムを、厚さ２５μｍのポリイミドフィルム（宇部興産株式会社製商品名ユーピレックスＳＧＡ−２５を使用）の両面に温度１１０℃、圧力０．３ＭＰａ、速度０．２ｍ／分の条件でホットロールラミネーターを用いて貼り付け、コア材として用いたポリイミドフィルムの両面に接着剤層を備えた接着部材を作製した。なおこの状態での接着剤の硬化度は、ＤＳＣ（デュポン社製９１２型ＤＳＣ）を用いて測定（昇温速度、１０℃／分）した結果、両面の接着剤層ともに全硬化発熱量の２０％の発熱を終えた状態であった。残存溶媒量は、１．４重量％であった。

（実施例５）
コア材のポリイミドフィルムを厚さ２５μｍの液晶ポリマフィルム（株式会社クラレ製商品名ベクトラＬＣＰ−Ａを使用）にしたこと以外は実施例４と同様にしてコア材として用いた液晶ポリマフィルム両面に接着剤層を備えた接着部材を作製した。なおこの状態での接着剤の硬化度は、ＤＳＣ（デュポン社製９１２型ＤＳＣ）を用いて測定（昇温速度、１０℃／分）した結果、両面の接着剤層ともに全硬化発熱量の２０％の発熱を終えた状態であった。残存溶媒量は、１．４重量％であった。

（実施例６）
コア材のポリイミドフィルムを厚さ２５μｍのテトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレンコポリマーフィルム（三井・デュポンフロロケミカル株式会社製商品名テフロン（Ｒ）ＦＥＰを使用）にしたこと以外は実施例４と同様にしてテトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレンコポリマーフィルム両面に接着剤層を備えた接着部材を作製した。テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレンコポリマーフィルムについては、濡れ性を向上して接着性を上げるのためにその両面を化学処理（株式会社潤工社製商品名テトラエッチを使用）したものを用いた。なおこの状態での接着剤の硬化度は、ＤＳＣ（デュポン社製９１２型ＤＳＣ）を用いて測定（昇温速度、１０℃／分）した結果、両面の接着剤層ともに全硬化発熱量の２０％の発熱を終えた状態であった。残存溶媒量は、１．５重量％であった。

（実施例７）
接着剤ワニス２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６０μｍ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単層フィルム状の接着部材を作製した。 この単層フィルムを、厚さ１００μｍの多孔質ポリテトラフルオロエチレンフィルム（住友電気工業株式会社製商品名ポアフロンＷＰ−１００−１００を使用）の両面に温度１１０℃、圧力０．３ＭＰａ、速度０．２ｍ／分の条件でホットロールラミネーターを用いて貼り付け、コア材として用いた多孔質ポリテトラフルオロエチレンフィルムの両面に接着剤層を備えた接着部材を作製した。なおこの状態での接着剤の硬化度は、ＤＳＣ（デュポン社製９１２型ＤＳＣ）を用いて測定（昇温速度、１０℃／分）した結果、両面の接着剤層ともに全硬化発熱量の２０％の発熱を終えた状態であった。残存溶媒量は、１．４重量％であった。

（実施例８）
接着剤ワニス１を接着剤ワニス３とした以外は実施例１と同様にして、単層フィルム状の接着部材を作製した。なおこの状態での接着剤の硬化度は、ＤＳＣ（デュポン社製９１２型ＤＳＣ）を用いて測定（昇温速度、１０℃／分）した結果、全硬化発熱量の２０％の発熱を終えた状態であった。

（実施例９）
接着剤ワニス１を接着剤ワニス４とした以外は実施例１と同様にして、単層フィルム状の接着部材を作製した。なおこの状態での接着剤の硬化度は、ＤＳＣ（デュポン社製９１２型ＤＳＣ）を用いて測定（昇温速度、１０℃／分）した結果、全硬化発熱量の２０％の発熱を終えた状態であった。

（参考例１）
接着剤ワニス１を接着剤ワニス５とした以外は実施例１と同様にして、単層フィルム状の接着部材を作製した。なお、この状態での接着剤の硬化度は、ＤＳＣ（デュポン社製９１２型ＤＳＣ）を用いて測定（昇温速度、１０℃／分）した結果、全硬化発熱量の２０％の発熱を終えた状態であった。

得られた接着部材を用いて図３（ｃ）、（ｄ）に示すような半導体チップと厚み２５μｍのポリイミドフィルムを基材に用いた配線基板を接着部材を用いて、温度１６０℃、圧力１．５ＭＰａ及び時間３秒の条件で貼り合せた半導体装置サンプル（片面にはんだボールを形成）を作製し、耐熱性、難燃性、耐湿性、発泡の有無を調べた。耐熱性の評価方法には、耐リフロークラック性と温度サイクル試験を適用した。耐リフロークラック性の評価は、サンプル表面の最高温度が２４０℃でこの温度を２０秒間保持するように温度設定したＩＲリフロー炉にサンプルを通し、室温で放置することにより冷却する処理を２回繰り返したサンプル中のクラックを目視と超音波顕微鏡で観察した。クラックの発生していないものを○とし、発生していたものを×とした。耐温度サイクル性は、サンプルを−５５℃雰囲気に３０分間放置し、その後１２５℃の雰囲気に３０分間放置する工程を１サイクルとして、１０００サイクル後において超音波顕微鏡を用いて剥離やクラック等の破壊が発生していないものを○、発生したものを×とした。また、耐湿性評価は、温度１２１℃、湿度１００％、２気圧の雰囲気（プレッシャークッカーテスト： ＰＣＴ処理）で７２時間処理後に剥離を観察することにより行った。接着部材の剥離の認められなかったものを○とし、剥離のあったものを×とした。発泡の有無は超音波顕微鏡を用いて確認し、接着部材に発泡が認められなかったものを○とし、発泡のあったものを×とした。また可使期間の評価は、得られた接着部材を２５℃で３ヶ月保管したものを用いて同様な半導体装置サンプルを作製し、超音波顕微鏡を用いて接着剤の回路への埋め込み性を確認した。配線基板に設けられた回路との間に空隙がなかったものを○、空隙が認められたものを×とした。その結果を表１に示す。

実施例１はアミン−ウレイドアダクト系潜在性硬化促進剤を用いたものであり、可使期間は長く良好であったが、硬化時の発泡が認められた。実施例２〜９はアミン−エポキシアダクト系潜在性硬化促進剤を用いたものであり、可使期間が長く、硬化時の発泡もなく良好な結果を示した。これらの接着剤硬化物は、本発明で好ましいと規定した２５℃及び２６０℃での貯蔵弾性率を示しており、さらにこれらの接着部材を用いた半導体装置は、耐リフロークラック性、耐温度サイクル性、耐湿性が良好であった。また、実施例３〜７はコア材を備えた接着部材であるが、取扱性が良好であった。参考例１は硬化促進剤にアダクトがないイミダゾール化合物を使用した例であり、可使期間が短かった。

実施例１０
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、油化シェルエポキシ株式会社製のエピコート８２８を使用）４５重量部、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂（エポキシ当量１９５、住友化学工業株式会社製のＥＳＣＮ１９５を使用）１５重量部、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式会社製のプライオーフェンＬＦ２８８２を使用）４０重量部、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（日本ユニカー株式会社製のＮＵＣＡ−１８７を使用）０．７重量部からなる組成物に、メチルエチルケトンを加えて攪拌混合し、これにグリシジルメタクリレート又はグリシジルアクリレート２〜６重量％を含むアクリルゴム（重量平均分子量１００万、帝国化学産業株式会社製のＨＴＲ−８６０Ｐ−３を使用）１５０重量部、硬化促進剤としてエポキシアミンアダクト化合物である味の素株式会社製のアミキュアＭＹ−２４を４重量部添加し、攪拌モータで３０分混合し、ワニスを得た。このワニスをキャリアフィルム（厚さ７５μｍの表面処理したポリエチレンテレフタレートフィルム）上に塗布して、１４０℃で５分間加熱乾燥し、厚さ７５μｍのＢステージ状態の塗膜を形成し、接着フィルムを作成した。アミキュアＭＹ−２４はエポキシ樹脂及び硬化剤の混合物には均一に溶解したが、アクリルゴムには溶解せず、粒子状に析出した。また、上記接着剤は硬化後にエポキシ樹脂が分散相、アクリルゴムが連続相に相分離した。

実施例１１
硬化促進剤としてアミン−ウレイド系のアダクト系化合物である富士化成株式会社のフジキュアＦＸＲ−１０３０を使用した他は実施例１０と同様にして作製した。フジキュアＦＸＲ−１０３０はエポキシ樹脂及び硬化剤の混合物には均一に溶解したが、アクリルゴムには溶解せず、粒子状に析出した。

参考例２
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（四国化成工業株式会社製キュアゾール２ＰＺ−ＣＮを使用）０．５重量部を使用した他は実施例１と同様にしてフィルムを作製した。キュアゾール２ＰＺ−ＣＮは、エポキシ樹脂、アクリルゴム両方に溶解した。

可使期間の評価は、得られた接着部材を２５℃で１〜６ヶ月保管したものを用いて、半導体チップと厚み２５μｍのポリイミドフィルムを基材に用いた配線基板とを、温度１６０℃、圧力１．５ＭＰａ及び時間３秒の条件で貼りあわせ、超音波顕微鏡を用いて接着剤の回路への埋め込み性を確認した。配線基板に設けられた回路との間に空隙がなかった物を○、空隙が認められたものを×とした。その結果を表１に示す。

実施例１０はアミン−エポキシアダクト系潜在性硬化促進剤を用いたものであり、可使期間は長く良好であった。実施例１１はアミン−ウレイドアダクト系潜在性硬化促進剤を用いたものであり、可使期間は長く良好であった。参考例２は、分子量が小さく、ゴム、エポキシの両方に溶解性のあるイミダゾール系の硬化促進剤を使用したものであり、可使期間が短い。

（ａ）は本発明による接着剤単層からなるフィルム状の接着部材を示す断面図、（ｂ）は本発明によるコア材の両面に接着剤を備えた接着部材を示す断面図。 （ａ）は本発明による接着剤単層からなるフィルム状の接着部材を用いた半導体搭載用配線基板を示す断面図、（ｂ）は本発明によるコア材の両面に接着剤を備えた接着部材を用いた半導体搭載用配線基板を示す断面図。 （ａ）は本発明による接着剤単層からなるフィルム状の接着部材を用いて半導体チップと配線基板を接着させ、半導体チップのパッドと基板上の配線とをボンディングワイヤで接続した半導体装置の断面図、（ｂ）は本発明によるコア材の両面に接着剤を備えた接着部材を用いて半導体チップと配線基板を接着させ、半導体チップのパッドと基板上の配線とをボンディングワイヤで接続した半導体装置の断面図、（ｃ）は本発明による接着剤単層からなるフィルム状の接着部材を用いて半導体チップと配線基板を接着させ、半導体チップのパッドに基板のインナーリードをボンディングした半導体装置の断面図、（ｄ）は本発明によるコア材の両面に接着剤を備えた接着部材を用いて半導体チップと配線基板を接着させ、半導体チップのパッドに基板のインナーリードをボンディングした半導体装置の断面図。

符号の説明

１ ． 接着剤
２ ． コア材（耐熱性熱可塑フィルム）
３ ． 配線
４ ． 配線基板
５ ． 半導体チップ
６ ． ボンディングワイヤ
６’． インナリード
７ ． 封止材
８ ． 外部接続端子

Claims (10)

1. Ｂステージ状態で連続相と分散相に相分離する２種類の樹脂及び硬化促進剤を含有してなる接着剤組成物をキャリアフィルム上に形成又はコア材の両面に形成してＢステージ状態としたフィルム状の接着部材であって、
   上記Ｂステージ状態で連続相となる成分は、重量平均分子量が１０万以上で、かつエポキシ基含有アクリル共重合体であり、
   Ｂステージ状態で分散相となる成分はエポキシ樹脂を主成分とする熱硬化性樹脂であり、
   上記硬化促進剤は、Ｂステージ状態において分散相に相溶性を有し、連続相とは相分離するアダクト化合物であることを特徴とするフィルム状の接着部材。
2. エポキシ基含有アクリル共重合体が、グリシジルメタクリレート又はグリシジルアクリレートを含むエポキシ基含有アクリル共重合体である請求項１記載の接着部材。
3. 重量平均分子量１０万以上の高分子量成分がグリシジルメタクリレート又はグリシジルアクリレート２〜６重量％を含む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記載の接着部材。
4. 潜在性硬化促進剤がアミンアダクトである請求項１に記載の接着部材。
5. 潜在性硬化促進剤がアミン−エポキシアダクトである請求項１に記載の接着部材。
6. エポキシ樹脂が分子量が３００以上５０００未満である請求項１記載の接着部材。
7. エポキシ基含有アクリル共重合体の重量平均分子量が８０万以上である請求項１記載の接着部材。
8. 熱硬化性樹脂が硬化剤を含有する請求項１〜７のいずれかに記載の接着部材。
9. （１）エポキシ樹脂及び硬化剤１００重量部、（２）エポキシ基含有アクリル共重合体７５〜３００重量部、（３）潜在性硬化促進剤０．１〜２０重量部を含有する請求項１〜８のいずれかに記載の接着部材。
10. 接着部材を、ＤＳＣを用いて測定した場合の全硬化発熱量の１０〜４０％の発熱を終えた状態にした請求項１〜９のいずれかに記載の接着部材。

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