WO2008075609A1

WO2008075609A1 - 半導体装置製造用の接着シート、及びそれを用いた半導体装置の製造方法

Info

Publication number: WO2008075609A1
Application number: PCT/JP2007/074009
Authority: WO
Inventors: Yasuhiro Amano; Yoshio Terada; Naohide Takamoto
Original assignee: Nitto Denko Corporation
Priority date: 2006-12-18
Filing date: 2007-12-13
Publication date: 2008-06-26
Also published as: JP4988531B2; TW200834832A; US20100047968A1; JP2008177550A

Abstract

　本発明の半導体装置製造用の接着シートは、半導体素子を被着体に接着させ、該半導体素子にワイヤーボンディングをする際に用いる半導体装置製造用の接着シートであって、親油性の層状粘土鉱物を含有することを特徴とする。

Description

明細書

半導体装置製造用の接着シート、及びそれを用いた半導体装置の製造方法

技術分野

[0001] 本発明は、半導体素子を被着体に接着させ、該半導体素子にワイヤーボンディングをする際に用いる半導体装置製造用の接着シート、及びそれを用いた半導体装置の製造方法に関する。

背景技術

[0002] 半導体装置の微細化、高機能化の要求に対応すベぐ半導体チップ（半導体素子 )主面の全域に配置された電源ラインの配線幅や信号ライン間の間隔が狭くなつてきている。

[0003] この為、インピーダンスの増加や、異種ノードの信号ライン間での信号の干渉が生じ、半導体チップの動作速度、動作電圧余裕度、耐静電破壊強度等に於いて、十分な性能の発揮を阻害する要因となっている。これらの問題を解決する為、半導体素子を積層したパッケージ構造が提案されてレ、る（例えば、特開昭 55— 111151号公報及び特開 2002— 261233号公報参照）。

[0004] 一方、半導体素子を基板等に固着する際に使用されるものとしては、熱硬化性ぺ一スト樹脂を用いた例（例えば、特開 2002— 179769号公報参照）や、熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂を併用した接着シートを用レ、た例（例えば、特開 2002— 2612 33号公報及び特開 2000— 104040号公報）が提案されている。

[0005] 従来の半導体装置の製造方法に於いては、半導体素子と、基板、リードフレーム又は半導体素子との接着に際し、接着シート又は接着剤を使用する。接着は、半導体素子と基板等との圧着の後（ダイアタッチ）、接着シート等を加熱工程により硬化させて行う。更に、半導体素子と基板とを電気的に接続する為にワイヤーボンディングを行い、その後に封止樹脂でモールドし、後硬化して当該封止樹脂の封止を行う（例えば、特開 2002— 179769号公報及び特開 2002— 261233号公報参照）。

[0006] 前記ワイヤーボンディングを行う際には、超音波振動や加熱により基板等上の半導体素子が動く。この為従来は、ワイヤーボンディングの前に加熱工程を行って熱硬化性ペースト樹脂や熱硬化性接着シートを加熱硬化し、半導体素子が動かなレ、様に固着する必要があった。

[0007] 更に、熱可塑性樹脂からなる接着シートや、熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂を併用した接着シートに於いては、ダイアタッチ後、ワイヤーボンディング前に接着対象物との接着力確保や濡れ性向上の目的で、加熱工程を必要としていた。

[0008] しかしながら、ワイヤーボンディングの前に行う接着シート等の加熱により、接着シート等から揮発ガスが発生するという問題点がある。揮発ガスはボンディングパットを汚染し、多くの場合、ワイヤーボンディングを行うことができなくなる。

[0009] また、接着シート等を加熱硬化することにより当該接着シート等の硬化収縮等が生じる。これに伴い応力が発生し、リードフレーム又は基板に（同時に、半導体素子にも )反りが発生するという問題点を有している。加えて、ワイヤーボンディング工程に於 V、ては、応力に起因して半導体素子にクラックが発生するとレ、う問題点も有して!/、る。

[0010] 近年、半導体素子の薄型化 '小型化に伴い、半導体素子の厚さが従来の 200 からそれ以下へ、更には 100 m以下にまで薄層化している現状がある。 lOO ^ m 以下の半導体素子を用いてダイアタッチを行うと、該半導体素子に反りが発生することがある。そのため、ダイアタッチ後の半導体素子と被着体との間に空隙が生じる場合がある。また、チップの多段積層化、ピン数の増加によりワイヤーボンディング工程での熱履歴が長くなり、接着シートの硬化が進むため、流動性や埋め込み性が低下し、半導体素子と被着体との間に空隙ができやすくなる。空隙を残したまま半導体装置を製造すると、その信頼性が低下するという問題がある。

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0011] 本発明は前記問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、耐熱性を向上させつつ、従来の製造工程を変更することなぐ高信頼性の半導体装置を製造することが可能な半導体装置の製造方法、当該方法に使用する接着シート及び当該方法により得られる半導体装置を提供することにある。

課題を解決するための手段 [0012] 本願発明者等は、前記従来の問題点を解決すベぐ半導体装置製造用の接着シート、及びそれを用いた半導体装置の製造方法について検討した。その結果、下記構成を採用することにより前記目的を達成できることを見出して、本発明を完成させるに至った。

[0013] 即ち、本発明に係る半導体装置製造用の接着シートは、前記の課題を解決する為に、半導体素子を被着体に接着させ、該半導体素子にワイヤーボンディングをする際に用いる半導体装置製造用の接着シートであって、親油性の層状粘土鉱物を含有することを特徴とする。

[0014] 本発明の接着シートは層状粘土鉱物を含んで構成されており、該層状粘土鉱物は、その積層方向が接着シートの面内方向に対し垂直な方向とほぼ一致する様に分散している。そして、層状粘土鉱物が面内方向に於ける接着シートの機械的強度を補強する為、本発明に係る接着シートはワイヤーボンディングの際に於ける超音波振動により、接着シートと半導体素子及び被着体との接着面でずり変形を生じることがない。更に、層状粘土鉱物の含有により接着シート自体の耐熱性を向上させることができるため、加熱に起因したずり変形の発生も抑制することができる。その結果、ワイヤーボンディング性に優れた接着シートが得られる。

[0015] その一方、本発明に係る接着シートは、従来の接着シートと比較して、その面内に垂直な方向に対する弾性がほぼ同様である為、該方向に於けるクッション性は損なわれていない。これにより、接着シートと半導体素子及び被着体との接着面に於いて空隙が生じるのを防止することができる。

[0016] 尚、層状粘土鉱物として親油性のものを採用するのは、接着シートを構成する接着剤組成物との相溶性に優れ、その結果、良好な分散性が得られるからである。

[0017] 前記構成に於!/、て、前記層状粘土鉱物の含有量は、前記接着シートを構成する接着剤組成物 100重量部に対して、 0.；!〜 40重量部の範囲内であることが好ましい。これにより、接着シートの接着特性を喪失させることなく耐熱性を向上させることが可能となる。

[0018] 前記構成の接着シートは、前記被着体に対し、 175°Cの条件下で 0. 2〜2MPaの範囲内の剪断接着力を有することが好ましい。これにより、ワイヤーボンディングの際に於ける超音波振動や加熱により、接着シートと被着体との接着面でのずり変形の発生を一層抑制することができる。

[0019] 前記構成の接着シートに於いて、硬化前の 120°Cに於ける引張貯蔵弾性率は 1 X 104Pa以上であり、硬化後の 200°Cに於ける引張貯蔵弾性率は 50MPa以下であることが好ましい。

[0020] 接着シートが前記構成の様に貯蔵弾性率を有する構成であると、硬化前及び硬化後のそれぞれに於いて、高温条件下に置かれた場合でも、その条件に十分耐え得る耐熱性を発揮し、該接着シートが軟化'流動するのを抑制する。その結果、安定したワイヤーボンディングが可能になり、歩留りの低下を一層抑制して半導体装置の製造が可能になる。

[0021] 前記の構成に於!/、ては、前記接着剤組成物として熱可塑性樹脂が含有されてレ、ることが好ましい。

[0022] 前記の構成に於!/、ては、前記接着剤組成物として、熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂の双方が含有されてレ、ること力 S好ましレ、。

[0023] また、前記熱硬化性樹脂としてはエポキシ樹脂及び/又はフエノール樹脂を使用するのが好ましぐ前記熱可塑性樹脂としてはアクリル樹脂を使用するのが好ましい。これらの樹脂はイオン性不純物が少なく耐熱性が高!/、ので、半導体素子の信頼性を確保できる。

[0024] また、前記接着シートとしては、架橋剤を添加したものを使用するのが好まし!/、。

[0025] 前記層状粘土鉱物は、層状ケィ酸塩であることが好まし!/、。層状ケィ酸塩は実用性に優れており、これを接着シートに含有させると、該層状ケィ酸塩の面内方向に於ける配向性が良好となり、また接着シート内に於ける分散性も向上させることができる。その結果、ワイヤーボンディングの際のずり変形の発生を一層低減することができる

[0026] また、層状ケィ酸塩を用いたことにより、接着シートの耐熱性を一層向上させることができる。この為、ワイヤーボンディング工程等で長時間の熱履歴が力、かっても、接着シートは完全に固着させずに仮固着の状態に留めておくことができる。

[0027] 本発明に係る半導体装置の製造方法は、前記の課題を解決する為に、親油性の層状粘土鉱物を含有する半導体装置製造用の接着シートを介して、半導体素子を被着体上に仮固着する仮固着工程と、前記半導体素子にワイヤーボンディングをするワイヤーボンディング工程と、前記半導体素子を封止樹脂により樹脂封止する封止工程と、封止された構造物を個別の半導体装置に切断する切断工程とを有することを特徴とする。

[0028] 本発明の製造方法であると、半導体素子を被着体に固定する為の接着シートとして層状粘土鉱物を含有したものを使用するので、接着シートの加熱工程を省略してワイヤーボンディング工程に移行しても、当該工程に於ける超音波振動や加熱により、接着シートと半導体素子及び被着体との接着面でずり変形を生じることがない。この為、歩留まりの低下を抑制してワイヤーボンディングが可能となる。

[0029] また、層状粘土鉱物を含有した接着シートは耐熱性にも優れて!/、るため、例えば、ワイヤーボンディング工程等で長時間の熱履歴が加わった場合でも、接着シートの硬化の進行が抑制される。その結果、接着シートの流動性や埋め込み性の劣化を抑制し、接着シートと半導体素子及び被着体との間に空隙が生じるのを防止することができる。

[0030] 更に、従来の製造方法に於いては、ワイヤーボンディング工程の前に接着シートの加熱を行っており、当該加熱により接着シートから揮発ガスが発生してボンディングノノトが汚染されることがあった。し力も本発明は、その様な工程を不要とするので、ボンディングパットが汚染されることがない。また、工程数の低減により歩留まりの向上も図れる。更に、接着シートを加熱する工程の省略により、基板等に反りが生じたり、半導体素子にクラックが発生したりすることもない。この結果、半導体素子の一層の薄型化も可能となる。

[0031] 前記の方法に於いて、前記被着体は、基板、リードフレーム又は半導体素子であることが好ましい。

[0032] 前記の方法に於いて、前記半導体素子を封止樹脂により封止する封止工程と、前記封止樹脂の後硬化を行う後硬化工程とを含み、前記封止工程又は後硬化工程の少なくとも何れか一方の工程に於いて、加熱により封止樹脂を硬化させると共に、前記接着シートを介して半導体素子と被着体とを固着させることが好ましレ、。これにより、前記接着シートによる固着は、封止工程又は後硬化工程の少なくとも何れか一方の工程に於いて、封止樹脂の硬化と共に行うことができるので、製造工程の簡素化が図れる。

[0033] 前記の方法に於いて、前記ワイヤーボンディング工程は、 80°C〜250°Cの範囲内で行われること力 S好ましい。前記温度範囲内でワイヤーボンディング工程を行うことにより、接着シートによって半導体素子と被着体等とが完全に固着するのを防止すること力 Sできる。

[0034] 前記の方法に於!/、ては、前記層状粘土鉱物として、層状ケィ酸塩を使用することが好ましい。層状ケィ酸塩は実用性に優れており、これを接着シートに含有させると、該層状ケィ酸塩の面内方向に於ける配向性が良好となり、また接着シート内に於ける分散性も向上させることができる。その結果、ワイヤーボンディングの際のずり変形の発生を一層低減することができる。

[0035] また、層状ケィ酸塩を用いることにより、接着シートの耐熱性も向上させることができる。この為、ワイヤーボンディング工程等で長時間の熱履歴が加わっても、接着シートを完全に固着させずに仮固着の状態に留めておくことができる。更に、ワイヤーボンデイングの際に半導体素子の反りが発生した場合でも、半導体素子を被着体に対し仮固着の状態であるので、封止工程時に加わる圧力により半導体素子の反りを低減させること力 Sできる。その結果、最終的には、半導体素子を被着体上に隙間無く接着固定させることができ、高信頼性の半導体装置の製造が可能になる。

[0036] 以上に述べたことは、前記半導体素子の上に 1又は 2以上の半導体素子を、前記接着シートを介して積層する場合や、必要に応じて、前記半導体素子と半導体素子との間に前記接着シートを介してスぺーサを積層する場合にも同様の作用効果を奏する。また、前記の製造工程の簡素化は、複数の半導体素子等の 3次元実装に於いて、製造効率の一層の向上を図ることができる。

図面の簡単な説明

[0037] [図 1]本発明の実施の形態 1に係る半導体装置製造用の接着シートを概略的に示す断面図である。

[図 2]本発明の実施の形態 1に係る半導体装置の製造方法を説明する為の工程図である。

[図 3]本発明の実施の形態 2に係る半導体装置の製造方法を説明する為の工程図である。

[図 4]本発明の実施の形態 3に係る半導体装置の製造方法を説明する為の工程図である。

[図 5]本発明の実施の形態 4に係る半導体装置の製造方法を説明する為の工程図である。

園 6]本発明の実施の形態 5に係る半導体装置の製造方法を説明する為の工程図である。

[図 7]本発明の実施の形態 6に係る半導体装置の製造方法を説明する為の工程図である。

[図 8]前記実施の形態 6に係る半導体装置の製造方法により得られた半導体装置の概略を示す断面図である。

園 9]本発明の実施の形態 7に係る半導体装置の製造方法を説明する為の工程図である。

符号の説明

10 接着シート

10a コア材料

10b 接着剤層

11 基板等 (被着体)

12 接着シート

13，半導体ウエノ、

13 半導体素子

14 接着シート

15 封止樹脂

16 ボンディングワイ-

21 スぺーサ

31 接着シート 32 半導体素子

33 ダイシングテープ

41 接着シート

42 コア材料

発明を実施するための最良の形態

[0039] (実施の形態 1)

先ず、本発明に係る半導体装置製造用の接着シートについて、以下に説明する。本発明に係る接着シートは層状粘土鉱物を含有するものであれば、その構成は特に限定されない。例えば、図 1 ωに示す様に、接着剤層の単層のみからなる接着シート 12や、同図（b)に示すように、コア材料 10aの片面に接着剤層 10bが積層された接着シート 10、又はその両面に接着剤層を形成した多層構造の接着シート等が挙げられる。

[0040] 前記コア材料としては、フィルム（例えばポリイミドフィルム、ポリエステルフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム、ポリカーボネ一トフイルム等）、ガラス繊維やプラスチック製不織繊維で強化された樹脂基板、シリコン基板又はガラス基板等が挙げられる。これらのコア材料のうち、接着剤層の構成材料との組み合わせにもよる力、例えば架橋された熱可塑性樹脂等からなるものを用いるのが好ましい。架橋したものを用いることにより、コア材料の流動性が低下するからである。また、接着シートとダイシングシートとの一体型のものを使用することもできる。

[0041] 前記層状粘土鉱物としては特に限定されず、例えば、層状ケィ酸塩、窒化ホウ素等が例示できる。これらの層状粘土鉱物のうち、接着シート内に於ける配向性、及び分散性の観点から層状ケィ酸塩であることが好ましい。層状ケィ酸塩を使用することにより、接着シート内に含まれる層状ケィ酸塩の配向性を均一にすることでき、特定方向に対する機械的強度を向上させることができる。また、層状ケィ酸塩の分散性も均一にできるので、ずり変形の発生を接着シートの面内に於いて均一に低減することができる。

[0042] 前記層状ケィ酸塩としては特に限定されず、例えば、サボナイト、ソーコナイト、スチブンサイト、ヘクトライト、マーガライト、タルク、金雲母、クリソタイル、緑泥石、バーミキユライト、カオリナイト、白雲母、ザンソフイライト、デイツカイト、ナクライト、ノイロフイライト、モンモリロナイト、パイデライト、ノントロナイト、テトラシリリックマイ力、ナトリウムテ二オライト、アンチゴライト、ハロイサイト等を例示できる。これらは単独で、又は 2種以上を併用して用いること力 Sできる。また、前記層状ケィ酸塩は、天然物又は合成物の何れであってもよい。

[0043] 前記層状粘土鉱物の長径の平均長さは 0. 01〜； 100 mの範囲内であることが好ましぐ 0. 05〜； 10 mの範囲内であることがより好ましい。前記数値範囲内にすることにより、層状粘土鉱物の積層方向が接着シートの面内方向に一致しない様に分散させること力 Sできる。また、層状粘土鉱物のアスペクト比（長径/短径比）は 20〜500 の範囲内であることが好ましぐ 50〜200の範囲内であることがより好ましい。前記数値範囲内にすることによつても、層状粘土鉱物の積層方向が接着シートの面内方向に一致しない様に分散させることができる。尚、層状粘土鉱物の平均長さは、原子間力顕微鏡により測定した値である。また、層状粘土鉱物のアスペクト比は、原子間力顕微鏡により測定した値である。

[0044] 層状粘土鉱物の含有量は、特に限定されるものではないが、被着体（後述する）に応じて、耐熱性及び離型効果が得られるように設定される。具体的には、接着シートを構成する接着剤組成物 100重量部に対して、 0.；!〜 40重量部の範囲内であること力 S好ましく、 10〜30重量部の範囲内であることがより好ましい。前記数値範囲内にすることにより、接着シートの接着特性を良好なものにすると共に、耐熱性も向上させること力 S可能となる。前記含有量が 40重量部を超えると、凝集力が高くなり過ぎ、カロ熱後の剥離性が低下してしまい、接着剤の接着特性の喪失により、ピックアップ性が低下する場合がある。その一方、含有量が 0. 1重量部未満であると、耐熱性が不十分となり、長時間の熱履歴に対する耐性が低下して、ワイヤーボンディング性が低下する場合がある。接着シートの剥離力は、層状粘土鉱物の含有量を基準にして、調整をすることが望ましい。

[0045] 接着シート (コア材料上に接着剤層が積層されている場合は、接着剤層）を被着体に接着し、 175°Cまで加熱した状態での剪断接着力は、 0. 2〜2MPaであることが好ましぐより好ましくは 0. 4MPa〜； 1. 6MPaである。接着シートの剪断接着力を 0. 2MPa以上にすることにより、ワイヤーボンディング工程 (後述する）を行っても、当該工程に於ける超音波振動や加熱により、接着シートと半導体素子及び被着体との接着面でのずり変形の発生を一層抑制することができる。即ち、ワイヤーボンディングの際の超音波振動により半導体素子が動くのを抑制し、これによりワイヤーボンディングの成功率が低下するのを防止する。また、封止工程の際に、半導体素子が圧力で流れるのを防ぐことができる。剪断接着力が 2MPaを超えると、接着力が強すぎる為、ピックアップ工程の際に、半導体チップのピックアップが困難になる場合がある。尚、剪断接着力の調整は、接着シートに於ける有機樹脂組成物に対して、エポキシ樹脂及びフエノール樹脂の混合量を適宜調整することにより可能である。

また、接着シート（コア材料と積層されている場合は接着剤層）は、その接着機能の面から、少なくとも面内方向に対し垂直な方向に於いてある程度の弾性を有するのが好ましい。一方、接着シート全体として過度に弾性を有する場合は、ワイヤーボンデイング時にボンディングワイヤーを接続しょうとしても、接着シートを貼りあわせたリードフレームを十分に固定しておくことが接着シートの弾性力によって阻害される。その結果、加圧による圧着エネルギーを緩和して、ボンディング不良が発生する。前記のワイヤーボンディング工程に於いては、 150°C〜200°C程度の高温条件下で行われる。そのため、接着シートの硬化前 120°Cに於ける引張貯蔵弾性率が 1 X 10⁴Pa 以上であることが好ましぐ 0. ；!〜 20Paであること力 Sより好ましい。前記引張貯蔵弾性率が 1 X 10⁴Pa未満であると、ダイシング時に溶融した接着シートが、例えば半導体チップに固着し、ピックアップが困難になる場合がある。また、接着シートの硬化後 20 0°Cに於ける引張貯蔵弾性率は 50MPa以下であることが好ましぐ 0. 5MPa〜40 MPaであること力 Sより好ましい。 50MPaを超えると、ワイヤーボンディング後のモールドの際に、接着シートの凹凸面に対する埋め込み性が低下する場合がある。尚、 0. 5MPa以上とすることにより、リードレス構造を特徴とした半導体装置では安定した結線が可能になる。引張貯蔵弾性率は、層状珪酸塩や無機充填剤（後述する）の添カロ量を適宜調整することにより調整することができる。引張貯蔵弾性率の測定方法は後述する。 [0047] 前記接着剤層は接着機能を有する層であり、その構成材料としては、熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂とを併用したものが挙げられる。又、熱可塑性樹脂単独でも使用可能である。

[0048] 前記熱可塑性樹脂としては、天然ゴム、ブチルゴム、イソプレンゴム、クロロプレンゴム、エチレン酢酸ビュル共重合体、エチレンアクリル酸共重合体、エチレンーァクリル酸エステル共重合体、ポリブタジエン樹脂、ポリカーボネート樹脂、熱可塑性ポリイミド樹脂、 6—ナイロンや 6, 6—ナイロン等のポリアミド樹脂、フエノキシ樹脂、ァクリル樹脂、 PETや PBT等の飽和ポリエステル樹脂、ポリアミドイミド樹脂又はフッ素樹脂等が挙げられる。これらの熱可塑性樹脂は単独で、又は 2種以上を併用して用いること力 Sできる。これらの熱可塑性樹脂のうち、イオン性不純物が少なく耐熱性が高く、半導体素子の信頼性を確保できるアクリル樹脂が特に好ましい。

[0049] 前記アクリル樹脂としては、特に限定されるものではなぐ炭素数 30以下、特に炭素数 4〜； 18の直鎖若しくは分岐のアルキル基を有するアクリル酸又はメタクリル酸のエステルの 1種又は 2種以上を成分とする重合体等が挙げられる。前記アルキル基としては、例えばメチル基、ェチル基、プロピル基、イソプロピル基、 n ブチル基、 t ブチル基、イソブチル基、アミル基、イソアミル基、へキシル基、ヘプチル基、シクロへキシル基、 2—ェチルへキシル基、ォクチル基、イソォクチル基、ノニル基、イソノエル基、デシル基、イソデシル基、ゥンデシル基、ラウリル基、トリデシル基、テトラデシル基、ステアリル基、ォクタデシル基、又はドデシル基等が挙げられる。

[0050] また、前記重合体を形成する他のモノマーとしては、特に限定されるものではなぐ例えばアクリル酸、メタクリル酸、カルボキシェチルアタリレート、カルボキシペンチルアタリレート、ィタコン酸、マレイン酸、フマール酸若しくはクロトン酸等の様なカルボキシル基含有モノマー、無水マレイン酸若しくは無水ィタコン酸等の様な酸無水物モノマー、（メタ）アクリル酸 2—ヒドロキシェチル、（メタ）アクリル酸 2—ヒドロキシプロピル、 (メタ）アクリル酸 4ーヒドロキシブチル、（メタ）アクリル酸 6—ヒドロキシへキシル、（メタ）アクリル酸 8—ヒドロキシォクチル、（メタ）アクリル酸 10—ヒドロキシデシル、（メタ）ァクリル酸 12 ヒドロキシラウリル若しくは（4ーヒドロキシメチルシクロへキシル）メチルアタリレート等の様なヒドロキシル基含有モノマー、スチレンスルホン酸、ァリルスルホン酸、 2— (メタ）アクリルアミド— 2—メチルプロパンスルホン酸、（メタ）アクリルアミドプ口パンスルホン酸、スルホプロピル（メタ）アタリレート若しくは（メタ）アタリロイルォキシナフタレンスルホン酸等の様なスルホン酸基含有モノマー、又は 2—ヒドロキシェチルアタリロイルホスフェート等の様な燐酸基含有モノマーが挙げられる。

[0051] 前記熱硬化性樹脂としては、フエノール樹脂、ァミノ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、又は熱硬化性ポリイミド樹脂等が挙げられる。これらの樹脂は、単独で又は 2種以上併用して用いることができる。特に、半導体素子を腐食させるイオン性不純物等含有が少な!/、エポキシ樹脂が好まし!/、。また、エポキシ樹脂の硬化剤としてはフエノール樹脂が好ましい。

[0052] 前記エポキシ樹脂は、接着剤組成物として一般に用いられるものであれば特に限定は無ぐ例えばビスフエノール A型、ビスフエノール F型、ビスフエノール S型、臭素化ビスフエノーノレ A型、水添ビスフエノーノレ A型、ビスフエノーノレ AF型，ビフエニル型、ナフタレン型、フルオンレン型、フエノールノボラック型、オルソクレゾールノボラック型、トリスヒドロキシフエニルメタン型、テトラフエ二ロールエタン型等の二官能エポキシ樹脂や多官能エポキシ樹脂、又はヒダントイン型、トリスグリシジルイソシァヌレート型若しくはグリシジルァミン型等のエポキシ樹脂が用いられる。これらは単独で、又は 2 種以上を併用して用いることができる。これらのエポキシ樹脂のうちノポラック型ェポキシ樹脂、ビフエニル型エポキシ樹脂、トリスヒドロキシフエニルメタン型樹脂又はテトラフェニロールエタン型エポキシ樹脂が特に好ましい。これらのエポキシ樹脂は、硬化剤としてのフエノール樹脂との反応性に富み、耐熱性等に優れるからである。

[0053] 更に前記フエノール樹脂は、前記エポキシ樹脂の硬化剤として作用するものであり、例えば、フエノールノポラック樹脂、フエノールァラルキル樹脂、クレゾールノポラック樹脂、 tert—ブチルフエノールノポラック樹脂、ノユルフェノールノポラック樹脂等のノポラック型フエノール樹脂、レゾール型フエノール樹脂、ポリパラォキシスチレン等のポリオキシスチレン等が挙げられる。これらは単独で、又は 2種以上を併用して用いること力 Sできる。これらのフエノール樹脂のうちフエノールノポラック樹脂、フエノールァラルキル樹脂が特に好ましい。半導体装置の接続信頼性を向上させることができるからである。 [0054] 前記エポキシ樹脂とフエノール樹脂の配合割合は、例えば、前記エポキシ樹脂成分中のエポキシ基 1当量当たりフエノール樹脂中の水酸基が 0. 5〜2. 0当量になるように配合することが好適である。より好適なのは 0. 8〜； 1. 2当量である。即ち、両者の配合割合が前記数値範囲を外れると、十分な硬化反応が進まず、エポキシ樹脂硬化物の特性が劣化し易くなるからである。

[0055] 尚、本発明に於!/、ては、エポキシ樹脂、フエノール樹脂及びアクリル樹脂を含む接着シートが特に好ましい。これらの樹脂は、イオン性不純物が少なく耐熱性が高いので、半導体素子の信頼性を確保できる。この場合の配合比は、アクリル樹脂成分 10 0重量部に対して、エポキシ樹脂とフエノール樹脂の混合量が 10〜200重量部であ

[0056] 本発明の接着シートは、予めある程度架橋をさせておく為、作製に際し、重合体の分子鎖末端の官能基等と反応する多官能性化合物を架橋剤として添加させておくのがよい。これにより、高温下での接着特性を向上させ、耐熱性の改善を図る。

[0057] 前記架橋剤としては、従来公知のものを採用することができる。特に、トリレンジイソシァネート、ジフエニルメタンジイソシァネート、 p フエ二レンジイソシァネート、 1 , 5 ナフタレンジイソシァネート、多価アルコールとジイソシァネートの付加物等のポリイソシァネート化合物がより好まし!/、。

[0058] 架橋剤の添加量としては、アクリル樹脂 100重量部に対し、通常 0. 05〜7重量部とするのが好ましい。架橋剤の量が 7重量部より多いと、接着力が低下するので好ましくない。その一方、 0. 05重量部より少ないと、凝集力が不足するので好ましくない。また、この様なポリイソシァネート化合物と共に、必要に応じて、エポキシ樹脂等の他の多官能性化合物を一緒に含ませるようにしてもよ!/、。

[0059] また、本発明の接着シートには、その用途に応じて無機充填剤を適宜配合すること力できる。無機充填剤の配合は、導電性の付与や熱伝導性の向上、引張貯蔵弾性率の調節等を可能とする。前記無機充填剤としては、例えば、シリカ、クレー、石膏、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、酸化アルミナ、酸化ベリリウム、炭化珪素、窒化珪素等のセラミック類、アルミニウム、銅、銀、金、ニッケル、クロム、鈴、錫、亜鉛、パラジゥム、半田等の金属、又は合金類、その他カーボン等からなる種々の無機粉末が挙げられる。これらは単独で又は 2種以上を併用して用いることができる。なかでも、シリカ

、特に溶融シリカが好適に用いられる。また、無機充填剤の平均粒径は 0.；!〜 80 mの範囲内であることが好ましい。

[0060] 前記無機充填剤の配合量は、有機樹脂成分 100重量部に対し 0〜80重量部に設定すること力 S好ましく、 0〜70重量部に設定することがより好ましい。

[0061] 尚、本発明の接着シートには、前記無機充填剤以外に、必要に応じて他の添加剤を適宜に配合することができる。他の添加剤としては、例えば難燃剤、シランカツプリング剤又はイオントラップ剤等が挙げられる。

[0062] 前記難燃剤としては、例えば、三酸化アンチモン、五酸化アンチモン、臭素化工ポキシ樹脂等が挙げられる。これらは単独で、又は 2種以上を併用して用いることができる。

[0063] 前記シランカップリング剤としては、例えば、 β一（3, 4—エポキシシクロへキシル）シプロピルメチルジェトキシシラン等が挙げられる。これらの化合物は、単独で、又は 2種以上を併用して用いることができる。

[0064] 前記イオントラップ剤としては、例えばノ、イド口タルサイト類、水酸化ビスマス等が挙げられる。これらは単独で、又は 2種以上を併用して用いることができる。

[0065] 次に、前記接着シート 12を用いた半導体装置の製造方法について、図 2を参照しながら以下に説明する。

本実施の形態に係る半導体装置の製造方法は、半導体素子 13を基板又はリードフレーム (被着体、以下単に基板等と称する） 11上に接着シート 12で仮固着する仮固着工程と、半導体素子 13にワイヤーボンディングをするワイヤーボンディング工程と、半導体素子 13を封止樹脂 15で封止する封止工程とを含む。

[0066] 前記仮固着工程は、図 2 (a)に示すように、半導体素子 13を、接着シート 12を介して基板等 11に仮固着する工程である。半導体素子 13を基板等 1 1上に仮固着する方法としては、例えば基板等 11上に接着シート 12を積層した後、接着シート 12上に、ワイヤーボンド面が上側となる様にして半導体素子 13を順次積層して仮固着する方法が挙げられる。また、予め接着シート 12が仮固着された半導体素子 13を基板等 11に仮固着して積層してもょレ、。

[0067] 尚、本発明に於いて、半導体素子 13の厚さは特に限定されない。通常、その厚さは 200 m以下である力本発明に於いては、例えば厚さが 100 m以下、更には厚さが 25〜50 111の半導体素子にも対応可能である。薄型化した半導体素子 13を基板等 11に仮固着すると、半導体素子 13が凹状又は凸状に反った状態になることがある。その結果、基板等 11との間に隙間が生じ、高信頼性の半導体装置が得られないという不具合が生じる。しかし、本発明に於いては、後述の封止工程を行うことにより半導体素子 13を基板等 11に固着すると共に、当該隙間を塞ぐことが可能となる。その詳細については後述する。

[0068] 前記基板としては、従来公知のものを使用することができる。また、前記リードフレームとしては、 Cuリードフレーム、 42Alloyリードフレーム等の金属リードフレームゃガラスエポキシ、 BT (ビスマレイミド―トリアジン）、ポリイミド等からなる有機基板を使用すること力 Sできる。しかし、本発明はこれに限定されるものではなぐ半導体素子をマウントし、半導体素子と電気的に接続して使用可能な回路基板も含まれる。

[0069] 前記ワイヤーボンディング工程は、基板等 11の端子部 (インナーリード）の先端と半導体素子 13上の電極パッド（図示しない）とをボンディングワイヤー 16で電気的に接続する工程である（図 2 (b)参照）。前記ボンディングワイヤー 16としては、例えば金線、アルミニウム線又は銅線等が用いられる。ワイヤーボンディングを行う際の温度は、 80〜250°C、好ましくは 80〜220°Cの範囲内で行われる。また、その加熱時間は数秒〜数分間行われる。結線は、前記温度範囲内となる様に加熱された状態で、超音波による振動エネルギーと印加加圧による圧着エネルギーの併用により行われる。

[0070] 本工程は、接着シート 12による固着を行うことなく実行される。また、本工程の過程で接着シート 12により半導体素子 13と基板等 11とが固着することはない。ここで、接着シート 12の剪断接着力は、 80〜250°Cの温度範囲内であっても、 0. 2MPa以上であることが好ましい。当該温度範囲内で剪断接着力が 0. 2MPa未満であると、ワイヤーボンディングの際の超音波振動により半導体素子が動き、ワイヤーボンディングを行うことができず、歩留まりが低下する場合があるからである。

[0071] 前記封止工程は、封止樹脂 15により半導体素子 13を封止する工程である（図 2 (c )参照）。本工程は、基板等 11に搭載された半導体素子 13やボンディングワイヤー 1 6を保護する為に行われる。本工程は、例えば封止用の樹脂を金型で成型することにより行う。封止樹脂 15としては、例えばエポキシ系の樹脂を使用する。樹脂封止の際の加熱温度は、通常 175°Cで 60〜90秒間行われる力本発明はこれに限定されず、例えば 150〜200°Cで数分間キュアすることができる。また本工程に於いては、樹脂封止の際に加圧してもよい。この場合、加圧する圧力は 1〜； 15MPaであることが好ましぐ 3〜； !OMPaであることがより好ましい。当該範囲内で圧力を加えると、接着シート 12を介して半導体素子 13と基板等 11とを固着すると共に、両者の間に存在する空隙を塞ぐこと力 Sできる。その結果、後述する後硬化工程が行われない場合に於いても、本工程に於いて接着シート 12による固着が可能であり、製造工程数の減少及び半導体装置の製造期間の短縮に寄与することができる。ここで、基板等 11と半導体素子 13との接着面積は 90%以上であることが好ましぐ 95%以上であること力はり好ましい。接着面積が 90%未満であると、耐湿信頼性に於いて不具合が生じる場合があるからである。尚、接着面積とは、半導体素子 13と基板等 11とが接着シート 12を介して接している領域を言い、接着シート 12が何れか一方にのみ接着している領域は含まない。

[0072] 本発明に於いては、封止工程の後に、封止樹脂 15をアフターキュアする後硬化工程を行ってもよい。本工程に於いては、前記封止工程で硬化不足の封止樹脂 15を完全に硬化させる。本工程に於ける加熱温度は、封止樹脂の種類により異なるが、例えば 150〜200°Cの範囲内であり、加熱時間は 0. 5〜8時間程度である。

[0073] (実施の形態 2)

本発明に形態 2に係る半導体装置の製造方法について、図 3を参照しながら説明する。図 3は、本実施の形態に係る半導体装置の製造方法を説明する為の工程図である。

[0074] 本実施の形態に係る半導体装置は、前記実施の形態 1に係る半導体装置と比較して、複数の半導体素子を積層して 3次元実装とした点が異なる。より詳細には、半導体素子の上に他の半導体素子を、前記接着シートを介して積層する工程を含む点が異なる。 [0075] 先ず、図 3 (a)に示すように、所定のサイズに切り出した少なくとも 1つ以上の接着シート 12を被着体である基板等 1 1に貼り付ける。次に、接着シート 12上に半導体素子 13を、ワイヤーボンド面が上側となる様にして仮固着する（図 3 (b)参照）。更に、半導体素子 13上に、その電極パッド部分を避けて接着シート 14を貼り付ける（図 3 (c) 参照）。更に、接着シート 14上に、ワイヤーボンド面が上側となる様にして半導体素子 13を仮固着する（図 3 (d)参照)。

[0076] 次に、図 3 (e)に示すように、加熱工程を行うことなぐワイヤーボンディング工程を行う。これにより、半導体素子 13に於ける電極パッドと基板等 11とをボンディングワイヤー 16で電気的に接続する。

[0077] 続いて、封止樹脂により半導体素子 13を封止する封止工程を行い、封止樹脂を硬化させると共に、接着シート 12 · 14により基板等 11と半導体素子 13との間、及び半導体素子 13同士の間に生じている隙間を塞ぐ。当該封止工程の後には、後硬化工程を fiつてもよい。

[0078] 本実施の形態によれば、半導体素子の 3次元実装の場合に於いても、基板等 11と半導体素子 13等との間の隙間を埋めるので、高信頼性の半導体装置を歩留まり良く製造できる。また、半導体素子 13等を基板等 11に隙間なく確実に接着固定できるので、半導体素子の一層の薄型化も可能になる。

[0079] (実施の形態 3)

本実施の形態の 3に係る半導体装置の製造方法について、図 4を参照しながら説明する。図 4は、本実施の形態に係る半導体装置の製造方法を説明する為の工程図である。

[0080] 本実施の形態に係る半導体装置は、前記実施の形態 2に係る半導体装置と比較して、積層した半導体素子間にスぺーサを介在させた点が異なる。より詳細には、半導体素子と半導体素子との間に、接着シートを介してスぺーサを積層する工程を含む点が異なる。

[0081] 先ず、図 4 (a)〜4 (c)に示すように、前記実施の形態 2と同様にして、基板等 1 1上に接着シート 12、半導体素子 13及び接着シート 14を順次積層して仮固着する。更に、接着シート 14上に、スぺーサ 21、接着シート 14及び半導体素子 13を順次積層して仮固着する（図 4 (d)〜4 (f)参照)。

[0082] 次に、図 4 (g)に示すように、加熱工程を行うことなぐワイヤーボンディング工程を行う。これにより、半導体素子 13に於ける電極パッドと基板等 11とをボンディングワイヤー 16で電気的に接続する。

[0083] 次に、封止樹脂により半導体素子 13を封止する封止工程を行い、封止樹脂を硬化させると共に、接着シート 14により基板等 11と半導体素子 13との間、及び半導体素子 13同士の間に生じている隙間を塞ぐ。また、封止工程の後、後硬化工程を行ってもよい。以上の製造工程を行うことにより、本実施の形態に係る半導体装置を得ることができる。

[0084] 尚、前記スぺーサ 21としては、特に限定されるものではなぐ例えば従来公知のシリコンチップ、ポリイミドフィルム等を用いることができる。

[0085] (実施の形態 4)

本実施の形態 4に係る半導体装置の製造方法について、図 5を参照しながら説明する。図 5は、本実施の形態に係る半導体装置の製造方法を説明する為の工程図である。

[0086] 先ず、図 5 (a)に示すように、接着シート 12 'を半導体ウェハ 13 'の裏面に貼り付けて接着シート付きの半導体ウェハを作製する。次に、半導体ウェハ 13 'にダイシングテープ 33に貼り合わせる（図 5 (b)参照）。更に、接着シート付きの半導体ウェハを所定の大きさとなる様にダイシングしてチップ状にし（図 5 (c)参照）、ダイシングテープ 3 3から接着剤が付!/、たチップを剥離する。

[0087] 次に、図 5 (d)に示すように、接着シート 12が付いた半導体素子 13を、ワイヤーボンド面が上側となる様にして基板等 11上に仮固着する。更に、接着シート 31が付いた大きさの異なる半導体素子 32を、ワイヤーボンド面が上側となる様にして半導体素子 13上に仮固着する。

[0088] 次に、図 5 (e)に示すように、ワイヤーボンディング工程を行う。これにより、半導体素子 13 · 32に於ける電極パッドと基板等 11とをボンディングワイヤー 16で電気的に接続する。

[0089] 次に、封止樹脂により半導体素子 13 · 32を封止する封止工程を行い、封止樹脂を硬化させると共に、接着シート 12 · 31により基板等 11と半導体素子 13との間、及び半導体素子 13と半導体素子 32との間を固着させる。また、封止工程の後、後硬化工程を行ってもよい。以上の製造工程を行うことにより、本実施の形態に係る半導体装置を得ること力 Sでさる。

[0090] (実施の形態 5)

本実施の形態 5に係る半導体装置の製造方法について、図 6を参照しながら説明する。図 6は、本実施の形態に係る半導体装置の製造方法を説明する為の工程図である。

[0091] 本実施の形態に係る半導体装置の製造方法は、前記実施の形態 4に係る半導体装置の製造方法と比較して、ダイシングテープ 33上に接着シート 12 'を積層した後、更に接着シート 12，上に半導体ウェハ 13，を積層した点が異なる。

[0092] 先ず、図 6 (a)に示すように、ダイシングテープ 33上に接着シート 12 'を積層する。

更に、接着シート 12 '上に半導体ウェハ 13 'を仮固着する（図 6 (b)参照）。更に、接着シート付きの半導体ウェハを所定の大きさとなる様にダイシングしてチップ状にし（図 6 (c)参照）、ダイシングテープ 33から接着剤が付!/、たチップを剥離する。

[0093] 次に、図 6 (d)に示すように、接着シート 12が付いた半導体素子 13を、ワイヤーボンド面が上側となる様にして基板等 11上に仮固着する。更に、接着シート 31が付いた大きさの異なる半導体素子 32を、ワイヤーボンド面が上側となる様にして半導体素子 13上に仮固着する。この際、半導体素子 32の固着は、下段の半導体素子 13の電極パッド部分を避けて行われる。

[0094] 次に、図 6 (e)に示すように、加熱工程を行うことなぐワイヤーボンディング工程を行う。これにより、半導体素子 13 · 32に於ける電極パッドと基板等 11に於ける内部接続用ランドとをボンディングワイヤー 16で電気的に接続する。

[0095] 次に、封止樹脂により半導体素子を封止する封止工程を行い、封止樹脂を硬化させると共に、接着シート 12 · 31により基板等 11と半導体素子 13との間、及び半導体素子 13と半導体素子 32との間を固着させる。また、封止工程の後、後硬化工程を行つてもよい。以上の製造工程を行うことにより、本実施の形態に係る半導体装置を得ること力 Sでさる。 [0096] (実施の形態 6)

本実施の形態 6に係る半導体装置の製造方法について、図 7及び図 8を参照しながら説明する。図 7は、本実施の形態に係る半導体装置の製造方法を説明する為の工程図である。図 8は、本実施の形態に係る半導体装置の製造方法により得られた半導体装置の概略を示す断面図である。

[0097] 本実施の形態に係る半導体装置は、前記実施の形態 3に係る半導体装置と比較して、スぺーサとしてコア材料を採用した点が異なる。

[0098] 先ず、前記実施の形態 5と同様にして、ダイシングテープ 33上に接着シート 12 'を積層する。更に、接着シート 12 '上に半導体ウェハ 13 'を貼り付ける。更に、接着シート付きの半導体ウェハを所定の大きさとなる様にダイシングしてチップ状にし、ダイシングテープ 33から接着剤が付いたチップを剥離する。これにより、接着シート 12を備えた半導体素子 13を得る。

[0099] 他方、ダイシングテープ 33の上に接着シート 41を形成し（図 7 (a)参照）、該接着シート 41上にコア材料 42を貼り付ける（図 7 (b)参照）。更に、所定のサイズとなる様にダイシングしてチップ状にし（図 7 (c)参照）、ダイシングテープ 33から接着剤が付!/ヽたチップを剥離する。これにより、接着シート 41 'を備えたチップ状のコア材料 42 'を得る。

[0100] 次に、前記半導体素子 13を、ワイヤーボンド面が上側となる様に、基板等 11上に接着シート 12を介して仮固着する。更に、半導体素子 13上に接着シート 41 'を介してコア材料 42 'を固着する。更に、コア材料 42 '上に接着シート 12を介して半導体素子 13を、ワイヤーボンド面が上側となる様に仮固着する。以上の製造工程を行うことにより、本実施の形態に係る半導体装置を得ることができる。

[0101] 次に、加熱工程を行うことなぐワイヤーボンディング工程を行う。これにより、半導体素子 13に於ける電極パッドと基板等 11に於ける内部接続用ランドとをボンディングワイヤー 16で電気的に接続する（図 8参照）。

[0102] 次に、封止樹脂により半導体素子を封止する封止工程を行い、封止樹脂を硬化させると共に、接着シート 12 · 41 'により基板等 11と半導体素子 13との間、及び半導体素子 13とコア材料 42 'との間を固着させる。また、封止工程の後、後硬化工程を行つてもよい。以上の製造工程を行うことにより、本実施の形態に係る半導体装置を得ること力 Sでさる。

[0103] 尚、前記コア材料としては特に限定されるものではなぐ従来公知のものを用いることカできる。具体的には、フィルム（例えばポリイミドフィルム、ポリエステルフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム、ポリカーボネ一トフイルム等）、ガラス繊維やプラスチック製不織繊維で強化された樹脂基板、ミラ一シリコンウェハ、シリコン基板又はガラス基板等を使用できる。

[0104] (実施の形態 7)

本実施の形態 7に係る半導体装置の製造方法について、図 9を参照しながら説明する。図 9は、本実施の形態に係る半導体装置の製造方法を説明する為の工程図である。

[0105] 本実施の形態に係る半導体装置の製造方法は、前記実施の形態 6に係る半導体装置の製造方法と比較して、コア材料のダイシングに替えて、打ち抜き等によりチップ化した点が異なる。

[0106] 先ず、前記実施の形態 6と同様にして、接着シート 12を備えた半導体素子 13を得る。他方、接着シート 41上にコア材料 42を貼り付ける。更に、所定のサイズとなる様に打ち抜き等によりチップ状にし，接着シート 41 'を備えたチップ状のコア材料 42'を得る。

[0107] 次に、前記実施の形態 6と同様にして、接着シート 12 ·41 'を介してコア材料 42'及び半導体素子 13を順次積層して仮固着する。

[0108] 更に、ワイヤーボンディング工程、封止工程、必要に応じて後硬化工程を行い、本実施の形態に係る半導体装置を得ることができる。

[0109] (その他の事項）

前記基板等上に半導体素子を 3次元実装する場合、半導体素子の回路が形成される面側には、バッファーコート膜が形成されている。当該バッファーコート膜としては、例えば窒化珪素膜やポリイミド樹脂等の耐熱樹脂からなるものが挙げられる。

[0110] また、半導体素子の 3次元実装の際に、各段で使用される接着シートは同一組成力なるものに限定されず、製造条件や用途等に応じて適宜変更可能である。 [0111] また、前記実施の形態に於いて述べた積層方法は例示的に述べたものであって、必要に応じて適宜変更が可能である。例えば、前記実施の形態 2に係る半導体装置の製造方法に於いては、 2段目以降の半導体素子を前記実施の形態 3に於いて述ベた積層方法で積層することも可能である。

[0112] また、前記実施の形態に於いては、基板等に複数の半導体素子を積層させた後に、一括してワイヤーボンディング工程を行う態様について述べた力本発明はこれに限定されるものではない。例えば、半導体素子を基板等の上に積層する度にワイヤ一ボンディング工程を行うことも可能である。

実施例

[0113] 以下に、この発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但し、この実施例に記載されている材料や配合量等は、特に限定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではなぐ単なる説明例に過ぎない。尚、各例中、部は特記がな!、限りいずれも重量基準である。

[0114] (実施例 1)

先ず、ブチルアタリレートを主成分としたポリマー（根上工業 (株)製、パラクロン SN 710) 40部、エポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン（株）製、ェピコート 1003) 37 部、フエノール樹脂 (荒川化学 (株)製、 P— 180) 23部、イソシァネート系架橋剤（商品名：コロネート HX、日本ポリウレタン (株）製） 3部、層状珪酸塩としてソマシフ MEE (商品名、コープケミカル社製、長径の平均長さ 3· 2 111、平均アスペクト比 84) 10 部を混合し、メチルェチルケトンに溶解させて撹拌し、濃度 20重量％のアクリル系の接着剤組成物の溶液を調製した。

[0115] この接着剤組成物の溶液を、シリコーン離型処理したポリエチレンテレフタレートフイルム（厚さ 50 m)からなる離型処理フィルム（コア材料）上に塗布し、その後、 120 °Cで 3分間乾燥させた。これにより、離型処理フィルム上に厚さ 25 πιの接着剤層を積層した本実施例 1に係る接着シートを作製した。

[0116] (実施例 2)

アタリノレ酸 2 ェチノレへキシノレ 70部、アクリル酸 η ブチル 25部及びアクリル酸 5部を構成モノマーとするアクリル系共重合体、イソシァネート系架橋剤（商品名：コロネート HX、日本ポリウレタン (株)製） 3部、層状珪酸塩としてソマシフ MEE (商品名、コープケミカル社製、長径の平均長さ 3. 2 111、平均アスペクト比 84) 20部を混合し、メチルェチルケトンに溶解させて、濃度 20重量％のアクリル系の接着剤組成物の溶液を調製した。

[0117] 更に、前記実施例 1と同様にして、離型処理フィルム上に厚さ 25 mの接着剤層を積層した接着シートを作製した。

[0118] (比較例 1)

本比較例 1に於!/、ては、接着剤組成物の調製の際に層状ケィ酸塩を添加しなかつたこと以外は、実施例 1と同様にして、本比較例 1に係る接着シートを作製した。尚、接着シートに於ける接着剤層の厚さは、 25 11 mとした。

[0119] (比較例 2)

本比較例 2に於いては、前記比較例 1で使用したブチルアタリレートに代えて、ァクリル酸エステル系ポリマーを主成分としたポリマー（根上工業 (株)製、パラクロン SN — 710)を用いたこと以外は、前記比較例 1と同様にして、本比較例 2に係る接着シートを作製した。尚、接着シートに於ける接着剤層の厚さは、 25 111とした。

[0120] (実施例 3)

本実施例 3に於いては、前記実施例 1に於いて、アクリル系粘着剤の調製にあたつて、層状珪酸塩を 42部添加した以外は実施例と 1と同じ組成のアクリル系粘着剤を調製した。しかし、層状珪酸塩を 42部添加したことにより、実施例 1及び 2の接着シートと比較して、有機樹脂組成物との相溶性が低ぐ不均一に分散された接着シートが得られた。

[0121] (実施例 4)

本実施例 4に於いては、接着剤組成物の調製の際に、層状珪酸塩としてソマシフ MEE (コープケミカル（株）製、長径の平均長さ 3· 2 m、平均アスペクト比 84) 0· 1 部を添加した以外は実施例 1と同様にして、本実施例に係る接着シートを作製した。尚、接着シートに於ける接着剤層の厚さは、 25 /^ 111とした。

[0122] (実施例 5)

本実施例 5に於いては、接着剤組成物の調製の際に、層状珪酸塩としてソマシフ MEE (コープケミカル（株）製、長径の平均長さ 3· 2 ^ 111,平均アスペクト比 84) 40部を添加した以外は実施例 1と同様にして、本実施例に係る接着シートを作製した。尚、接着シートに於ける接着剤層の厚さは、 25 /^ 111とした。

[0123] (実施例 6)

本実施例 6に於いては、前記実施例 1で使用した層状珪酸塩に代えて、窒化ホウ素（平均粒径 5 m、トクャマ (株)製、商品名； GSP)を 5部添加した以外は実施例と 1と同様にして、本実施例に係る接着シートを作製した。尚、接着シートに於ける接着剤層の厚さは、 25 H mとした。

[0124] (実施例 7)

本実施例 7に於いては、接着剤組成物の調製の際に、層状珪酸塩としてソマシフ MEE (コープケミカル（株）製、長径の平均長さ 3· 2 m、平均アスペクト比 84) 0· 0 9部を添加した以外は実施例 1と同様にして、本実施例に係る接着シートを作製した。尚、接着シートに於ける接着剤層の厚さは、 25 111とした。

[0125] (結果）

前記の実施例 1、 2、 4〜7、及び比較例 1、 2の接着シートについて、以下の方法により、引張貯蔵弾性率、剪断接着力、ダイシング性、吸湿信頼性の各評価を行った。これらの結果は表 1に示される通りであった。

[0126] [引張貯蔵弾性率]

離型処理を施した剥離ライナ上に、各実施例又は各比較例で使用した接着剤組成物の溶液を塗布して乾燥し、厚さ 100 の接着剤層を形成した。この接着剤層を 1 50°Cで lhrオーブン中に放置した後、粘弾性測定装置（レオメトリックス社製：形式： RSA— II)を用いて、各接着剤層の硬化後に於ける 200°Cでの引張貯蔵弾性率を測定した。より詳細にはサンプルサイズを長さ 30· 0 X幅 5. 0 X厚さ 0. 1mmとし、測定試料をフィルム弓 Iつ張り測定用治具にセットし、 50°C〜 250°Cの温度域で周波数 1. 0Hz、歪み 0. 025%、昇温速度 10°C/分の条件下で測定した。

[0127] [剪断接着力の測定]

前記実施例及び比較例に於!/、て作製した接着シートにつ!/、て、基板に対する仮固着時の剪断接着力を以下の通り測定した。 [0128] 先ず、アルミ蒸着ウェハをダイシングして、縦 2mm X横 2mm X厚さ 500 μ mのチップを作製した。このチップを、各実施例又は比較例で得られた接着シートにより、基板上にダイアタッチをして、各試験片を作製した。接着シートは、セパレーターから剥離した後、 2mm口に切断したものを用いた。ダイアタッチは、 120°Cの温度下で荷重 (0. 25MPa)をかけ、 1秒間加熱するという条件下で、ダイポンダー（（株）新川製 SP A— 300)を用いて行った。また、基板としては、 UniMicron Technology Corpo ration製の TFBGA16 X 16 (2216— 001A01) (商品名）を用いた。このとき、各実施例で得られた接着シートにつ!/、ては、基板及びチップに対して接着面に空隙を生じることなく仮固着すること力 Sでさた。

[0129] 剪断接着力の測定は、温度制御可能な熱板に各試験片を固定し、ダイアタッチされた半導体素子をプッシュプルゲージにて速度 0. 1mm/秒の速度で水平に押して、 175°C加温下にて行った。また、測定装置として、 Model— 2252 (商品名、 AIKO Hエンジニアリング (株)製)を使用した。尚、ダイアタッチ後に各試験片の加熱工程は行わなかった。

[0130] [ダイシング十生評価]

実施例及び比較例で得られた接着シートにダイシングテープ (NBD— 5170K、日東電工 (株)製）を 50°Cで貼り付けし、ウェハー（直径 6インチ、厚さ 150 m)の裏面に 50°Cで貝占り付けした。その後ダイサーを用いて、スピンドル回転数 40, 000rpm、切断速度 50mm/secで 5mm X 5mm角の半導体素子のサイズにダイシング（切断 )したときのチップ飛びの有無を調べた。前記チップ飛びが 10%以下のときをチップ飛びなしとした。

[0131] [ワイヤーボンディング性]

前記半導体素子をリードフレームのダイパッド部分に 120°C X 500gf X lsecの条件でダイボンディングした後、 115KHzワイヤポンダー（新 11製： UTC— 300BIsupe r)を用いて φ 25 mの金線（田中貴金属製 GMG— 25)にて下記の条件でワイヤーボンディングを行った。尚、すべてのボンディングを完了するのに約 1時間を要した。当該工程の終了後に、接着シート、半導体素子及びリードフレームの接着状態について確認したところ、各実施例の接着シートについては、 1時間の熱履歴が加わったにも関わらず完全に固着されておらず、仮固着の状態を維持していた。

[0132] ファーストボンディング加圧： 80g

ファーストボンディング超音波強度： 550mW

ファーストボンディング印加時間： 10msec

セカンドボンディング加圧： 80g

セカンドボンディング超音波強度： 500mW

[0133] [吸湿信頼性の評価]

前記半導体素子をビスマレイミド―トリアジン樹脂基板に、 120°C X 500gf X lsec の条件でダイボンディングした。その後、 180°Cで lhrの熱履歴を力、け、エポキシ系封止樹脂（日東電工製、商品名； HC— 300B6)により、これらをモールドマシン (TO WA製， Model—Y— serise)を用いて、 175°Cで、プレヒート設定 3秒、インジェクシヨン時間 12秒、キュア時間 120秒にてモールドした。更に、 175°C X 5hrの条件で加熱硬化して半導体パッケージを得た。

[0134] この半導体パッケージを、恒温恒湿器を用いて、温度 30°C、相対湿度 60%RHの環境下で、 192時間吸湿処理した。その後、 IRリフロー装置 SAI— 2604M (千住金属工業製）に 3回繰り返し投入した。そのときのパッケージ表面ピーク温度は、 260°C になるように調整した。その後、パッケージの中心部を切断し、切断面を研磨した後、キーエンス製光学顕微鏡を用いて、パッケージの断面を観察した。パッケージの断面に於いて、接着シートの剥離が認められな力、つたものを〇とし、剥離があったものを Xとした。

[0135] [表 1]

表 1から明らかなように、本発明の実施例 1 2 4 7の接着シートは良好な剪断接着力、及びダイシング性を示しており、これにより層状ケィ酸塩、窒化ホウ素等の層状粘土鉱物を添加することにより、接着性の低下を抑制できることが確認された。また、ワイヤーボンディングの成功率も 100%であり、各実施例の接着シートがずり変形を生じずワイヤーボンディング性に優れていることが分かった。また、実施例 1 2 4 6の接着シートにおいては吸湿信頼性試験において良好な剥離性を示し、剥離不良も生じなかった。即ち、各実施例の接着シートから、層状珪酸塩及び窒化ホウ素を使用することで、これまでにない耐熱性を有しながら高信頼性の半導体パッケージの提供が可能となることを確認した。これに対して、比較例 1、 2に示す従来のアクリル樹脂からなる接着剤の剪断接着力は加温下で十分な接着力を得られず、ワイヤーボンデイング時にチップずれ等のボンディング不良が発生した。尚、比較例 1、 2の接着シートを使用した場合、吸湿信頼性試験において剥離不良が発生した。

Claims

請求の範囲

[I] 半導体素子を被着体に接着させ、該半導体素子にワイヤーボンディングをする際に用いる半導体装置製造用の接着シートであって、親油性の層状粘土鉱物を含有することを特徴とする半導体装置製造用の接着シート。

[2] 前記層状粘土鉱物の含有量は、前記接着シートを構成する接着剤組成物 100重量部に対して、 0.；!〜 40重量部の範囲内であることを特徴とする請求項 1に記載の半導体装置製造用の接着シート。

[3] 前記被着体に対し、 175°Cの条件下で 0. 2〜2MPaの範囲内の剪断接着力を有することを特徴とする請求項 1に記載の半導体装置製造用の接着シート。

[4] 硬化前の 120°Cに於ける引張貯蔵弾性率は 1 X 10⁴Pa以上であり、硬化後の 200

°Cに於ける引張貯蔵弾性率は 50MPa以下であることを特徴とする請求項 1に記載の半導体装置製造用の接着シート。

[5] 前記接着剤組成物として熱可塑性樹脂が含有されていることを特徴とする請求項 2 に記載の半導体装置製造用の接着シート。

[6] 前記接着剤組成物として、熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂の双方が含有されてレ、ることを特徴とする請求項 2に記載の半導体装置製造用の接着シート。

[7] 前記熱可塑性樹脂がアクリル樹脂であることを特徴とする請求項 5に記載の半導体装置製造用の接着シート。

[8] 前記熱可塑性樹脂がアクリル樹脂であることを特徴とする請求項 6に記載の半導体装置製造用の接着シート。

[9] 前記熱硬化性樹脂がエポキシ樹脂又はフエノール樹脂の少なくとも何れか一方であることを特徴とする請求項 6に記載の半導体装置製造用の接着シート。

[10] 前記接着剤組成物がエポキシ樹脂、フエノール樹脂及びアクリル樹脂であり、アタリル樹脂成分 100重量部に対しエポキシ樹脂及びフエノール樹脂の混合量が 10〜20

0重量部であることを特徴とする請求項 2に記載の半導体装置製造用の接着シート。

[I I] 架橋剤が添加されていることを特徴とする請求項 10に記載の半導体装置製造用の接着シート。

[12] 前記架橋剤の添加量は、前記アクリル樹脂 100重量部に対し、 0. 05〜7重量部であることを特徴とする請求項 11に記載の半導体装置製造用の接着シート。

[13] 前記層状粘土鉱物の長径の平均長さは 0. 01〜； 100 mの範囲内であることを特徴とする請求項 1に記載の半導体装置製造用の接着シート。

[14] 前記層状粘土鉱物のアスペクト比は 20〜500の範囲内であることを特徴とする請求項 1に記載の半導体装置製造用の接着シート。

[15] 前記層状粘土鉱物は、層状ケィ酸塩であることを特徴とする請求項 1に記載の半導体装置製造用の接着シート。

[16] 親油性の層状粘土鉱物を含有する半導体装置製造用の接着シートを介して、半導体素子を被着体上に仮固着する仮固着工程と、

前記半導体素子にワイヤーボンディングをするワイヤーボンディング工程と、前記半導体素子を封止樹脂により樹脂封止する封止工程と、

封止された構造物を個別の半導体装置に切断する切断工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。

[17] 前記被着体は、基板、リードフレーム又は半導体素子であることを特徴とする請求項 16に記載の半導体装置の製造方法。

[18] 前記半導体素子を封止樹脂により封止する封止工程と、前記封止樹脂の後硬化を行う後硬化工程とを含み、

前記封止工程又は後硬化工程の少なくとも何れか一方の工程に於いて、加熱により封止樹脂を硬化させると共に、前記接着シートを介して半導体素子と被着体とを固着させることを特徴とする請求項 16に記載の半導体装置の製造方法。

[19] 前記ワイヤーボンディング工程は、 80°C〜250°Cの範囲内で行われることを特徴とする請求項 16に記載の半導体装置の製造方法。

[20] 前記層状粘土鉱物として、層状ケィ酸塩を使用することを特徴とする請求項 16に記載の半導体装置の製造方法。