WO2023085167A1 - 熱硬化性接着剤組成物、積層フィルム、接続体及びその製造方法 - Google Patents

熱硬化性接着剤組成物、積層フィルム、接続体及びその製造方法 Download PDF

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WO2023085167A1
WO2023085167A1 PCT/JP2022/040802 JP2022040802W WO2023085167A1 WO 2023085167 A1 WO2023085167 A1 WO 2023085167A1 JP 2022040802 W JP2022040802 W JP 2022040802W WO 2023085167 A1 WO2023085167 A1 WO 2023085167A1
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WO
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adhesive composition
thermosetting
thermosetting adhesive
adhesive
film
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PCT/JP2022/040802
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友佳 綱島
昌典 夏川
Original Assignee
株式会社レゾナック
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    • H01L21/50Assembly of semiconductor devices using processes or apparatus not provided for in a single one of the subgroups H01L21/06 - H01L21/326, e.g. sealing of a cap to a base of a container
    • H01L21/52Mounting semiconductor bodies in containers

Definitions

  • the present disclosure relates to a thermosetting adhesive composition, a laminated film, a connector, and a method for producing the same.
  • Patent Literature 1 discloses an adhesive sheet (die bond dicing sheet) having both a function of fixing a semiconductor wafer in a dicing process and a function of bonding a semiconductor chip to a substrate in a die bonding process.
  • thermosetting adhesive composition that exhibits excellent adhesion between circuit members such as semiconductor chips, printed circuit boards, and flexible printed circuit boards.
  • One aspect of the present disclosure provides an adhesive film comprising an adhesive layer composed of this thermosetting adhesive composition, a connector, and a method for producing the same.
  • thermosetting adhesive composition according to one aspect of the present disclosure is used for bonding circuit members together, and the thermosetting adhesive composition is heated at 130 ° C. for 1 hour (hereinafter referred to as Sometimes simply referred to as “after heating”), the storage elastic modulus at 35° C. is 700 MPa or less.
  • thermosetting adhesive composition after heating is relatively soft at 35°C. Since the adhesive layer composed of the thermosetting adhesive composition after heating is relatively soft, even the tip of a flexible printed circuit board (hereinafter referred to as "FPC board") can be adhered. adhesion can be achieved. This is because the adhesive layer can be deformed to some extent even if a force is applied to the tip of the FPC board in the direction of peeling from the adhesive layer after bonding, and the peeling energy is applied to the deformation of the adhesive layer. It is presumed that it is consumed.
  • FPC board flexible printed circuit board
  • the thermosetting adhesive composition may have a storage modulus of 4 MPa or more at 130°C after being heated at 130°C for 1 hour. That the storage modulus of the thermosetting adhesive composition at 130°C after heating is 4 MPa or more means that the thermosetting adhesive composition after heating is relatively hard at 130°C. Since the thermosetting adhesive composition after heating is relatively hard at 130° C., for example, the tip of the FPC board, the circuit member to be adhered (semiconductor chip or printed circuit board), and the adhesive composition disposed between them Wire bonding can preferably be performed on the structure including the adhesive layer.
  • thermosetting adhesive composition that exhibits excellent adhesion between circuit members such as semiconductor chips, printed circuit boards, and flexible printed circuit boards.
  • an adhesive film comprising an adhesive layer composed of this thermosetting adhesive composition, a connected body, and a method for producing the same.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing one embodiment of the laminated film according to the present disclosure.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing the state of the manufacturing process of the semiconductor module.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing the state of the manufacturing process of the semiconductor module.
  • FIG. 4 is a perspective view schematically showing an example of a stamped product according to the present disclosure.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line VV shown in FIG.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing how the adhesive pieces and the cover film covering them are picked up from the base film.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing the state of the manufacturing process of the semiconductor module.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a laminated film according to this embodiment.
  • a laminated film 10 shown in this figure comprises a base film 1, an adhesive layer 3, and a cover film 5 in this order.
  • the laminated film 10 has, for example, a width of 300 mm to 500 mm and a total length of 10 m to 400 m. The configuration of the laminated film 10 will be described below.
  • the base film 1 is not particularly limited as long as it can sufficiently withstand the tension applied in the manufacturing process of the adhesive layer 3 and the manufacturing process of the semiconductor module.
  • the base film 1 is preferably transparent from the viewpoint of the visibility of the adhesive layer 3 arranged thereon.
  • Examples of the base film 1 include polyester films such as polyethylene terephthalate film, polytetrafluoroethylene film, polyethylene film, polypropylene film, polymethylpentene film, polyvinyl acetate film, poly-4-methylpentene-1, and ethylene-vinyl acetate.
  • Polyolefin films such as copolymers, homocopolymers such as ethylene-ethyl acrylate copolymers, copolymers, or mixtures thereof, plastic films such as polyvinyl chloride films and polyimide films can be used.
  • the base film 1 may have a single layer structure or a multilayer structure.
  • the thickness of the base film 1 may be appropriately selected within a range that does not impair workability, and may be, for example, 10 to 200 ⁇ m, 20 to 100 ⁇ m, or 25 to 80 ⁇ m. These thickness ranges are practically acceptable and economically effective ranges.
  • the surface of the base film 1 is subjected to chemical treatment such as corona treatment, chromic acid treatment, ozone exposure, flame exposure, high voltage shock exposure, ionizing radiation treatment, or the like.
  • a physical surface treatment may be applied.
  • the base film 1 a film made of a fluororesin and having a low surface energy can also be used.
  • Such films include, for example, A-63 manufactured by Toyobo Film Solution Co., Ltd. (release agent: modified silicone), and A-31 manufactured by Toyobo Film Solution Co., Ltd. (release agent: Pt-based silicone), etc.
  • the surface of the base film 1 is coated with a release agent such as a silicone-based release agent, a fluorine-based release agent, or a long-chain alkyl acrylate-based release agent.
  • a release agent such as a silicone-based release agent, a fluorine-based release agent, or a long-chain alkyl acrylate-based release agent.
  • a release layer composed of a release agent may be formed.
  • the adhesion between the base film 1 and the adhesive layer 3 is, for example, 0.5 N/m or more.
  • the adhesive strength between the base film 1 and the adhesive layer 3 means the 90° peel strength. It means the peel strength measured when the adhesive layer was prepared and peeled from the base film at an angle of 90° and at a peel speed of 50 mm/min.
  • the adhesive layer 3 is used for adhesion between circuit members, and is particularly suitable for adhesion between a printed circuit board and the tip of an FPC board, or between a semiconductor chip and the tip of an FPC board. It is something that can be done.
  • a module 50A (connector) shown in FIG. 2 includes a semiconductor chip C, a printed circuit board 12 (first circuit member), an adhesive piece 3c, and an FPC board 15 (second circuit member).
  • the adhesive piece 3c adheres the printed circuit board 12 and the tip 15a of the FPC board 15 together.
  • the adhesive piece 3c is composed of a hardened adhesive piece 3p (see FIG. 4).
  • the adhesive piece 3p is obtained by punching the adhesive layer 3 shown in FIG. 1 into a predetermined shape.
  • the adhesive layer 16 bonds the printed circuit board 12 and the semiconductor chip C together.
  • the adhesive layer 16 may have the same composition as the adhesive piece 3c, or may have a different composition.
  • the module 50B shown in FIG. 3 is obtained by wire bonding the module 50A shown in FIG. A wire W1 electrically connects the semiconductor chip C and the printed circuit board 12, and a wire W2 electrically connects the printed circuit board 12 and the FPC board 15.
  • FIG. The semiconductor chip C is, for example, a sensor chip.
  • the printed circuit board 12 is for processing signals from the semiconductor chip C.
  • FIG. A signal from the printed circuit board 12 is transmitted to the tip portion 15 a of the FPC board 15 .
  • the adhesive piece 3p (adhesive layer) is composed of a thermosetting adhesive composition that satisfies Condition 1 below. ⁇ Condition 1 Storage modulus at 35°C of 700 MPa or less after being heated at 130°C for 1 hour.
  • thermosetting adhesive composition that satisfies Condition 1
  • the tip portion 15a of the FPC board 15 can be adhered to the circuit member to be adhered (in this embodiment, the printed circuit board 12) with high strength.
  • the storage modulus according to Condition 1 is 700 MPa or less, and may be 30 to 700 MPa, 30 to 500 MPa, or 30 to 200 MPa.
  • thermosetting adhesive composition that satisfies Condition 1 means that it is relatively soft at 35°C after being heated at 130°C for 1 hour. Therefore, in a state (see FIG. 2) in which the tip portion 15a of the FPC board 15 is adhered to the adhesive piece 3p (adhesive piece 3c) that has undergone a similar thermal history, the adhesive piece 3c is applied to the tip portion 15a. Even if a force is applied in the direction of peeling from the adhesive piece 3c, it is possible to deform the adhesive piece 3c to some extent. Since the peeling energy is consumed for the deformation of the adhesive piece 3p, it is possible to suppress the tip portion 15a from peeling off from the adhesive piece 3c.
  • thermosetting adhesive composition that satisfies Condition 1
  • Method 1 Increase the amount of thermoplastic resin (for example, acrylic rubber) contained in the thermosetting adhesive composition.
  • Method 2 Use a thermoplastic resin with a relatively low glass transition temperature (Tg).
  • Tg glass transition temperature
  • Method 3 Use a thermosetting resin having a flexible skeleton. According to the studies of the present inventors, methods 1 and 2 are more effective than method 3.
  • Method 1 when the thermosetting adhesive composition contains a thermoplastic resin, a thermosetting resin, and a filler, when the total mass of the thermosetting adhesive composition is 100 parts by mass, heat The content of the plastic resin is, for example, 20-40 parts by mass.
  • the Tg of the thermoplastic resin is, for example, -50°C to 20°C.
  • thermosetting adhesive composition that constitutes the adhesive piece 3p may further satisfy Condition 2 below. ⁇ Condition 2 Storage modulus at 130°C of 4 MPa or more after being heated at 130°C for 1 hour.
  • the storage elastic modulus according to condition 2 is 4 MPa or more, and may be 10 MPa or more or 20 MPa or more.
  • the upper limit of the storage elastic modulus according to condition 2 is, for example, 10000 MPa. The higher the storage elastic modulus according to condition 2, the easier the wire bonding connection tends to be.
  • condition 1 for example, when the amount of the thermoplastic resin contained in the thermosetting adhesive composition is relatively large so that the storage elastic modulus according to condition 1 is 700 MPa or less, The storage elastic modulus according to condition 2 also tends to decrease, and condition 2 tends to not be satisfied.
  • a thermosetting adhesive composition that satisfies condition 1 and also satisfies condition 2 in the thermosetting adhesive composition that satisfies condition 1, for example, a thermosetting resin having relatively many cross-linking points is adopted. , which is thought to increase the crosslink density after heating.
  • the thermosetting adhesive composition has undergone a curing reaction to some extent by heat treatment at 130° C. for 1 hour.
  • the extent to which the reaction has progressed can be quantified by differential scanning calorimetry. That is, the reaction rate calculated by the following formula from the calorific value C1 and the calorific value C2 obtained from the DSC curve obtained by differential scanning calorimetry at a temperature increase rate of 10 ° C./min is, for example, 40% or more, 50 % or more or 60% or more.
  • Reaction rate (%) (C1-C2) / C1 ⁇ 100
  • the calorific value C1 is the calorific value of the thermosetting adhesive composition (first object to be measured).
  • the calorific value C2 is the calorific value of the resin composition (second object to be measured) after heating the thermosetting adhesive composition at 130° C. for 1 hour.
  • the temperature range for differential scanning calorimetry is, for example, 30.degree. C. to 300.degree.
  • the temperature range for determining the calorific values C1 and C2 from the DSC curve obtained by measurement is 100°C to 270°C.
  • the melt viscosity of the thermosetting adhesive composition at 120°C is, for example, 3500 to 12000 Pa ⁇ s, and may be 3500 to 10000 Pa ⁇ s or 3500 to 8000 Pa ⁇ s. Since the melt viscosity at 120°C is within the above range, even if the tip 15a of the FPC board 15 has unevenness, the tip 15a and the member to be bonded (printed circuit board 12) can be heated without any gap. A curable adhesive composition can be placed. As a result, the tip portion 15a and the printed circuit board 12 can be bonded with high strength.
  • thermosetting adhesive composition has, for example, the property of not being excessively stretched.
  • the thermosetting adhesive composition contains a thermoplastic resin, a thermosetting resin, a curing accelerator, and an inorganic filler, and if necessary, a photoreactive monomer, a photopolymerization initiator, etc. may include The composition of the thermosetting adhesive composition will be described later.
  • the laminated film 10 is produced, for example, as follows. First, a coating liquid is prepared by dissolving a raw material resin composition of the adhesive layer 3 in a solvent such as an organic solvent to form a varnish. After coating the base film 1 with this coating liquid, the adhesive layer 3 is formed by removing the solvent. Coating methods include knife coating, roll coating, spray coating, gravure coating, bar coating and curtain coating. Next, the cover film 5 is attached to the surface of the adhesive layer 3 under the conditions of normal temperature to 60°C. Thereby, the laminated film 10 can be obtained. After the adhesive layer 3 is formed on the wide base film, the cover film 5 is attached so as to cover the adhesive layer 3 to prepare a laminated film, which is cut (slit) to a predetermined width. A laminated film 10 may be obtained.
  • FIG. 4 is a perspective view schematically showing a stamped product manufactured from the laminated film 10.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line VV shown in FIG.
  • the punched products 20 shown in these figures are arranged on a belt-shaped base film 1 having a width of 100 mm or less and arranged on the base film 1 in the longitudinal direction (the direction of arrow X shown in FIG. 4). and a cover film 5p covering the upper surfaces 3f of the adhesive pieces 3p and having the same shape as the adhesive pieces 3p.
  • the adhesive piece 3p is suitably applied to adhesion between the circuit member (semiconductor chip or printed circuit board) and the tip of the FPC board.
  • the area of the adhesive piece 3p in plan view is, for example, 1 to 100 mm 2 , and may be 3 to 50 mm 2 or 5 to 40 mm 2 .
  • a plurality of adhesive strips 3p arranged side by side on the base film 1 are sequentially picked up (see FIG. 6), and then each adhesive strip 3p is applied to a predetermined area of the circuit member. It is possible to efficiently bond the circuit member and the FPC member.
  • the punched product 20 can be obtained, for example, through the following steps.
  • a step of preparing the laminated film 10 A step of preparing the laminated film 10 .
  • B By punching out the adhesive layer 3 and the cover film 5 in the laminated film 10, a plurality of adhesive strips 3p arranged on the base film 1 in the longitudinal direction of the base film 1 are obtained. process.
  • thermosetting adhesive composition that constitutes the adhesive layer 3 and the adhesive piece 3p will be described.
  • a thermosetting adhesive composition contains, for example, a thermoplastic resin, a thermosetting resin, a curing accelerator, and an inorganic filler.
  • thermoplastic resin a resin having thermoplasticity, or a resin having thermoplasticity at least in an uncured state and forming a crosslinked structure after heating can be used.
  • thermoplastic resin from the viewpoint of excellent shrinkability, heat resistance and peelability, a (meth)acrylic copolymer having a reactive group (hereinafter, sometimes referred to as a "reactive group-containing (meth)acrylic copolymer”) there is) is preferred.
  • thermosetting adhesive composition may be in a mode that does not include a thermosetting resin. That is, an aspect including a reactive group-containing (meth)acrylic copolymer, a curing accelerator, and a filler may be used.
  • a thermoplastic resin can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.
  • Examples of the (meth)acrylic copolymer include (meth)acrylic acid ester copolymers such as acrylic glass and acrylic rubber, and acrylic rubber is preferred.
  • Acrylic rubber is preferably composed mainly of acrylic acid ester and is formed by copolymerization of monomers selected from (meth)acrylic acid ester and acrylonitrile.
  • (Meth)acrylates include methyl acrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, isopropyl acrylate, butyl acrylate, isobutyl acrylate, hexyl acrylate, cyclohexyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, lauryl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, propyl methacrylate, Isopropyl methacrylate, butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, hexyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, lauryl methacrylate and the like.
  • (meth)acrylic acid ester copolymer a copolymer containing butyl acrylate and acrylonitrile as copolymer components, and a copolymer containing ethyl acrylate and acrylonitrile as copolymer components are preferred.
  • the reactive group-containing (meth)acrylic copolymer is preferably a reactive group-containing (meth)acrylic copolymer containing a (meth)acrylic monomer having a reactive group as a copolymerization component.
  • a reactive group-containing (meth)acrylic copolymer can be obtained by copolymerizing a (meth)acrylic monomer having a reactive group and a monomer composition containing the above monomers. .
  • the reactive group is preferably an epoxy group, a carboxyl group, an acryloyl group, a methacryloyl group, a hydroxyl group, or an episulfide group, and more preferably an epoxy group or a carboxyl group from the viewpoint of crosslinkability.
  • the reactive group-containing (meth)acrylic copolymer is preferably an epoxy group-containing (meth)acrylic copolymer containing a (meth)acrylic monomer having an epoxy group as a copolymerization component.
  • the (meth)acrylic monomer having an epoxy group includes glycidyl acrylate, 4-hydroxybutyl acrylate glycidyl ether, 3,4-epoxycyclohexylmethyl acrylate, glycidyl methacrylate, 4-hydroxybutyl methacrylate glycidyl ether, 3,4- Epoxycyclohexylmethyl methacrylate and the like are included.
  • the (meth)acrylic monomer having a reactive group is preferably glycidyl acrylate or glycidyl methacrylate from the viewpoint of heat resistance.
  • the Tg of the thermoplastic resin is, for example, -50°C to 20°C, and may be -40°C to 10°C or -40°C to 0°C.
  • the Tg of the thermoplastic resin is ⁇ 50° C. or higher, it is easy to prevent the adhesive layer 3 from becoming excessively soft, and excellent handleability and adhesiveness can be achieved.
  • the Tg of the thermoplastic resin is 0° C. or less, the flexibility of the adhesive layer 3 can be easily secured, and excellent adhesive strength can be achieved.
  • the adhesive layer 3 can easily follow the unevenness, and excellent adhesiveness can be exhibited.
  • the Tg of a thermoplastic resin is the midpoint glass transition temperature value obtained by differential scanning calorimetry (DSC). Specifically, the Tg of the thermoplastic resin is the middle point calculated by measuring the heat quantity change under the conditions of a temperature increase rate of 10 ° C./min and a measurement temperature of -80 to 80 ° C. and a method based on JIS K7121: 1987. is the glass transition temperature.
  • the thermoplastic resin is a commercial product, the value described in the catalog or the like may be adopted.
  • the weight average molecular weight of the thermoplastic resin is preferably 100,000 or more and 2,000,000 or less. When the weight average molecular weight is 100,000 or more, it becomes easier to ensure heat resistance. On the other hand, when the weight-average molecular weight is 2,000,000 or less, it is easy to suppress deterioration in flow and adhesion.
  • the weight average molecular weight of the thermoplastic resin may be 400,000 or more and 2,000,000 or less, or 500,000 or more and 2,000,000 or less.
  • the weight-average molecular weight is a polystyrene-equivalent value obtained by gel permeation chromatography (GPC) using a standard polystyrene calibration curve.
  • the content of the thermoplastic resin is 20 to 40 parts when the total weight of the adhesive film is 100 parts by weight. Parts by mass are preferred. When the content is within the above range, the flexibility and adhesiveness of the adhesive layer 3 can be easily achieved at a higher level.
  • the (meth)acrylic copolymer having a reactive group as described above those obtained by polymerization methods such as pearl polymerization and solution polymerization may be used.
  • a commercially available product such as SG-P3 (trade name, manufactured by Nagase ChemteX Corporation) may be used.
  • thermosetting resin any resin that can be cured by heat can be used without particular limitation.
  • Thermosetting resins include epoxy resins, acrylic resins, silicone resins, phenol resins, thermosetting polyimide resins, polyurethane resins, melamine resins, and urea resins. These can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.
  • the epoxy resin is not particularly limited as long as it hardens and has a heat-resistant effect.
  • a bifunctional epoxy resin such as bisphenol A type epoxy, a phenol novolak type epoxy resin, a cresol novolak type epoxy resin, or the like can be used.
  • Conventionally known epoxy resins such as polyfunctional epoxy resins, glycidylamine type epoxy resins, heterocycle-containing epoxy resins, and alicyclic epoxy resins can be used as the epoxy resin.
  • bisphenol A type epoxy resins examples include Epikote 807, Epikote 815, Epikote 825, Epikote 827, Epikote 828, Epikote 834, Epikote 1001, Epikote 1004, Epikote 1007, Epikote 1009 (all manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), and DER-330. , DER-301, DER-361 (both manufactured by Dow Chemical Co., Ltd.), YD8125, YDF8170 (both manufactured by Tohto Kasei Co., Ltd.), and the like.
  • phenolic novolac epoxy resins examples include Epicoat 152 and Epicote 154 (both manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), EPPN-201 (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.), and DEN-438 (manufactured by Dow Chemical Co., Ltd.).
  • Examples of o-cresol novolak type epoxy resins include YDCN-700-10 (manufactured by Nippon Steel Chemical & Materials Co., Ltd.), EOCN-102S, EOCN-103S, EOCN-104S, EOCN-1012, EOCN-1025, EOCN-1027 ( Nippon Kayaku Co., Ltd.), YDCN701, YDCN702, YDCN703, YDCN704 (all manufactured by Tohto Kasei Co., Ltd.), N-500P-10 (manufactured by DIC Corporation), and the like.
  • polyfunctional epoxy resins examples include Epon 1031S, 1032H60 (both manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), Araldite 0163 (manufactured by BASF Japan), Denacol EX-611, EX-614, EX-614B, EX-622, EX-512. , EX-521, EX-421, EX-411, EX-321 (all manufactured by Nagase ChemteX Corporation), and the like.
  • amine-type epoxy resins examples include Epicoat 604 (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), YH-434 (manufactured by Tohto Kasei Co., Ltd.), TETRAD-X, TETRAD-C (both manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Co., Ltd.), ELM-120 ( manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.) and the like.
  • Araldite PT810 manufactured by BASF Japan
  • ERL4234, ERL4299, ERL4221, ERL4206 all manufactured by Union Carbide
  • These epoxy resins can be used singly or in combination of two or more.
  • the epoxy resin it is preferable to use a polyfunctional epoxy resin with a small functional group equivalent.
  • the storage elastic modulus at 130° C. after the heat treatment of the adhesive film is improved, and the wire bondability is excellent.
  • Specific examples include HP-4710 (manufactured by DIC Corporation), Epon 1031S, and 1032H60 (both manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation).
  • epoxy resin curing agent which is a part of the thermosetting resin component.
  • amines, polyamides, acid anhydrides, polysulfides, boron trifluoride, bisphenols having two or more phenolic hydroxyl groups in one molecule such as bisphenol A, bisphenol F, bisphenol S, phenol novolak resins , bisphenol A novolak resin, cresol novolak resin and other phenol resins.
  • Phenol resins such as phenol novolak resins, bisphenol A novolak resins, and cresol novolak resins are particularly preferable as epoxy resin curing agents from the viewpoint of excellent electrolytic corrosion resistance when moisture is absorbed.
  • the epoxy curing agent may be used in combination with the epoxy resin, or may be used alone.
  • Phenolite LF2882, Phenolite LF2822, Phenolite TD-2090, Phenolite TD-2149, Phenolite VH-4150, Phenolite VH4170 both manufactured by DIC Corporation, trade names
  • H -1 manufactured by Meiwa Kasei Co., Ltd., trade name
  • Epicure MP402FPY Epicure YL6065, Epicure YLH129B65, Millex XL, Millex XLC, Millex XLC-LL, Millex RN, Millex RS, Millex VR (all manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, (trade name) is preferably used.
  • the content of the thermosetting resin in the thermosetting adhesive composition is, for example, 20 to 60 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the thermosetting adhesive composition, even if it is 20 to 50 parts by mass. good.
  • the content of the thermosetting resin is within the above range, the shrinkage of the adhesive layer 3 due to thermosetting can be suppressed, and excellent adhesion after thermosetting can be easily achieved.
  • Curing accelerators include imidazoles, dicyandiamide derivatives, dicarboxylic acid dihydrazide, triphenylphosphine, tetraphenylphosphonium tetraphenylborate, 2-ethyl-4-methylimidazole-tetraphenylborate, 1,8-diazabicyclo[5,4, 0]undecene-7-tetraphenylborate and the like. These can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.
  • thermosetting adhesive composition contains a (meth)acrylic copolymer having an epoxy group
  • it may contain a curing accelerator that accelerates curing of the epoxy group contained in the (meth)acrylic copolymer.
  • Curing accelerators that accelerate the curing of epoxy groups include phenolic curing agents, acid anhydride curing agents, amine curing agents, imidazole curing agents, imidazoline curing agents, triazine curing agents and phosphine curing agents. mentioned.
  • imidazole-based curing agents are preferred because they can be expected to shorten the process time and improve workability.
  • These compounds can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.
  • the content of the curing accelerator in the thermosetting adhesive composition is, for example, 0.01 to 1.0 parts by mass, and 0.02 to 0.02 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the thermosetting adhesive composition. It may be 8 parts by weight or 0.03 to 0.5 parts by weight.
  • the content of the curing accelerator is within the above range, there is a tendency that the curability of the adhesive layer 3 can be improved while the decrease in storage stability can be sufficiently suppressed.
  • the thermosetting adhesive composition may contain an inorganic filler.
  • inorganic fillers include metallic fillers such as silver powder, gold powder and copper powder, and non-metallic inorganic fillers such as silica, alumina, boron nitride, titania, glass, iron oxide and ceramics.
  • the inorganic filler can be selected according to desired functions.
  • the inorganic filler may have an organic group on its surface.
  • By modifying the surface of the inorganic filler with an organic group it is possible to improve the dispersibility in an organic solvent when preparing a varnish for forming the adhesive layer 3 . In addition to this, it is possible to suppress the shrinkage of the adhesive layer 3 due to thermal curing, and it is easy to achieve both a high elastic modulus and excellent peelability of the adhesive layer 3 .
  • An inorganic filler having an organic group on its surface can be obtained, for example, by mixing a silane coupling agent represented by the following formula (B-1) with an inorganic filler and stirring the mixture at a temperature of 30° C. or higher. It can be confirmed by UV measurement, IR measurement, XPS measurement, or the like that the surface of the inorganic filler is modified with an organic group.
  • X represents an organic group selected from the group consisting of a phenyl group, a glycidoxy group, an acryloyl group, a methacryloyl group, a mercapto group, an amino group, a vinyl group, an isocyanate group and a methacryloxy group; represents an integer of 0 or 1 to 10, and each of R11, R12 and R13 independently represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms.
  • alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms include methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, nonyl group, decyl group, isopropyl group and isobutyl group.
  • the alkyl group having 1 to 10 carbon atoms is preferably a methyl group, an ethyl group, or a pentyl group from the viewpoint of easy availability.
  • X is preferably an amino group, a glycidoxy group, a mercapto group and an isocyanate group, more preferably a glycidoxy group and a mercapto group.
  • s in the formula (B-1) is preferably 0 to 5, more preferably 0 to 4, from the viewpoint of suppressing the film fluidity at high heat and improving the heat resistance.
  • Silane coupling agents include trimethoxyphenylsilane, dimethyldimethoxyphenylsilane, triethoxyphenylsilane, dimethoxymethylphenylsilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltris(2-methoxyethoxy)silane, N-(2 -aminoethyl)-3-aminopropylmethyldimethoxysilane, N-(2-aminoethyl)-3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-glycide xypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, 2-(3,4-epoxycyclohexyl)ethyltrimethoxysilane, 3-isocyanatopropyltriethoxysi
  • 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-isocyanatopropyltriethoxysilane, and 3-mercaptopropyltrimethoxysilane are preferred, and trimethoxyphenylsilane and 3-glycidoxysilane are preferred. More preferred are propyltrimethoxysilane and 3-mercaptopropyltrimethoxysilane.
  • a silane coupling agent can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.
  • the content of the coupling agent is, for example, 0 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the thermosetting adhesive composition, and 0.1 It may be up to 5 parts by mass, and from the viewpoint of storage stability, the upper limit may be 3 parts by mass.
  • the content of the inorganic filler is, for example, 30 to 50 parts by mass, and may be 35 to 45 parts by mass, with respect to 100 parts by mass of the thermosetting adhesive composition.
  • the content of the inorganic filler in the thermosetting adhesive composition is, for example, 450 parts by mass or less, and may be 400 parts by mass or less or 350 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the thermoplastic resin.
  • the lower limit of the content of the inorganic filler is not particularly limited. By setting the content of the inorganic filler within the above range, it is possible to suppress shrinkage due to heat curing, and it is easy to achieve both high melt viscosity and excellent peelability of the adhesive layer 3 .
  • the thermosetting adhesive composition may contain an organic filler.
  • organic fillers include carbon, rubber-based fillers, silicone-based fine particles, polyamide fine particles, polyimide fine particles, and the like.
  • the content of the organic filler is, for example, 450 parts by mass or less, and may be 400 parts by mass or less or 350 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the thermoplastic resin.
  • the lower limit of the content of the organic filler is not particularly limited, it is, for example, 10 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the thermoplastic resin.
  • the thermosetting adhesive composition may be diluted with an organic solvent if necessary.
  • the organic solvent is not particularly limited, it can be determined by considering the volatility and the like during film formation from the boiling point. Specifically, solvents with relatively low boiling points such as methanol, ethanol, 2-methoxyethanol, 2-ethoxyethanol, 2-butoxyethanol, methyl ethyl ketone, acetone, methyl isobutyl ketone, toluene, and xylene may cause film formation during film formation. It is preferable from the viewpoint that hardening does not progress easily.
  • a relatively high-boiling solvent such as dimethylacetamide, dimethylformamide, N-methylpyrrolidone, cyclohexanone, or the like. These solvents can be used singly or in combination of two or more.
  • the thickness of the adhesive layer 3 may be appropriately selected within a range that does not impair workability, and may be, for example, 1 to 200 ⁇ m, 5 to 150 ⁇ m, or 10 to 150 ⁇ m. When the thickness of the adhesive layer 3 is 1 ⁇ m or more, it is easy to ensure sufficient adhesiveness. Alternatively, it is easy to suppress protrusion from the cover film 5 .
  • the cover film 5 may be any material as long as it can be easily peeled off from the adhesive layer 3 .
  • polyester films such as polyethylene terephthalate film, polytetrafluoroethylene film, polyethylene film, polypropylene film, polymethylpentene film, polyvinyl acetate film, poly-4-methylpentene-1, and ethylene-vinyl acetate film.
  • Polymers, polyolefin films such as homopolymers or copolymers such as ethylene-ethyl acrylate copolymers, or mixtures thereof, plastic films such as polyvinyl chloride films, polyimide films, and the like can be used.
  • the cover film 5 may have a single layer structure or a multilayer structure.
  • an adhesive film may be used, and specifically, an adhesive film for dicing (manufactured by Maxell, Ltd.) is preferable.
  • the adhesive film may have an adhesive layer and a substrate layer.
  • the adhesive layer may be configured to be in contact with the adhesive layer 3 .
  • a photocurable adhesive layer or a pressure-sensitive adhesive layer can be used, and as the substrate layer, the plastic film or the like can be used.
  • the adhesive strength between the adhesive layer 3 and the cover film 5 is, for example, 70 N/m or less, may be 50 N/m or less, or may be 20 N/m or less.
  • the adhesive strength of the cover film 5 to the adhesive layer 3 after heat treatment at 90° C. for 1 second is preferably within the above range. Since the adhesive strength is 70 N/m or less, the adhesive layer 3 covered with the cover film 5 was temporarily pressed to the adherend (for example, substrate) at 90° C. for 0.5 seconds. After that, the cover film 5 can be easily peeled off from the semi-cured adhesive layer 3 with an adhesive tape or the like.
  • the adhesion strength of the cover film 5 to the adhesive layer 3 means the 90° peel strength.
  • the peel strength is measured when the cover film is peeled from the adhesive layer at an angle of 90° and at a peeling speed of 50 mm/min.
  • the adhesive strength may be a value after light irradiation.
  • the thickness of the cover film 5 may be appropriately selected within a range that does not impair workability, and may be, for example, 10 to 200 ⁇ m, 10 to 180 ⁇ m, or 15 to 140 ⁇ m. These thickness ranges are practically acceptable and economically effective ranges.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing how the adhesive piece 3p and the cover film 5p covering it are picked up from the base film 1.
  • the punched product 20 is pushed in the direction of the arrow shown in FIG. move.
  • the adhesive piece 3p and the front side of the cover film 5p are lifted from the base film 1, as shown in FIG.
  • the adhesive piece 3p and the cover film 5p are picked up by, for example, a pick-up device 65 having a suction force.
  • the adhesive piece 3p covered with the cover film 5p is placed on the surface 12a of the printed circuit board 12 (see FIG. 7).
  • the adhesive pieces 3p are temporarily pressure-bonded to the printed circuit board 12.
  • Temporary pressure bonding may be performed, for example, at a temperature of 60 to 100° C. and a pressing force of 0.1 to 2 MPa for 0.1 to 10 seconds.
  • the temporary pressure bonding semi-hardens the adhesive piece 3p, thereby improving the adhesive force to the surface 12a.
  • the cover film 5p is peeled off from the adhesive piece 3p using an adhesive tape or the like. As a result, the surface F1 of the adhesive piece 3p is exposed.
  • the bonding of the tip 15a of the FPC board 15 to the printed circuit board 12 includes the steps of pressing the tip 15a against the adhesive piece 3p and then curing the adhesive piece 3p by heating. That is, first, after the tip portion 15a of the FPC board 15 is placed on the upper surface 3f of the adhesive piece 3p, the tip portion 15a is pressure-bonded to the adhesive piece 3p. As a result, a laminate including the printed circuit board 12, the FPC board 15, and the adhesive piece 3p is obtained.
  • the crimping may be performed, for example, at a temperature of 90 to 150° C. and a pressing force of 0.1 to 3 MPa for 0.1 to 10 seconds. Next, the adhesive piece 3p is cured.
  • the curing treatment may be performed, for example, at a temperature of 100-175° C. for 30-240 minutes. Thereby, the module 50A shown in FIG. 2 is obtained. Since the adhesive piece 3p satisfies the condition 1, the adhesive piece 3c is deformed to some extent even if a force is applied to the tip portion 15a in the direction of peeling the tip portion 15a from the adhesive piece 3c after the curing process. As a result, it is possible to prevent the tip portion 15a from peeling off from the adhesive piece 3c.
  • the temperature conditions for the compression bonding and curing treatment may be set to about 120 to 140° C., and the treatment time may be set to about 30 to 90 minutes. From this point of view, the heating conditions in the conditions 1 and 2 are set at 130° C. for 1 hour. Having a relatively low temperature to which the module 50A is heated has the advantage of widening the choice of materials.
  • the module 50B shown in FIG. 3 is obtained. Since the adhesive piece 3p satisfies the above condition 2, it is possible to reduce the shaking of the adhesive piece 3c in the wire bonding process, thereby facilitating the wire bonding connection. After that, the semiconductor module is completed through a process of protecting the wires W1 and W2 of the module 50B with a resin material, a heat treatment for curing reaction of the adhesive piece 3c, and the like.
  • the adhesive piece 3p made of the adhesive composition is prepared in advance by die-cutting, but a coating liquid containing the adhesive composition is prepared and applied to the printed circuit board 12.
  • An adhesive layer may be formed by coating on the surface.
  • Example 1 An adhesive varnish was obtained by mixing the material shown in Example 1 of Table 1 with a solvent and vacuum degassing. This adhesive varnish was applied onto a release-treated PET film (base film) having a thickness of 38 ⁇ m. A film adhesive (adhesive layer) having a thickness of 25 ⁇ m was formed on one surface of the PET film through a drying process. A laminate film was obtained by attaching an adhesive film for dicing (manufactured by Maxell, Ltd.) to the surface of the film-like adhesive.
  • Examples 2 to 13 and Comparative Example 1 Laminated films were produced in the same manner as in Example 1, except that the adhesive varnishes having the compositions shown in Examples 2 to 13 and Comparative Example 1 in Tables 1 to 3 were used.
  • the sample was set in a dynamic viscoelasticity device (product name: Rheogel E-4000, manufactured by UBM Co., Ltd.) at a distance between chucks of 20 mm, a tensile load was applied, a frequency of 10 Hz, and a temperature increase rate of 3 ° C./min. , 35° C. and 130° C. were measured. Results are shown in Tables 1-3.
  • a dynamic viscoelasticity device product name: Rheogel E-4000, manufactured by UBM Co., Ltd.
  • melt viscosity The melt viscosity at 120°C of the film adhesive (before heating at 130°C for 1 hour) was measured by the following method. That is, a film-like adhesive with a thickness of 25 ⁇ m was laminated in multiple layers to a thickness of about 300 ⁇ m, and this was punched into a size of 10 mm ⁇ 10 mm to obtain a sample for measurement. A circular aluminum plate jig with a diameter of 8 mm was installed in a dynamic viscoelasticity device ARES (manufactured by TA Instruments), and the above sample was set thereon. After that, while giving 5% strain at 35°C, the temperature was raised to 150°C at a rate of 5°C/min for measurement. The frequency was kept constant at 1 Hz, the initial load was held at 200 g, and the axial force was held at 100 g. The melt viscosity values at 120° C. are listed in Tables 1-3.
  • the reaction rate of the film adhesive was measured by the following method. That is, 10 mg of the film adhesive was weighed into an aluminum pan (manufactured by Epolead Service Co., Ltd.), covered with an aluminum lid, and the evaluation sample was sealed in the sample pan using a crimper. Using a differential scanning calorimeter (Thermo plus DSC8235E, manufactured by Rigaku Corporation), DSC was measured in a nitrogen atmosphere at a heating rate of 10°C/min and a measurement temperature range of 30 to 300°C. As a means of analyzing the amount of heat generated, a partial area analysis method was used.
  • the total calorific value (unit: J/g) was calculated by specifying the baseline of the analysis temperature range and integrating the peak area by instructing the analysis in the temperature range of 100°C to 270°C of the DSC curve. This was defined as the initial calorific value C1.
  • the peel strength of the film adhesive was measured by the following method. First, the laminate film was punched into a size of 3.2 mm ⁇ 3.2 mm. After peeling off the base film from the laminated film, the film-like adhesive was attached to the organic substrate, and was temporarily pressure-bonded on a stage at 90° C. with a pressure of 1.0 N for 0.5 seconds. Next, the cover film is peeled off from the film-like adhesive, a polyimide film (Upilex 50S (trade name), manufactured by Ube Industries, Ltd.) with a size of 5 mm ⁇ 100 mm is attached to the film-like adhesive, and placed on a stage at 150°C. A force of 15 N was applied for 1 second.
  • a polyimide film Upilex 50S (trade name), manufactured by Ube Industries, Ltd.
  • the film adhesive was cured by heating at 130° C. for 1 hour to obtain a measurement sample.
  • the peel strength was measured at a test speed of 50 mm/min using a 90-degree peel tester (manufactured by Tester Sangyo Co., Ltd.). Results are shown in Tables 1-3.

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Abstract

回路部材同士の接着に用いられる熱硬化性接着剤組成物であって、当該熱硬化性接着剤組成物は130℃で1時間にわたって加熱された後において、35℃における貯蔵弾性率が700MPa以下である、熱硬化性接着剤組成物。基材フィルムと、基材フィルムの表面上に設けられた接着剤層とを備え、接着剤層が上記熱硬化性接着剤組成物によって構成されている、積層フィルム。

Description

熱硬化性接着剤組成物、積層フィルム、接続体及びその製造方法
 本開示は、熱硬化性接着剤組成物、積層フィルム、接続体及びその製造方法に関する。
 従来、半導体装置は以下の工程を経て製造される。まず、ダイシング用粘着シートに半導体ウエハを貼り付けた状態でダイシング工程を実施することによって、半導体ウエハを半導体チップに個片化する。その後、ピックアップ工程、ダイボンディング工程、ワイヤボンディング工程及びモールディング工程等が実施される。特許文献1は、ダイシング工程において半導体ウエハを固定する機能と、ダイボンディング工程において半導体チップを基板と接着させる機能とを併せ持つ粘接着シート(ダイボンドダイシングシート)を開示する。
特開2007-288170号公報
 ところで、近年、スマートフォンに代表される小型デバイス向け半導体モジュールの進化に伴い、半導体モジュールの製造プロセスも従来のものから著しく変化している。例えば、ダイシング工程及びダイボンディング工程を実施しないプロセスの実用化が進められている。これに伴い、半導体モジュールの製造プロセスで使用される接着剤組成物も従来と異なる性能が求められている。かかる状況に加え、本発明者らは半導体チップが搭載される小型デバイスの高機能化及び薄型化に対応すべく、小さい接着面積でありながら、十分な接着性を達成できる接着剤組成物の開発を進めた。
 本開示の一側面は、半導体チップ、プリント回路基板及びフレキシブルプリント回路基板等の回路部材同士の接着性に優れる熱硬化性接着剤組成物を提供する。本開示の一側面は、この熱硬化性接着剤組成物で構成された接着剤層を備える接着フィルム、接続体及びその製造方法を提供する。
 本開示の一側面に係る熱硬化性接着剤組成物は、回路部材同士の接着に用いられるものであり、当該熱硬化性接着剤組成物は130℃で1時間にわたって加熱された後(以下、場合により単に「加熱後」という。)において、35℃における貯蔵弾性率が700MPa以下である。
 加熱後の熱硬化性接着剤組成物の35℃における貯蔵弾性率が700MPa以下であることは、加熱後の熱硬化性接着剤組成物が35℃において比較的軟らかいことを意味する。加熱後の熱硬化性接着剤組成物で構成された接着剤層が比較的軟らかいことで、接着対象がフレキシブルプリント回路基板(以下、「FPC基板」という。)の先端部であっても優れた接着性を達成できる。これは、接着後にFPC基板の先端部に対して接着剤層から剥離する方向の力が加わっても、接着剤層がある程度変形することが可能であり、剥離のエネルギーが接着剤層の変形に消費されるためと推察される。
 上記熱硬化性接着剤組成物は、130℃で1時間にわたって加熱された後において、130℃における貯蔵弾性率が4MPa以上であってもよい。加熱後の熱硬化性接着剤組成物の130℃における貯蔵弾性率が4MPa以上であることは、加熱後の熱硬化性接着剤組成物が130℃において比較的硬いことを意味する。加熱後の熱硬化性接着剤組成物が130℃において比較的硬いことで、例えば、FPC基板の先端部と、接着対象の回路部材(半導体チップ又はプリント回路基板)と、これらの間に配置された接着剤層と含む構造体に対してワイヤボンディングを好適に実施することができる。
 本開示の一側面によれば、半導体チップ、プリント回路基板及びフレキシブルプリント回路基板等の回路部材同士の接着性に優れる熱硬化性接着剤組成物が提供される。本開示の一側面によれば、この熱硬化性接着剤組成物で構成された接着剤層を備える接着フィルム、接続体及びその製造方法が提供される。
図1は本開示に係る積層フィルムの一実施形態を模式的に示す断面図である。 図2は半導体モジュールの製造過程の状態を模式的に示す断面図である。 図3は半導体モジュールの製造過程の状態を模式的に示す断面図である。 図4は本開示に係る打ち抜き加工品の一例を模式的に示す斜視図である。 図5は図4に示すV-V線における断面図である。 図6は基材フィルムから接着剤片及びこれを覆うカバーフィルムがピックアップされる様子を模式的に示す断面図である。 図7は半導体モジュールの製造過程の状態を模式的に示す断面図である。
 以下、図面を参照しながら本開示の実施形態について詳細に説明する。ただし、本開示は以下の実施形態に限定されるものではない。以下の実施形態において、その構成要素(ステップ等も含む)は、特に明示した場合を除き、必須ではない。以下の説明では、同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。また、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。各図における構成要素の大きさは概念的なものであり、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。
 本明細書における数値及びその範囲も本開示を制限するものではない。本明細書において「~」を用いて示された数値範囲は、「~」の前後に記載される数値をそれぞれ最小値及び最大値として含む範囲を示す。本明細書中に段階的に記載されている数値範囲において、一つの数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。本明細書における「(メタ)アクリル」の記載は、「アクリル」及びそれに対応する「メタクリル」を意味する。
<積層フィルム>
 図1は本実施形態に係る積層フィルムを模式的に示す断面図である。この図に示す積層フィルム10は、基材フィルム1と、接着剤層3と、カバーフィルム5とをこの順序で備える。積層フィルム10は、例えば、幅が300mm~500mmであり、全長が10m~400mであり、例えば、ロール状に巻き取られて作製される。以下、積層フィルム10の構成について説明する。
[基材フィルム]
 基材フィルム1は、接着剤層3の製造プロセス及び半導体モジュールの製造プロセスにおいて加わる張力に十分に耐え得るものであれば、特に制限はない。基材フィルム1は、その上に配置される接着剤層3の視認性の観点から、透明であることが好ましい。基材フィルム1としては、ポリエチレンテレフタレートフィルム等のポリエステル系フィルム、ポリテトラフルオロエチレンフィルム、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、ポリビニルアセテートフィルム、ポリ-4-メチルペンテン-1、エチレン-酢酸ビニル共重合体、エチレン-アクリル酸エチル共重合体等の単独共重合体又は共重合体あるいはこれらの混合物等のポリオレフィン系フィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、ポリイミドフィルム等のプラスチックフィルムなどを用いることができる。基材フィルム1は単層構造であっても、多層構造であってもよい。
 基材フィルム1の厚さは、作業性を損なわない範囲で適宜選択すればよく、例えば、10~200μmであり、20~100μm又は25~80μmであってもよい。これらの厚さの範囲は、実用的に問題なく、経済的にも有効な範囲である。
 基材フィルム1に対する接着剤層3の密着力を高めるために、基材フィルム1の表面に、コロナ処理、クロム酸処理、オゾン暴露、火炎暴露、高圧電撃暴露、イオン化放射線処理等の化学的又は物理的表面処理を施してもよい。基材フィルム1として、フッ素樹脂からなる表面エネルギーの低いフィルムを用いることもできる。このようなフィルムとしては、例えば、東洋紡フィルムソリューション株式会社製のA-63(離型処理剤:変性シリコーン系)、及び、東洋紡フィルムソリューション株式会社製のA-31(離型処理剤:Pt系シリコーン系)等がある。
 基材フィルム1に対する接着剤層3の密着力が過度に高くなることを防止するために、基材フィルム1の表面に、シリコーン系剥離剤、フッ素系剥離剤、長鎖アルキルアクリレート系剥離剤等の離型剤から構成される離型層を形成してもよい。
 基材フィルム1と接着剤層3との間の密着力は、例えば、0.5N/m以上である。この密着力が0.5N/m以上であることで、積層フィルム10を製造する過程において基材フィルム1から接着剤層3が不用意に剥離することを防止しやすい。なお、基材フィルム1対する接着剤層3との密着力は、90°ピール強度を意味し、具体的には、基材フィルム1上に接着剤層3とが形成された幅20mmの試料を準備し、この接着剤層を90°の角度で且つ剥離速度50mm/分で基材フィルムから剥離したときに測定されるピール強度を意味する。
[接着剤層]
 接着剤層3は、回路部材同士の接着に用いられるものであり、特に、プリント回路基板とFPC基板の先端部との接着、あるいは、半導体チップとFPC基板の先端部との接着に好適に用いられるものである。図2に示すモジュール50A(接続体)は、半導体チップCと、プリント回路基板12(第一の回路部材)と、接着剤片3cと、FPC基板15(第二の回路部材)とを含む。接着剤片3cがプリント回路基板12とFPC基板15の先端部15aを接着している。接着剤片3cは接着剤片3p(図4参照)の硬化物によって構成されている。接着剤片3pは図1に示す接着剤層3を型抜きによって所定の形状に加工したものである。なお、接着剤層16は、プリント回路基板12と半導体チップCを接着している。接着剤層16は、接着剤片3cと同じ組成であってもよいし、異なる組成であってもよい。
 図3に示すモジュール50Bは、図2に示すモジュール50Aに対してワイヤボンディングを実施して得られるものである。ワイヤW1が半導体チップCとプリント回路基板12を電気的に接続し、ワイヤW2がプリント回路基板12とFPC基板15を電気的に接続している。半導体チップCは、例えば、センサーチップである。プリント回路基板12は半導体チップCからの信号を処理するためのものである。プリント回路基板12からの信号がFPC基板15の先端部15aに伝達される。
 接着剤片3p(接着剤層)は、以下の条件1を満たす熱硬化性接着剤組成物で構成されている。
・条件1
 130℃で1時間にわたって加熱された後において、35℃における貯蔵弾性率が700MPa以下であること。
 条件1を満たす熱硬化性接着剤組成物を使用することで、FPC基板15の先端部15aを、接着対象の回路部材(本実施形態ではプリント回路基板12)に高い強度で接着することができる。条件1に係る貯蔵弾性率は、700MPa以下であり、30~700MPaであってもよいし、30~500MPa又は30~200MPaであってもよい。
 条件1を満たす熱硬化性接着剤組成物は、130℃1時間の加熱後、35℃において比較的軟らかいことを意味する。そのため、これに近い熱履歴を経た接着剤片3p(接着剤片3c)にFPC基板15の先端部15aが接着されている状態(図2参照)において、先端部15aに対して接着剤片3cから剥離する方向の力が加わっても、接着剤片3cがある程度変形することが可能である。剥離のエネルギーが接着剤片3pの変形に消費されることにより、接着剤片3cから先端部15aが剥離することを抑制できる。
 条件1を満たす熱硬化性接着剤組成物を得るには、例えば、以下の手法が考えられる。
・手法1:熱硬化性接着剤組成物に含まれる熱可塑性樹脂(例えば、アクリルゴム)の量を比較的多くする。
・手法2:ガラス転移温度(Tg)が比較的低い熱可塑性樹脂を使用する。
・手法3:柔軟骨格を有する熱硬化性樹脂を使用する。
 本発明者らの検討によると、手法1,2が手法3よりも効果的である。手法1に関し、熱硬化性接着剤組成物が、熱可塑性樹脂と、熱硬化性樹脂と、フィラーとを含む場合、当該熱硬化性接着剤組成物の全質量を100質量部としたとき、熱可塑性樹脂の含有量は、例えば、20~40質量部である。手法2に関し、熱可塑性樹脂のTgは、例えば、-50℃~20℃である。
 接着剤片3pを構成する熱硬化性接着剤組成物は、以下の条件2を更に満たしてもよい。
・条件2
 130℃で1時間にわたって加熱された後において、130℃における貯蔵弾性率が4MPa以上であること。
 条件2を満たす熱硬化性接着剤組成物を使用することで、ワイヤボンディング工程における接着剤片3cの揺れを低減することができ、ワイヤボンディングの接続が容易となる。条件2に係る貯蔵弾性率は、上記のとおり、4MPa以上であり、10MPa以上又は20MPa以上あってもよい。条件2に係る貯蔵弾性率の上限値は、例えば、10000MPaである。条件2に係る貯蔵弾性率が高いほど、ワイヤボンディングの接続を容易としやすくなる傾向にある。
 なお、上述の条件1のみを考慮し、条件1に係る貯蔵弾性率が700MPa以下となるように、例えば、熱硬化性接着剤組成物に含まれる熱可塑性樹脂の量を比較的多くした場合、条件2に係る貯蔵弾性率も低下する傾向にあり、条件2を満たさない傾向にある。条件1を満たしつつ、条件2も満たす熱硬化性接着剤組成物を得るには、条件1を満たす熱硬化性接着剤組成物において、例えば、架橋点が比較的多い熱硬化性樹脂を採用し、これにより、加熱後の架橋密度を増大させることが考えられる。
 熱硬化性接着剤組成物は、130℃で1時間の加熱処理によって硬化反応がある程度進行していることが好ましい。反応が進行している程度は、差走査熱量測定によって定量化することができる。すなわち、昇温速度10℃/分の示差走査熱量測定によって得られるDSC曲線からそれぞれ求められる発熱量C1と発熱量C2から下記式で算出される反応率は、例えば、40%以上であり、50%以上又は60%以上であってもよい。
   反応率(%)=(C1-C2)/C1×100
 発熱量C1は、当該熱硬化性接着剤組成物(第一の測定対象)の発熱量である。発熱量C2は、当該熱硬化性接着剤組成物を130℃で1時間にわたって加熱した後の樹脂組成物(第二の測定対象)の発熱量である。なお、示差走査熱量測定の温度範囲は、例えば、30℃~300℃である。測定によって得られたDSC曲線から発熱量C1,C2を求める温度範囲は100℃~270℃である。反応率が40%以上であることで、製造工程後の経時劣化を抑制することができ、信頼性に優れる。
 熱硬化性接着剤組成物の120℃における溶融粘度は、例えば、3500~12000Pa・sであり、3500~10000Pa・s又は3500~8000Pa・sであってもよい。120℃における溶融粘度が上記範囲であることで、FPC基板15の先端部15aが凹凸を有していても、先端部15aと接着対象の部材(プリント回路基板12)との間に隙間なく熱硬化性接着剤組成物を配置することができる。これにより、先端部15aとプリント回路基板12を高い強度で接着することができる。
 熱硬化性接着剤組成物は、条件1,2の他に、例えば、過度に伸びない性質を備える。具体的には、熱硬化性接着剤組成物は、熱可塑性樹脂と、熱硬化性樹脂と、硬化促進剤と、無機フィラーとを含み、必要に応じ、光反応性モノマー及び光重合開始剤等を含んでもよい。熱硬化性接着剤組成物の組成については後述する。
 積層フィルム10は、例えば、以下のようにして作製される。まず、接着剤層3の原料樹脂組成物を有機溶剤等の溶媒に溶解させてワニス化した塗工液を準備する。この塗工液を基材フィルム1上に塗工した後、溶媒を除去することで接着剤層3を形成する。塗工方法としては、ナイフコート法、ロールコート法、スプレーコート法、グラビアコート法、バーコート法及びカーテンコート法等が挙げられる。次いで、接着剤層3の表面にカバーフィルム5を常温~60℃の条件で貼り合わせる。これにより、積層フィルム10を得ることができる。なお、幅の広い基材フィルムに接着剤層3を形成した後、これを覆うようにカバーフィルム5を貼り合わせることによって積層フィルムを作製し、これを所定の幅に切断(スリット)することによって積層フィルム10を得てもよい。
<打ち抜き加工品>
 図4は積層フィルム10から製造された打ち抜き加工品を模式的に示す斜視図である。図5は図4に示すV-V線における断面図である。これらの図に示す打ち抜き加工品20は、幅100mm以下の帯状の基材フィルム1と、基材フィルム1上に、その長手方向(図4に示す矢印Xの方向)に並ぶように配置されている複数の接着剤片3pと、接着剤片3pの上面3fを覆っており且つ接着剤片3pと同じ形状を有するカバーフィルム5pとを備える。
 接着剤片3pは、回路部材(半導体チップ又はプリント回路基板)とFPC基板の先端部との接着に好適に適用される。接着剤片3pの平面視における面積は、例えば、1~100mmであり、3~50mm又は5~40mmであってもよい。打ち抜き加工品20によれば、基材フィルム1上に並ぶように配置された複数の接着剤片3pを順次ピックアップし(図6参照)、その後、各接着剤片3pを回路部材の所定の領域に配置することができ、回路部材とFPC部材との接着を効率的に実施できる。
 打ち抜き加工品20は、例えば、以下の工程を経て得ることができる。
(A)積層フィルム10を準備する工程。
(B)積層フィルム10における接着剤層3及びカバーフィルム5を型抜きすることによって、基材フィルム1上に基材フィルム1の長手方向に並ぶように配置された複数の接着剤片3pを得る工程。
<熱硬化性樹脂組成物>
 接着剤層3及び接着剤片3pを構成する熱硬化性接着剤組成物について説明する。熱硬化性接着剤組成物は、例えば、熱可塑性樹脂と、熱硬化性樹脂と、硬化促進剤と、無機フィラーとを含む。
(熱可塑性樹脂)
 熱可塑性樹脂としては、熱可塑性を有する樹脂、又は少なくとも未硬化状態において熱可塑性を有し、加熱後に架橋構造を形成する樹脂を用いることができる。熱可塑性樹脂としては、収縮性、耐熱性及び剥離性に優れる観点から、反応性基を有する(メタ)アクリル共重合体(以下、「反応性基含有(メタ)アクリル共重合体」という場合もある)が好ましい。
 熱可塑性樹脂として、反応性基含有(メタ)アクリル共重合体を含む場合、熱硬化性接着剤組成物は熱硬化性樹脂を含まない態様でもよい。すなわち、反応性基含有(メタ)アクリル共重合体と、硬化促進剤と、フィラーとを含む態様でもよい。熱可塑性樹脂は、一種を単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。
 (メタ)アクリル共重合体としては、アクリルガラス、アクリルゴム等の(メタ)アクリル酸エステル共重合体等が挙げられ、アクリルゴムが好ましい。アクリルゴムは、アクリル酸エステルを主成分とし、(メタ)アクリル酸エステル及びアクリロニトリルから選択されるモノマーの共重合により形成されるものが好ましい。
 (メタ)アクリル酸エステルとしては、メチルアクリレート、エチルアクリレート、プロピルアクリレート、イソプロピルアクリレート、ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、ヘキシルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、2-エチルヘキシルアクリレート、ラウリルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、プロピルメタクリレート、イソプロピルメタアクリレート、ブチルメタクリレート、イソブチルメタクリレート、ヘキシルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、2-エチルヘキシルメタクリレート、ラウリルメタクリレート等が挙げられる。(メタ)アクリル酸エステル共重合体としては、共重合成分としてブチルアクリレート及びアクリロニトリルを含む共重合体、共重合成分としてエチルアクリレート及びアクリロニトリルを含む共重合体が好ましい。
 反応性基含有(メタ)アクリル共重合体は、反応性基を有する(メタ)アクリルモノマーを共重合成分として含む反応性基含有(メタ)アクリル共重合体であることが好ましい。このような反応性基含有(メタ)アクリル共重合体は、反応性基を有する(メタ)アクリルモノマーと、上記のモノマーとが含まれる単量体組成物を共重合することにより得ることができる。
 反応性基としては、耐熱性向上の観点から、エポキシ基、カルボキシル基、アクリロイル基、メタクリロイル基、水酸基、エピスルフィド基が好ましく、中でも架橋性の点から、エポキシ基及びカルボキシル基がより好ましい。
 本実施形態において、反応性基含有(メタ)アクリル共重合体は、エポキシ基を有する(メタ)アクリルモノマーを共重合成分として含むエポキシ基含有(メタ)アクリル共重合体であることが好ましい。この場合、エポキシ基を有する(メタ)アクリルモノマーとしては、グリシジルアクリレート、4-ヒドロキシブチルアクリレートグリシジルエーテル、3,4-エポキシシクロヘキシルメチルアクリレート、グリシジルメタクリレート、4-ヒドロキシブチルメタクリレートグリシジルエーテル、3,4-エポキシシクロヘキシルメチルメタクリレート等が挙げられる。反応性基を有する(メタ)アクリルモノマーは、耐熱性の観点から、グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレートが好ましい。
 熱可塑性樹脂のTgは、例えば、-50℃~20℃であり、-40℃~10℃又は-40℃~0℃であってもよい。熱可塑性樹脂のTgが-50℃以上であると、接着剤層3が過度に軟らかくなることを抑制しやすく、優れた取扱性及び接着性を達成できる。他方、熱可塑性樹脂のTgが0℃以下であると、接着剤層3の柔軟性を確保しやすく、優れた接着強度を達成できる。これに加え、被着体面に凹凸が存在しても、凹凸に接着剤層3が追随しやすく、優れた接着性を発現できる。
 熱可塑性樹脂のTgは、示差走査熱量測定(DSC)によって得られる中間点ガラス転移温度値である。熱可塑性樹脂のTgは、具体的には、昇温速度10℃/分、測定温度:-80~80℃の条件で熱量変化を測定し、JIS K7121:1987に準拠した方法によって算出した中間点ガラス転移温度である。なお、熱可塑性樹脂が市販品である場合、カタログ等に記載の値を採用してもよい。
 熱可塑性樹脂の重量平均分子量は、10万以上200万以下であることが好ましい。重量平均分子量が10万以上であると、耐熱性を確保しやすくなる。一方、重量平均分子量が200万以下であると、フローの低下及び貼付性の低下を抑制しやすい。熱可塑性樹脂の重量平均分子量は、40万以上200万以下又は50万以上200万以下であってもよい。なお、重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー法(GPC)で標準ポリスチレンによる検量線を用いたポリスチレン換算値である。
 反応性基を有する(メタ)アクリル共重合体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を共重合成分として含む場合、接着フィルム全体の質量を100質量部としたときに、熱可塑性樹脂の含有量が20~40質量部であることが好ましい。含有量が上記範囲内であると、接着剤層3の柔軟性、接着性がより高水準に達成しやすい。上述のような反応性基を有する(メタ)アクリル共重合体としては、パール重合、溶液重合等の重合方法によって得られるものを用いてもよい。あるいは、SG-P3(商品名、ナガセケムテックス株式会社製)等の市販品を用いてもよい。
(熱硬化性樹脂)
 熱硬化性樹脂としては、熱により硬化する樹脂であれば特に制限なく用いることができる。熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、熱硬化型ポリイミド樹脂、ポリウレタン樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂等が挙げられる。これらは、一種を単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。
 エポキシ樹脂は、硬化して耐熱作用を有するものであれば特に限定されない。エポキシ樹脂は、ビスフェノールA型エポキシ等の二官能エポキシ樹脂、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のノボラック型エポキシ樹脂などを用いることができる。エポキシ樹脂は、また、多官能エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、複素環含有エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂等、従来公知のものを用いることができる。
 ビスフェノールA型エポキシ樹脂としては、エピコート807、エピコート815、エピコート825、エピコート827、エピコート828、エピコート834、エピコート1001、エピコート1004、エピコート1007、エピコート1009(いずれも三菱ケミカル株式会社製)、DER-330、DER-301、DER-361(いずれもダウケミカル社製)、YD8125、YDF8170(いずれも東都化成株式会社製)等が挙げられる。
 フェノールノボラック型エポキシ樹脂としては、エピコート152、エピコート154(いずれも三菱ケミカル株式会社製)、EPPN-201(日本化薬株式会社製)、DEN-438(ダウケミカル社製)等が挙げられる。
 o-クレゾールノボラック型エポキシ樹脂としては、YDCN-700-10(日鉄ケミカル&マテリアル株式会社製)、EOCN-102S、EOCN-103S、EOCN-104S、EOCN-1012、EOCN-1025、EOCN-1027(いずれも日本化薬株式会社製)、YDCN701、YDCN702、YDCN703、YDCN704(いずれも東都化成株式会社製)、N―500P―10(DIC株式会社製)等が挙げられる。
 多官能エポキシ樹脂としては、Epon 1031S、1032H60(いずれも三菱ケミカル株式会社製)、アラルダイト0163(BASFジャパン社製)、デナコールEX-611、EX-614、EX-614B、EX-622、EX-512、EX-521、EX-421、EX-411、EX-321(いずれもナガセケムテックス株式会社製)等が挙げられる。
 アミン型エポキシ樹脂としては、エピコート604(三菱ケミカル株式会社製)、YH-434(東都化成株式会社製)、TETRAD-X、TETRAD-C(いずれも三菱ガス化学株式会社製)、ELM-120(住友化学株式会社製)等が挙げられる。
 複素環含有エポキシ樹脂としては、アラルダイトPT810(BASFジャパン社製)、ERL4234、ERL4299、ERL4221、ERL4206(いずれもユニオンカーバイド社製)等が挙げられる。これらのエポキシ樹脂は、一種を単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。
 エポキシ樹脂として、官能基当量が小さく且つ多官能なエポキシ樹脂を適用するのが好ましい。エポキシ樹脂を適用することにより、接着フィルムの加熱処理後の130℃での貯蔵弾性率が向上し、ワイヤボンディング性に優れる。具体的にはHP-4710(DIC株式会社製)、Epon 1031S、1032H60(いずれも三菱ケミカル株式会社製)が挙げられる。
 熱硬化樹脂成分の一部であるエポキシ樹脂硬化剤としては、通常用いられている公知の樹脂を使用することができる。具体的には、アミン類、ポリアミド、酸無水物、ポリスルフィド、三フッ化ホウ素、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールSのようなフェノール性水酸基を1分子中に二個以上有するビスフェノール類、フェノールノボラック樹脂、ビスフェノールAノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂等のフェノール樹脂などが挙げられる。エポキシ樹脂硬化剤としては、特に、吸湿時の耐電食性に優れるという観点から、フェノールノボラック樹脂、ビスフェノールAノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂等のフェノール樹脂が好ましい。
 なお、エポキシ硬化剤は、エポキシ樹脂と組み合わせて用いてもよいし、単独で用いてもよい。
 上記フェノール樹脂硬化剤の中でも、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VH-4150、フェノライトVH4170(いずれもDIC株式会社製、商品名)、H-1(明和化成株式会社製、商品名)、エピキュアMP402FPY、エピキュアYL6065、エピキュアYLH129B65、ミレックスXL、ミレックスXLC、ミレックスXLC-LL、ミレックスRN、ミレックスRS、ミレックスVR(いずれも三菱ケミカル株式会社製、商品名)を用いることが好ましい。
 熱硬化性接着剤組成物における熱硬化性樹脂の含有量は、熱硬化性接着剤組成物100質量部に対して、例えば、20~60質量部であり、20~50質量部であってもよい。熱硬化性樹脂の含有量が上記範囲内であると、接着剤層3の熱硬化に伴う収縮を抑制できるとともに、熱硬化後の優れた密着性を達成しやすい。
(硬化促進剤)
 硬化促進剤としては、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、一種を単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。
 熱硬化性接着剤組成物がエポキシ基を有する(メタ)アクリル共重合体を含有する場合、かかる(メタ)アクリル共重合体に含まれるエポキシ基の硬化を促進する硬化促進剤を含有することが好ましい。エポキシ基の硬化を促進する硬化促進剤としては、フェノール系硬化剤、酸無水物系硬化剤、アミン系硬化剤、イミダゾール系硬化剤、イミダゾリン系硬化剤、トリアジン系硬化剤及びホスフィン系硬化剤が挙げられる。これらの中でも、速硬化性、耐熱性及び剥離性の観点から、工程時間の短縮及び作業性の向上が期待できるイミダゾール系硬化剤であることが好ましい。これらの化合物は、一種を単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。
 熱硬化性接着剤組成物における硬化促進剤の含有量は、熱硬化性接着剤組成物100質量部に対して、例えば、0.01~1.0質量部であり、0.02~0.8質量部又は0.03~0.5質量部であってもよい。硬化促進剤の含有量が上記範囲内であると、接着剤層3の硬化性を向上させながら保存安定性の低下を十分抑制できる傾向にある。
(無機フィラー)
 熱硬化性接着剤組成物は、無機フィラーを含有してもよい。無機フィラーとしては、銀粉、金粉、銅粉等の金属フィラー、シリカ、アルミナ、窒化ホウ素、チタニア、ガラス、酸化鉄、セラミック等の非金属無機フィラーなどが挙げられる。無機フィラーは所望する機能に応じて選択することができる。
 上記無機フィラーは表面に有機基を有してもよい。無機フィラーの表面が有機基によって修飾されていることにより、接着剤層3を形成するためのワニスを調製するときの有機溶剤への分散性を向上できる。これに加え、接着剤層3の熱硬化に伴う収縮を抑制できるとともに、接着剤層3の高い弾性率及び優れた剥離性を両立しやすい。表面に有機基を有する無機フィラーは、例えば、下記式(B-1)で表されるシランカップリング剤と無機フィラーとを混合し、30℃以上の温度で攪拌することにより得ることができる。無機フィラーの表面が有機基によって修飾されたことは、UV測定、IR測定、XPS測定等で確認することが可能である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
 式(B-1)中、Xは、フェニル基、グリシドキシ基、アクリロイル基、メタクリロイル基、メルカプト基、アミノ基、ビニル基、イソシアネート基及びメタクリロキシ基からなる群より選択される有機基を示し、sは0又は1~10の整数を示し、R11、R12及びR13は各々独立に、炭素数1~10のアルキル基を示す。
 炭素数1~10のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、イソプロピル基、イソブチル基等が挙げられる。
 炭素数1~10のアルキル基は、入手が容易であるという観点から、メチル基、エチル基及びペンチル基が好ましい。Xは、耐熱性の観点から、アミノ基、グリシドキシ基、メルカプト基及びイソシアネート基が好ましく、グリシドキシ基及びメルカプト基がより好ましい。式(B-1)中のsは、高熱時のフィルム流動性を抑制し、耐熱性を向上させる観点から、0~5が好ましく、0~4がより好ましい。
 シランカップリング剤としては、トリメトキシフェニルシラン、ジメチルジメトキシフェニルシラン、トリエトキシフェニルシラン、ジメトキシメチルフェニルシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス(2-メトキシエトキシ)シラン、N-(2-アミノエチル)-3-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N-(2-アミノエチル)-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルトリエトキシシラン、3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3-イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3-ウレイドプロピルトリエトキシシラン、N-(1,3―ジメチルブチリデン)-3-(トリエトキシシリル)-1-プロパンアミン、N,N’―ビス(3-(トリメトキシシリル)プロピル)エチレンジアミン、ポリオキシエチレンプロピルトリアルコキシシラン、ポリエトキシジメチルシロキサン等が挙げられる。
 これらの中でも、3-アミノプロピルトリエトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3-イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、3-メルカプトプロピルトリメトキシシランが好ましく、トリメトキシフェニルシラン、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3-メルカプトプロピルトリメトキシシランがより好ましい。シランカップリング剤は、一種を単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。
 上記カップリング剤の含有量は、耐熱性と保存安定性とのバランスを図る観点から、熱硬化性接着剤組成物100質量部に対して、例えば、0~10質量部であり、0.1~5質量部であってもよく、保存安定性の観点から、上限値は3質量部であってもよい。
 無機フィラーの含有量は、熱硬化性接着剤組成物100質量部に対して、例えば、30~50質量部であり、35~45質量部であってもよい。熱硬化性接着剤組成物における無機フィラーの含有量は、熱可塑性樹脂100質量部に対し、例えば、450質量部以下であり、400質量部以下又は350質量部以下であってもよい。無機フィラーの含有量の下限は特に制限はないが、熱可塑性樹脂100質量部に対し、例えば、10質量部以上であり、50質量部以上であってもよい。無機フィラーの含有量を上記範囲とすることにより、熱硬化に伴う収縮を抑制できるとともに、接着剤層3の高い溶融粘度及び優れた剥離性を両立しやすい。
(有機フィラー)
 熱硬化性接着剤組成物は、有機フィラーを含有してもよい。有機フィラーとしては、カーボン、ゴム系フィラー、シリコーン系微粒子、ポリアミド微粒子、ポリイミド微粒子等が挙げられる。有機フィラーの含有量は、熱可塑性樹脂100質量部に対し、例えば、450質量部以下であり、400質量部以下又は350質量部以下であってもよい。有機フィラーの含有量の下限は特に制限はないが、熱可塑性樹脂100質量部に対し、例えば、10質量部以上である。
(有機溶剤)
 熱硬化性接着剤組成物は、必要に応じて、有機溶剤を用いて希釈してもよい。有機溶剤は特に限定されないが、製膜時の揮発性等を沸点から考慮して決めることができる。具体的には、メタノール、エタノール、2-メトキシエタノール、2-エトキシエタノール、2-ブトキシエタノール、メチルエチルケトン、アセトン、メチルイソブチルケトン、トルエン、キシレン等の比較的低沸点の溶剤が、製膜時にフィルムの硬化が進みにくいという観点から好ましい。また、製膜性を向上させる等の目的では、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド、N-メチルピロリドン、シクロヘキサノン等の比較的高沸点の溶剤を使用することが好ましい。これらの溶剤は、一種を単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。
 接着剤層3の厚さは、作業性を損なわない範囲で適宜選択すればよく、例えば、1~200μmであり、5~150μm又は10~150μmであってもよい。接着剤層3の厚さが1μm以上であることで十分な接着性を確保しやすく、他方、200μm以下であることで接着剤層3を構成する熱硬化性接着剤組成物が基材フィルム1又はカバーフィルム5からはみ出ることを抑制しやすい。
[カバーフィルム]
 カバーフィルム5は接着剤層3から容易に剥離し得るものであればよい。カバーフィルム5としては、ポリエチレンテレフタレートフィルム等のポリエステル系フィルム、ポリテトラフルオロエチレンフィルム、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、ポリビニルアセテートフィルム、ポリ-4-メチルペンテン-1、エチレン-酢酸ビニル共重合体、エチレン-アクリル酸エチル共重合体等の単独共重合体又は共重合体あるいはこれらの混合物等のポリオレフィン系フィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、ポリイミドフィルムなどのプラスチックフィルムなどを用いることができる。カバーフィルム5は単層構造であっても、多層構造であってもよい。多層構造である場合には、粘着フィルムであってもよく、具体的にはダイシング用粘着フィルム(マクセル株式会社製)が好ましい。粘着フィルムは、粘着層と、基材層とを有していてもよい。この場合、粘着層が接着剤層3と接するように構成されていてもよい。粘着層としては、光硬化型の粘着層又は感圧接着層を用いることができ、基材層としては前記プラスチックフィルムなどを用いることができる。
 接着剤層3とカバーフィルム5との間の密着力は、例えば、70N/m以下であり、50N/m以下であってもよく、20N/m以下であってもよい。特に、接着剤層3が熱硬化性を有する樹脂組成物からなる場合、90℃で1秒の熱処理後において、接着剤層3に対するカバーフィルム5の密着力が上記範囲であることが好ましい。この密着力が70N/m以下であることで、カバーフィルム5で覆われた状態の接着剤層3を90℃で0.5秒の条件で被着体(例えば、基板)に仮圧着させた後、半硬化した接着剤層3からカバーフィルム5を粘着テープ等で容易に剥離することができる。なお、接着剤層3に対するカバーフィルム5の密着力は、90°ピール強度を意味し、具体的には、接着剤層3と同じ組成からなる幅20mmの接着剤層上に同じ幅のカバーフィルムが配置された試料を準備し、このカバーフィルムを90°の角度で且つ剥離速度50mm/分で接着剤層から剥離したときに測定されるピール強度を意味する。密着力は、カバーフィルム5が光硬化型の粘着層を有する粘着フィルムの場合、光照射後の値であってもよい。
 カバーフィルム5の厚さは、作業性を損なわない範囲で適宜選択すればよく、例えば、10~200μmであり、10~180μm又は15~140μmであってもよい。これらの厚さの範囲は、実用的に問題なく、経済的にも有効な範囲である。
<半導体モジュールの製造方法>
 打ち抜き加工品20を使用し、図3に示すモジュール50B(接続体)を作製する方法について説明する。図6は基材フィルム1から接着剤片3p及びこれを覆うカバーフィルム5pがピックアップされる様子を模式的に示す断面図である。打ち抜き加工品20に一定の張力を付与した状態で、くさび状部材60に打ち抜き加工品20の基材フィルム1側の面を当接させながら、図6に示す矢印の方向に打ち抜き加工品20を移動させる。これにより、同図に示すように、接着剤片3p及びカバーフィルム5pの前方が基材フィルム1から浮いた状態となる。この状態のときに、例えば、吸引力を有するピックアップ装置65で接着剤片3p及びカバーフィルム5pをピックアップする。
 次いで、カバーフィルム5pで覆われた状態の接着剤片3pをプリント回路基板12の表面12aに配置する(図7参照)。この状態のまま、プリント回路基板12に対する接着剤片3pの仮圧着を行う。仮圧着は、例えば、温度60~100℃、押圧力0.1~2MPaの条件で0.1~10秒にわたって行えばよい。仮圧着によって、接着剤片3pが半硬化することで表面12aに対する接着力が向上する。その後、粘着テープ等を使用してカバーフィルム5pを接着剤片3pから剥離する。これにより、接着剤片3pの表面F1が露出した状態となる。
 プリント回路基板12に対するFPC基板15の先端部15aの接着は、接着剤片3pに対して先端部15aを圧着するステップと、その後、接着剤片3pを加熱により硬化させるステップとを含む。すなわち、まず、接着剤片3pの上面3fにFPC基板15の先端部15aを配置した後、接着剤片3pに対して先端部15aを圧着する。これにより、プリント回路基板12と、FPC基板15と、接着剤片3pとを含む積層体が得られる。圧着は、例えば、温度90~150℃、押圧力0.1~3MPaの条件で0.1~10秒にわたって行えばよい。次に、接着剤片3pの硬化処理を実施する。硬化処理は、例えば、温度100~175℃で30~240分にわたって行えばよい。これにより、図2に示すモジュール50Aが得られる。接着剤片3pが上記条件1を満たすことで、硬化処理後、接着剤片3cから先端部15aが剥離する方向の力が先端部15aに対して加わっても、接着剤片3cがある程度変形することにより、接着剤片3cから先端部15aが剥離することを抑制できる。なお、モジュール50Aを構成する部材の耐熱性を考慮し、圧着及び硬化処理の温度条件を120~140℃程度とし、処理時間を30~90分程度としてもよい。かかる観点から、上記条件1,2における加熱条件が130℃で1時間と設定されている。モジュール50Aが加熱される温度を比較的低くすることで、材料の選択肢が広がるという利点がある。
 モジュール50Aに対してワイヤボンディングを実施することにより、図3に示すモジュール50Bが得られる。接着剤片3pが上記条件2を満たすことで、ワイヤボンディング工程における接着剤片3cの揺れを低減することができ、ワイヤボンディングの接続が容易となる。その後、モジュール50BのワイヤW1,W2を樹脂材料で保護する加工、接着剤片3cの硬化反応が進行する加熱処理などを経て半導体モジュールが完成する。
 以上、本開示の実施形態について詳細に説明したが、本開示は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態においては、型抜きによって接着剤組成物からなる接着剤片3pを予め準備する場合を例示したが、接着剤組成物を含む塗液を準備し、これをプリント回路基板12の表面上に塗工することにより、接着剤層を形成してもよい。
 以下、本開示について実施例に基づいて説明する。本開示は以下の実施例に限定されるものではない。
 実施例及び比較例の接着剤ワニスを調製するため、以下の材料を準備した。
<エポキシ樹脂(熱硬化性樹脂)>
・YDF-8170C(商品名、日鉄ケミカル&マテリアル株式会社製、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、エポキシ当量:160)
・EXA-830CRP商品名)、DIC株式会社製、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、エポキシ当量:160)
・N-500P-10(商品名、DIC株式会社製、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、エポキシ当量204)
・エピクロンHP-4710(商品名、DIC株式会社製、ナフタレン型4官能エポキシ樹脂、エポキシ当量:170)
<フェノール樹脂(熱硬化性樹脂)>
・PSM-4326(商品名、群栄化学工業株式会社製、フェノール樹脂、官能基当量105)
・MEH-7800M(商品名、明和化学株式会社製、フェノールノボラック型フェノール樹脂、水酸基当量:167~180g/eq)
<熱可塑性樹脂>
・SG-P3(商品名、ナガセケムテックス株式会社製、グリシジル基含有アクリルゴム、分子量:80万、Tg:12℃)
・SG-708-6(商品名、ナガセケムテックス株式会社製、カルボキシル基含有アクリルゴム、分子量:70万、Tg:4℃)
・SG280 TEA(商品名、ナガセケムテックス株式会社製、カルボキシル基含有アクリルゴム、分子量:90万、Tg:-29℃)
・WS023(商品名、ナガセケムテックス株式会社製、ヒドロキシル基含有アクリルゴム、分子量:50万、Tg:-10℃)
<フィラー>
・SC-2050-HLG(商品名、株式会社アドマテックス製、表面処理フィラー)
・R972(商品名、日本アエロジル株式会社製、シリカ粒子)
<カップリング剤>
・A-189(商品名、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製、γ-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、シランカップリング剤)
・Z-6119(商品名、ダウ・東レ株式会社製、3-ウレイドプロピルトリエトキシシラン、シランカップリング剤)
<硬化促進剤>
・キュアゾール2PZ-CN(商品名、四国化成工業株式会社製、1-シアノエチル-2-フェニルイミダゾール)
(商品名、四国化成工業株式会社製、イミダゾール化合物)
・キュアゾール2PZ(商品名、四国化成工業株式会社製、2-フェニルイミダゾール)
<溶剤>
・シクロヘキサノン
(実施例1)
 表1の実施例1に示す材料と溶剤とを混合するとともに真空脱気することによって接着剤ワニスを得た。この接着剤ワニスを、厚さ38μmの表面離型処理PETフィルム(基材フィルム)上に塗工した。乾燥工程を経て、上記PETフィルムの一方の面に、厚さ25μmのフィルム状接着剤(接着剤層)を形成した。フィルム状接着剤の表面にダイシング用粘着フィルム(マクセル株式会社製)を貼り付けることによって積層フィルムを得た。
(実施例2~13及び比較例1)
 表1~3の実施例2~13及び比較例1に示す組成の接着剤ワニスを使用したことの他は、実施例1と同様にして積層フィルムをそれぞれ作製した。
 実施例及び比較例に係るフィルム状接着剤について以下の項目の評価を行った。
(貯蔵弾性率の測定)
(1)130℃1時間加熱後の貯蔵弾性率
 130℃で1時間にわたってフィルム状接着剤を加熱した後、フィルム状接着剤の貯蔵弾性率を次の方法で測定した。すなわち、厚さ25μmのフィルム状接着剤を複数積層することによって厚さ約300μmとし、これを幅4mm×33mmのサイズにし、130℃1時間硬化処理することによって測定用の試料を得た。試料を動的粘弾性装置(製品名:Rheogel E-4000、株式会社ユービーエム製)にチャック間距離20mmでセットし、引張荷重をかけて、周波数10Hz、昇温速度3℃/分で測定し、35℃及び130℃における貯蔵弾性率を測定した。表1~3に結果を示す。
(2)130℃1時間加熱前の貯蔵弾性率
 130℃で1時間にわたって加熱する前のフィルム状接着剤の貯蔵弾性率も上記と同様にして測定した。130℃における貯蔵弾性率を表1~3に示す。
(溶融粘度の測定)
 フィルム状接着剤(130℃1時間加熱前)の120℃における溶融粘度は次の方法で測定した。すなわち、厚さ25μmのフィルム状接着剤を複数積層することによって厚さ約300μmとし、これを10mm×10mmのサイズに打ち抜くことによって測定用の試料を得た。動的粘弾性装置ARES(TA instruments社製)に直径8mmの円形アルミプレート治具を設置し、更にここに上記試料をセットした。その後、35℃で5%の歪みを与えながら5℃/分の昇温速度で150℃まで昇温させながら測定した。周波数は1Hzで一定とし、初期荷重は200gに保持し、軸力は100gに保持した。120℃における溶融粘度の値を表1~3に記載した。
(発熱量の測定)
 フィルム状接着剤の反応率を次の方法で測定した。すなわち、アルミパン(株式会社エポリードサービス製)にフィルム状接着剤を10mg秤量し、アルミ蓋を被せ、クリンパを用いて評価サンプルをサンプルパン内に密閉した。示差走査熱量計(Thermo plus DSC8235E、株式会社リガク製)を使用し、窒素雰囲気下、昇温速度10℃/分、測定温度範囲30~300℃でDSCを測定した。発熱量の解析手段としては、部分面積の解析方法を用いた。DSC曲線の100℃~270℃の温度範囲で解析指示することにより、解析温度範囲のベースライン指定、及び、ピーク面積の積分を行うことで総発熱量(単位:J/g)を算出した。これを初期発熱量C1とした。
 実施例及び比較例で得られたフィルム状接着剤(初期サンプル、第一の測定対象)を130℃に設定したオーブンに入れ、1時間加熱処理した。加熱処理後のサンプル(第二の測定対象)を用い、加熱処理前と同じ手順で100℃~270℃の発熱量(単位:J/g)を算出した。これを加熱処理後発熱量C2とした。
 得られた2つの発熱量C1,C2の値を用いて反応率を下記の式で算出した。表1~3に結果を示す。
 反応率(%)=(C1-C2)/C1×100
(ピール強度の測定)
 フィルム状接着剤のピール強度を次の方法で測定した。まず、積層フィルムを3.2mm×3.2mmのサイズに打ち抜いた。積層フィルムから基材フィルムを剥がした後、フィルム状接着剤を有機基板に貼り付け、90℃のステージ上にて1.0Nの圧力で0.5秒間仮圧着した。次に、フィルム状接着剤からカバーフィルムを剥離し、サイズ5mm×100mmのポリイミドフィルム(ユーピレックス50S(商品名)、宇部興産株式会社製)をフィルム状接着剤に貼り付け、150℃のステージ上にて15Nの力で1秒間にわたって本圧着した。その後、130℃1時間の加熱によってフィルム状接着剤を硬化させ、測定試料を得た。90度剥離試験機(テスター産業株式会社製)にて試験速度50mm/分でピール強度を測定した。表1~3に結果を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
1…基材フィルム、3…接着剤層、3c,3p…接着剤片、5,5p…カバーフィルム、10…積層フィルム、12…プリント回路基板、15…フレキシブルプリント回路基板、15a…先端部、20…打抜き加工品、50A,50B…モジュール(接続体)、C…半導体チップ、W1,W2…ワイヤ。

Claims (10)

  1.  回路部材同士の接着に用いられる熱硬化性接着剤組成物であって、
     当該熱硬化性接着剤組成物は130℃で1時間にわたって加熱された後において、35℃における貯蔵弾性率が700MPa以下である、熱硬化性接着剤組成物。
  2.  当該熱硬化性接着剤組成物は130℃で1時間にわたって加熱された後において、130℃における貯蔵弾性率が4MPa以上である、請求項1に記載の熱硬化性接着剤組成物。
  3.  昇温速度10℃/分の示差走査熱量測定によって得られるDSC曲線からそれぞれ求められる、100℃~270℃の範囲における発熱量であって、第一の測定対象の発熱量C1に対する第二の測定対象の発熱量C2から下記式で算出される反応率が40%以上であり、
      反応率(%)=(C1-C2)/C1×100
     前記第一の測定対象が当該熱硬化性接着剤組成物であり、
     前記第二の測定対象が当該熱硬化性接着剤組成物を130℃で1時間にわたって加熱した後の樹脂組成物である、請求項1又は2に記載の熱硬化性接着剤組成物。
  4.  120℃における溶融粘度が3500~12000Pa・sである、請求項1~3のいずれか一項に記載の熱硬化性接着剤組成物。
  5.  熱可塑性樹脂と、熱硬化性樹脂と、無機フィラーとを含み、
     当該熱硬化性接着剤組成物の全質量を100質量部としたとき、前記熱可塑性樹脂の含有量が20~40質量部である、請求項1~4のいずれか一項に記載の熱硬化性接着剤組成物。
  6.  熱可塑性樹脂と、熱硬化性樹脂と、無機フィラーとを含み、
     当該熱硬化性接着剤組成物の全質量を100質量部としたとき、前記無機フィラーの含有量が30~50質量部である、請求項1~5のいずれか一項に記載の熱硬化性接着剤組成物。
  7.  前記熱可塑性樹脂は-50℃~20℃の範囲にガラス転移温度を有する、請求項5又は6に記載の熱硬化性接着剤組成物。
  8.  基材フィルムと、
     前記基材フィルムの表面上に設けられた接着剤層と、
    を備え、
     前記接着剤層が請求項1~7のいずれか一項に記載の熱硬化性接着剤組成物によって構成されている、積層フィルム。
  9.  第一の回路部材と、第二の回路部材と、前記第一及び第二の回路部材の間に配置された接着剤層とを備える積層体を準備する工程と、
     前記積層体を100~175℃で30~240分にわたって加熱する工程と、
     前記第一の回路部材と前記第二の回路部材とをワイヤボンディングする工程と、
    をこの順序で含み、
     前記第一の回路部材がプリント回路基板及び半導体チップからなる群から選ばれる一種であり、
     前記第二の回路部材がフレキシブルプリント回路基板であり、
     前記接着剤層が請求項1~7のいずれか一項に記載の熱硬化性接着剤組成物によって構成されている、接続体の製造方法。
  10.  第一の回路部材と、
     第二の回路部材と、
     前記第一及び第二の回路部材の間に配置された接着剤層と、
    を備え、
     前記第一の回路部材がプリント回路基板及び半導体チップからなる群から選ばれる一種であり、
     前記第二の回路部材がフレキシブルプリント回路基板であり、
     前記接着剤層が請求項1~7のいずれか一項に記載の熱硬化性接着剤組成物の硬化物によって構成されている、接続体。
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