JP2000150588A

JP2000150588A - 半導体装置用接着剤シートおよびそれを用いた部品ならびに半導体装置

Info

Publication number: JP2000150588A
Application number: JP10319210A
Authority: JP
Inventors: Taiji Sawamura; 泰司澤村; Hideo Takahashi; 秀雄高橋; Takayoshi Shiraishi; 誉悦白石
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1998-11-10
Filing date: 1998-11-10
Publication date: 2000-05-30

Abstract

(57)【要約】【課題】耐湿性に優れた半導体集積回路接続用基板およ
びそれを構成する部品ならびに半導体装置を工業的に提
供し、表面実装用の半導体装置の信頼性を向上させる。【解決手段】絶縁体層および導体パターンからなる配線
基板層、導体パターンが形成されていない層および接着
剤層をそれぞれ少なくとも１層以上有する半導体集積回
路接続用基板であって、該接着剤層を構成する接着剤組
成物がエポキシ樹脂（Ａ）、熱可塑性樹脂（Ｂ）および
ハイドロタルサイト系化合物（Ｃ）を必須成分として含
有することを特徴とする半導体集積回路接続用基板およ
びそれを構成する部品ならびに半導体装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路
（ＩＣ）を搭載し、パッケージ化する際に用いられる半
導体装置用接着剤シートおよびそれを用いた部品ならび
に半導体装置に関する。さらに詳しくは、ボールグリッ
ドアレイ（ＢＧＡ）、ランドグリッドアレイ（ＬＧＡ）
方式の表面実装パッケージに用いられる半導体集積回路
接続用基板を構成する絶縁層および導体パターンからな
る配線基板層と、たとえば金属補強板（スティフナー、
ヒートスプレッター）間を接着するのに用いられる半田
耐熱性、耐湿性、サーマルサイクル性等の信頼性に優れ
た半導体装置用接着剤シートおよびそれを用いた部品な
らびに半導体装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体集積回路（ＩＣ）パッケー
ジとして、デュアルインラインパッケージ（ＤＩＰ）、
スモールアウトラインパッケージ（ＳＯＰ）、クアッド
フラットパッケージ（ＱＦＰ）等のパッケージ形態が用
いられてきた。しかし、ＩＣの多ピン化とパッケージの
小型化に伴って、最もピン数の多くできるＱＦＰにおい
ても限界に近づいている。これは特にプリント基板に実
装する際に、外部端子（リード）間の狭ピッチ化による
取扱い性の困難化とプリント基板上の半田の印刷精度が
得にくいことによる。そこで近年、多ピン化、小型化の
手段としてＢＧＡ方式、ＬＧＡ方式、ＰＧＡ方式等が実
用化されてきた。中でも、ＢＧＡ方式はプラスチック材
料の利用による低コスト化、、軽量化、薄型化が図れる
だけでなく、表面実装可能なことから高く注目されてい
る。

【０００３】図１にＢＧＡ方式の例を示す。ＢＧＡ方式
は、ＩＣを接続した半導体集積回路接続基板の外部接続
端子としてＩＣのピン数にほぼ対応する半田ボールを格
子状（エリアアレイ）に有することを特徴としている。
プリント基板への接続は、半田ボール面をすでに半田が
印刷してあるプリント基板の導体パターン上に一致する
ように乗せて、リフローで半田を溶解する一括リフロー
により行われる。パッケージとしての特徴は、従来の
ＱＦＰ等周辺に接続端子を配列したＩＣパッケージに比
べて、パッケージ裏面に接続端子を配列する点であり、
より多くの接続端子を少ないスペースに広い間隔で配列
できるところにある。このため、実装面では、低実装面
積化と高実装効率化が図れる。

【０００４】この機能をさらに進めたものに、チップス
ケールパッケージ（ＣＳＰ）があり、その類似性からマ
イクロＢＧＡと称されている。本発明は、これらのＢＧ
Ａ構造を有するＣＳＰにも適用できる。

【０００５】一方、ＢＧＡパッケージには以下の課題が
ある。（ａ）半田ボール面の平面性、（ｂ）耐リフロー
性、（ｃ）放熱性、（ｄ）サーマルサイクル性、（ｅ）
耐湿性である。

【０００６】これらを改善する方法として、半導体集積
回路接続用基板に補強（平面性維持）、放熱、電磁的シ
ールドを目的とする金属板等の材料を積層する方法が一
般的に用いられている。特に、ＩＣを接続するための絶
縁層および導体パターンからなる配線基板層にＴＡＢテ
ープやフレキシブル基板を用いた場合に重要になる。

【０００７】このため、半導体集積回路接続用基板は、
図２に例示するように、ＩＣを接続するための絶縁体層
１１および導体パターン１３からなる配線基板層、補強
板（スティフナー）、放熱板（ヒートスプレッター）、
シールド板等の導体パターンが形成されていない層１
５、およびこれらを積層するための接着剤層１４をそれ
ぞれ少なくとも１層以上有する構造となっている。これ
らの半導体集積回路接続用基板は、あらかじめ配線基板
層または導体が形成されていない層のいずれかに接着剤
組成物を半硬化状態で積層した中間製品としての部品を
作成しておき、パッケージ組立工程で貼り合わせ、加熱
硬化させて作成される。

【０００８】最終的に、接着剤層１４は、パッケージ内
部に残留する。以上の点から接着剤層１４に要求される
特性として、（ａ）耐リフロー性、（ｂ）温度サイクル
やリフローの際に、配線基板層と補強板等の異種材料間
で発生する応力吸収（低応力性）、（ｃ）易加工性、
（ｄ）配線上に積層する場合の耐湿性などが挙げられ
る。

【０００９】中でも、重要な要求項目は耐リフロー性、
耐湿性と耐サーマルサイクル性である。耐リフロー性
は、半田浴浸漬、不活性ガスの飽和蒸気による加熱（ベ
ーパーフェイズ法）や赤外線リフローなどパッケージ全
体が２１０〜２７０℃の高温に加熱される実装工程にお
いて、接着剤層が剥離しパッケージの信頼性を低下する
というものである。リフロー工程における剥離の発生
は、接着剤層を硬化してから実装工程の間までに吸湿さ
れた水分が加熱時に爆発的に水蒸気化、膨張することに
起因するといわれており、その対策として後硬化したパ
ッケージを完全に乾燥し密封した容器に収納して出荷す
る方法が用いられている。

【００１０】耐湿性は、パッケージが高温高湿の環境下
に長時間さらされた場合、半導体素子のアルミ配線やパ
ッドが腐食し信頼性が低下するというものである。この
原因としては接着剤中に含まれている不純物イオン、特
に塩素や臭素などのハロゲンイオンによるものであると
いわれており、その対策として原料の高純度化など、接
着剤中に含まれる不純物イオンを低減する方法が提案さ
れている。

【００１１】耐サーマルサイクル性は、ＢＧＡなどピン
数の多いパッケージは動作時１００℃を越える高温にな
るため要求される特性であり、線膨張係数の異なる材料
間を接続する接着剤には発生応力を緩和する目的で、低
弾性率化が要求されている。

【００１２】このようなことから、接着剤の改良も種々
検討されている。例えば、耐サーマルサイクル性に優れ
た接着剤層として、低弾性率の熱可塑性樹脂あるいはシ
リコーンエラストマー（特公平６−５０４４８号公
報）、耐湿性を向上する目的で接着剤層中の含有塩素イ
オン量を２００ｐｐｍ以下にする方法（特開平７−７４
２１３号公報）などが提案されている。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかるに乾燥パッケー
ジを容器に封入する方法は製造工程および製品の取扱い
が煩雑にあるうえ、製品価格がきわめて高価になる欠点
がある。また、種々提案された接着剤も耐サーマルサイ
クル性や耐湿性において改善効果は見られるものの満足
できるものではなかった。

【００１４】本発明の目的は、耐湿性に優れた半導体装
置用接着剤シートおよびそれを用いた部品ならびに半導
体装置を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は少な
くとも１層以上の保護フィルム層と接着剤層からなる積
層体を有する半導体装置用接着剤シートであって、前記
接着剤層がエポキシ樹脂（Ａ）、熱可塑性樹脂（Ｂ）お
よびハイドロタルサイト系化合物（Ｃ）を含有する熱硬
化型の接着剤であることを特徴とする半導体集装置用接
着剤シートおよびそれを用いた部品ならびに半導体装置
である。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の構成を詳述する。
本発明における半導体用接着剤シートとは、スティフナ
ー、ヒートスプレッターや半導体素子を配線基板層（イ
ンターポーザー）に接続するものであり、それら被着体
の形状および材料は特に限定されない。

【００１７】本発明における接着剤層は、エポキシ樹脂
（Ａ）、熱可塑性樹脂（Ｂ）およびハイドロタルサイト
系化合物（Ｃ）を含有する熱硬化型の接着剤であること
が重要である。

【００１８】本発明の接着剤層に含有されるエポキシ樹
脂（Ａ）は、１分子中に２個以上のエポキシ基を有する
ものなら特に限定されず、これらの具体例としては、た
とえば、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、フェノ
ールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡ型エ
ポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビフェ
ニル型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ジシ
クロペンタジエン型エポキシ樹脂、臭素化ビスフェノー
ルＡ型エポキシ樹脂、臭素化ビスフェノールＦ型エポキ
シ樹脂などが挙げられる。

【００１９】本発明においてエポキシ樹脂（Ａ）の配合
量は、接着剤組成物中５〜９０重量％、好ましくは１０
〜７０重量％、さらに好ましくは２０〜６０重量％であ
る。

【００２０】本発明の接着剤層に含有される熱可塑性樹
脂（Ｂ）は、接着剤層に可撓性を与えるものであれば特
に限定されないが、その具体例としては、アクリロニト
リル−ブタジエン共重合体（ＮＢＲ）、アクリロニトリ
ル−ブタジエンゴム−スチレン樹脂（ＡＢＳ）、ポリブ
タジエン、スチレン−ブタジエン−エチレン樹脂（ＳＥ
ＢＳ）、アクリル、ポリビニルブチラール、ポリアミ
ド、ポリエチレン、ポリエステル、ポリイミド、ポリア
ミドイミド、ポリウレタン等が挙げられる。また、これ
らの熱可塑性樹脂は耐熱性向上のため、前述のエポキシ
樹脂（Ａ）と反応可能な官能基を有することが好まし
い。具体的には、アミノ基、カルボキシル基、エポキシ
基、水酸基、メチロール基、イソシアネート基、ビニル
基、シラノール基等が挙げられる。

【００２１】中でも、接着性、可撓性、熱応力緩和性の
点で、ブタジエンを必須共重合成分とする共重合体が好
ましく用いられる。特に、金属との接着性、耐薬品性等
の観点からアクリロニトリル−ブタジエン共重合体（Ｎ
ＢＲ）、スチレン−ブタジエン−エチレン樹脂（ＳＥＢ
Ｓ）、スチレン−ブタジエン樹脂（ＳＢＳ）等は好まし
い。さらにブタジエンを必須共重合成分としかつカルボ
キシル基を有する共重合体は好ましく用いられ、具体例
としてはカルボキシル基を有するＮＢＲ（ＮＢＲ−Ｃ）
およびカルボキシル基を有するＳＥＢＳ（ＳＥＢＳ−
Ｃ）が挙げられる。

【００２２】本発明の接着剤層に含有されるハイドロタ
ルサイト系化合物（Ｃ）は、下記式（Ｉ）または（Ｉ
Ｉ）で示される複合金属化合物である。

【００２３】Ｍｇ_xＡｌ_yＯ（ＯＨ）_2x+3y-nxＡｚ・ｍＨ₂Ｏ・・・（Ｉ）Ｍｇ_xＡｌ_yＯ_(2x+3y)/2 ・・・（ＩＩ）（ただし、Ａはｎ価の陰イオンＡ^n-を生成しうる官能
基、ｎは１〜３の整数、ｘ、ｙおよびｚは０＜ｙ／ｘ≦
１、０≦ｚ／ｙ＜１．５の関係にある０または正の数を
示す。）上記式（Ｉ）において、官能基Ａから生成しうるｎ価の
陰イオンＡ^n-の好ましい具体例としては、Ｆ^-、Ｃｌ^ー、
Ｂｒ^ー、Ｉ^ー、ＯＨ^ー、ＨＣＯ₃ ^ー、ＣＨ₃ＣＯＯ^ー、ＨＣＯ
Ｏ^ー、ＣＯ₃ ^2-、ＳＯ₄ ^2-、（ＣＯＯ^-）₂、酒石酸イオ
ン、クエン酸イオン、サリチル酸イオンなどが挙げられ
る。中でも、ＣＯ₃ ^2-が特に好ましい。

【００２４】上記式（ＩＩ）で表されるハイドロタルサ
イト系化合物（Ｃ）は、例えば、上記式（Ｉ）で表され
るハイドロタルサイト系化合物（Ｃ）を４００〜９００
℃で焼成処理することにより製造される。

【００２５】本発明で使用するハイドロタルサイト系化
合物（Ｃ）の好ましい具体例として、Ｍｇ_4.5Ａｌ₂（Ｏ
Ｈ）₁₃ＣＯ₃・３．５Ｈ₂Ｏ、Ｍｇ_4.5Ａｌ₂（ＯＨ）₁₃Ｃ
Ｏ₃、Ｍｇ₅Ａｌ_1.5（ＯＨ）₁₃ＣＯ₃・３．５Ｈ₂Ｏ、Ｍ
ｇ₅Ａｌ_1.5（ＯＨ）₁₃ＣＯ₃、Ｍｇ₆Ａｌ₂（ＯＨ）₁₆Ｃ
Ｏ₃・４Ｈ₂Ｏ、Ｍｇ_0.65Ａｌ_0.35Ｏ_1.175、Ｍｇ_0.7Ａｌ
_0.3Ｏ_1.15、Ｍｇ_0.75Ａｌ_0.25Ｏ_1.125、Ｍｇ_0.8Ａｌ_0.2
Ｏ_1.1などが挙げられる。

【００２６】本発明においてハイドロタルサイト系化合
物（Ｃ）の添加量は全体の０．０１〜１５重量％、好ま
しくは０．０２〜１０重量％、特に好ましくは０．０５
〜５重量％である。添加量が０．０１重量％未満では耐
湿性の向上効果が不十分である。

【００２７】本発明において、接着剤層に無機質充填材
（Ｄ）を添加することにより、耐リフロー性およびサー
マルサイクル性を一層向上させることができる。無機質
充填材（Ｄ）の具体例としては、たとえば結晶シリカ粉
末、溶融シリカ粉末、アルミナ、窒化珪素、水酸化アル
ミニウム、水酸化マグネシウム、カルシウム・アルミネ
ート水和物、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛、三酸化アン
チモン、五酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化チ
タン、酸化鉄、酸化コバルト、酸化クロム、タルク、ア
ルミニウム、金、銀、ニッケル、鉄などが挙げられる。
中でも、分散性の点から、水酸化アルミニウム、アルミ
ナ、溶融シリカが好ましく、その平均粒径は０．１〜２
０μｍのものが好ましく用いられる。

【００２８】無機質充填材（Ｄ）の配合量は、全体の１
〜９０重量％、好ましくは５〜７０重量％、特に好まし
くは８〜５０重量％である。

【００２９】本発明において、接着剤層にエポキシ樹脂
用の硬化剤（Ｅ）を添加することにより、耐リフロー性
および耐湿性を一層向上させることができる。硬化剤
（Ｅ）としては、エポキシ樹脂のグリシジル基と反応し
架橋するものであれば特に限定されず、アミン系硬化
剤、フェノール系硬化剤および酸無水物系硬化剤などが
用いられる。中でも、耐リフロー性および耐湿性の点で
芳香族アミン系硬化剤、フェノール系硬化剤が好ましく
用いられる。硬化剤（Ｅ）の具体例としては、たとえ
ば、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、
テトラエチレンペンタミン、Ｎ−アミノエチルピペラジ
ン、メンセンジアミン、ｍ−キシレンジアミン、ｍ−フ
ェニレンジアミン、ジアミノジフェニルメタン、ジアミ
ノジフェニルスルホン、フェノールノボラック樹脂、ク
レゾールノボラック樹脂、ビスフェノールＡ型樹脂や各
種レゾール樹脂などが挙げられる。

【００３０】硬化剤（Ｅ）の配合割合は、通常エポキシ
樹脂１当量に対してフェノール性水酸基０．５〜１０．
０当量、好ましくは０．７〜７．０当量となる範囲であ
ることが望ましい。

【００３１】本発明の接着剤層にエポキシ樹脂（Ａ）の
単独反応、エポキシ樹脂（Ａ）と熱可塑性樹脂（Ｂ）や
硬化剤（Ｅ）との反応を促進させる硬化促進剤を含有す
ることができる。硬化促進剤は硬化反応を促進するもの
ならば特に限定されず、その具体例としては、たとえ
ば、２−メチルイミダゾール、２，４−ジメチルイミダ
ゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾール、２−フ
ェニルイミダゾール、２−フェニル−４−メチルイミダ
ゾールおよび２−ヘプタデシルイミダゾールなどのイミ
ダゾール化合物、トリエチルアミン、ベンジルジメチル
アミン、α−メチルベンジルジメチルアミン、２−（ジ
メチルアミノメチル）フェノール、２，４，６−トリス
（ジメチルアミノメチル）フェノールおよび１，８−ジ
アザビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７などの３級
アミン化合物、ジルコニウムテトラメトキシド、ジルコ
ニウムテトラプロポキシド、テトラキス（アセチルアセ
トナト）ジルコニウムおよびトリ（アセチルアセトナ
ト）アルミニウムなどの有機金属化合物、およびトリフ
ェニルホスフィン、トリメチルホスフィン、トリエチル
ホスフィン、トリブチルホスフィン、トリ（ｐ−メチル
フェニル）ホスフィンおよびトリ（ノニルフェニル）ホ
スフィンなどの有機ホスフィン化合物が挙げられる。

【００３２】なお、これらの硬化促進剤は、用途によっ
て２種類以上を併用してもよく、その添加量は、エポキ
シ樹脂（Ａ）１００重量部に対して０．１〜１０重量部
の範囲が好ましい。

【００３３】本発明の接着剤層の厚みは、パッケージの
規格により適宜選択できるが、５〜５００μｍが好まし
く、より好ましくは２０〜２００μｍである。

【００３４】本発明の半導体装置用部品（以下部品とい
う）とは、半導体集積回路接続用基板および半導体装置
を作成するために用いられる中間加工段階の材料であ
る。該部品は、絶縁体層および導体パターンからなる配
線基板層および／または導体パターンが形成されていな
い層、保護層を有する接着剤層をそれぞれ少なくとも１
層以上有する構成のものである。たとえば、絶縁体層お
よび導体パターンからなる配線基板層としてフレキシブ
ルプリント基板あるいはＴＡＢテープを用い、その片面
あるいは両面にシリコーン処理したポリエステル保護フ
ィルムを有するＢステージの接着剤層を積層した接着剤
付き配線基板や、導体パターンが形成されていない層と
して銅、ステンレス、４２アロイ等の金属板を用い、そ
の片面あるいは両面に上記と同様の保護フィルムを有す
るＢステージの接着剤層を積層した接着剤付き金属板
（接着剤付きスティフナー等）が本発明の部品に該当す
る。絶縁体層および導体パターンからなる配線基板層お
よび導体パターンが形成されていない層をそれぞれ１層
以上有する場合でも、その最外層に保護フィルムを有す
るＢステージの接着剤層を積層した、いわゆる接着剤付
き半導体集積回路接続用基板も本発明の部品に包含され
る。

【００３５】ここでいう保護層とは、通常保護フィルム
から構成され、接着剤層を接着する前にその形態および
機能を損なうことなく剥離できれば特に限定されず、そ
の具体例としてはポリエステル、ポリオレフィン、ポリ
フェニレンスルフィド、ポリ塩化ビニル、ポリテトラフ
ルオロエチレン、ポリフッ化ビニル、ポリビニルブチオ
ラール、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、ポリ
カーボネート、ポリアミド、ポリイミド、ポリメチルメ
タクリレート等のプラスチックフィルム、これらにシリ
コーンあるいはフッ素化合物等の離型剤のコーティング
処理を施したフィルムおよびこれらのフィルムをラミネ
ートした紙、離型性のある樹脂を含浸あるいはコーティ
ング処理した紙等が挙げられる。保護フィルムの厚み
は、耐熱性の点から２０μｍ以上、好ましくは２５μｍ
以上、さらに好ましくは３５μｍ以上である。

【００３６】保護層の接着剤層に対する剥離力は、好ま
しくは１〜２００Ｎ／ｍ、さらに好ましくは３〜１００
Ｎ／ｍである。１Ｎ／ｍより低い場合は、保護フィルム
が脱落しやすく、２００Ｎ／ｍを越えると剥離が困難に
なるので好ましくない。

【００３７】本発明でいう半導体装置とは本発明の半導
体集積回路接続用基板を用いたものをいい、例えば、Ｂ
ＧＡタイプ、ＬＧＡタイプパッケージであれば特に形状
や構造は限定されない。半導体集積回路接続用基板とＩ
Ｃの接続方法は、ＴＡＢ方式のギャングボンディングお
よびシングルポイントボンディング、リードフレームに
用いられるワイヤーボンディング、フリップチッップ実
装での樹脂封止、異方性導電フィルム接続等のいずれで
もよい。また、ＣＳＰと称されるパッケージも本発明の
半導体装置に含まれる。

【００３８】配線基板層は、半導体素子の電極パッドと
パッケージの外部（プリント基板等）を接続するための
導体パターンを有する層であり、絶縁体層の片面または
両面に導体パターンが形成されているものである。

【００３９】ここでいう絶縁体層は、ポリイミド、ポリ
エステル、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルス
ルホン、ポリエーテルエーテルケトン、アラミド、ポリ
カーボネート、ポリアリレート等のプラスチックあるい
はエポキシ樹脂含浸ガラスクロス等の複合材料からな
る、厚さ１０〜１２５μｍの可撓性を有する絶縁性フィ
ルム、アルミナ、ジルコニア、ソーダガラス、石英ガラ
ス等のセラミック基板が好適であり、これから選ばれる
複数の層を積層して用いてもよい。また、必要に応じ
て、絶縁体層に加水分解、コロナ放電、低温プラズマ、
物理的粗面化、易接着コーティング処理等の表面処理を
施すことができる。

【００４０】導体パターンの形成は、一般にサブトラク
ティブ法あるいはアディティブ法のいずれかで行われる
が、本発明ではいずれを用いてもよい。

【００４１】サブトラクティブ法では、絶縁体層に銅箔
等の金属板を絶縁性接着剤で接着するか、あるいは金属
板に絶縁体層の前駆体を積層し、加熱処理などにより絶
縁体層を形成する方法で作成した材料を、薬剤処理でエ
ッチィングすることによりパターン形成する。材料の具
体例としては、リジッドあるいはフレキシブルプリント
基板用銅貼り材料やＴＡＢテープなどが挙げられる。中
でも、少なくとも１層以上のポリイミドフィルムを絶縁
体層とし、銅箔を導体パターンとするフレキシブルプリ
ント基板用銅貼り材料やＴＡＢテープが好ましく用いら
れる。

【００４２】アディティブ法では、絶縁体層に無電解メ
ッキ、電解メッキ、スパッタリング等により直接導体パ
ターンを形成する。いずれの場合も、形成された導体に
腐食防止のため耐食性の高い金属がメッキされていても
よい。また、配線基板層には必要に応じてビアホールが
形成され、両面に形成された導体パターンがメッキによ
り接続されていてもよい。

【００４３】金属板は配線基板の補強および寸法安定化
（補強板あるいはスティフナーと称される）、外部とＩ
Ｃの電磁的なシールド、ＩＣの放熱（ヒートスプレッタ
ー、ヒートシンクと称される）、半導体集積回路接続基
板への難燃性の付与、半導体集積回路接続用基板の形状
的による識別性の付与等の機能を担持するものである。
したがって、形状は層状だけでなく、たとえば放熱用と
してはフィン構造を有するものでもよい。上記の機能を
有するものであれば絶縁体、導電体のいずれであっても
よく、材料も特に限定されない。金属としては、銅、
鉄、アルミニウム、金、銀、ニッケル、チタン等、無機
材料としてはアルミナ、ジルコニア、ソーダーガラス、
石英ガラス、カーボン等、有機材料としてはポリイミド
系、ポリアミド系、ポリエステル系、ビニル系、フェノ
ール系、エポキシ系等のポリマー材料が挙げられる。ま
た、これらの組み合わせによる複合材料も使用できる。
例えば、ポリイミドフィルム上に薄い金属メッキをした
形状のもの、ポリマーにカーボンを練り込んで導電性を
もたせたもの、金属板に有機絶縁性ポリマーをコーティ
ングしたもの等が挙げられる。また、必要に応じて、絶
縁体層に加水分解、コロナ放電、低温プラズマ、物理的
粗面化、易接着コーティング処理等の表面処理を施すこ
とができる。

【００４４】次に、本発明の半導体装置用接着剤シート
およびそれを構成する部品ならびに半導体装置の製造方
法の例について説明する。

【００４５】（１）絶縁体層および導体パターンからな
る配線基板の作成：ポリイミドフィルム上に接着剤層お
よび保護層を積層した３層構造のＴＡＢテープを下記の
（ａ）〜（ｄ）の工程により加工する。（ａ）スプロケ
ットおよびデバイス孔の穿孔、（ｂ）銅箔との熱ラミネ
ート、（ｃ）パターン形成（レジスト塗布、エッチィン
グ、レジスト除去）、（ｄ）スズまたは金メッキ処理。
図３に得られたＴＡＢテープ（パターンテープ）の形状
を例示する。

【００４６】（２）導体パターンが形成されていない層
の作成：厚さ０．０５〜０．５ｍｍの銅板あるいはステ
ンレス板などの金属板をアセトンにより脱脂する。

【００４７】（３）接着剤層の作成：接着剤組成物を溶
剤に溶解した塗料を、離型性を有するポリエステルフィ
ルム上に塗布、乾燥する。接着剤層の膜厚は１０〜１０
０μｍとなるように塗布することが好ましい。乾燥条件
は、１００〜２００℃、１〜５分である。溶剤は特に限
定されないが、トルエン、キシレン、クロルベンゼン等
の芳香族系、メチルエチルケトン、メチルエチルイソブ
チルケトン等のケトン系、ジメチルホルムアミド、ジメ
チルアセトアミド、Ｎメチルピロドリン等の非プロトン
系極性溶剤単独あるいは混合物が好適である。塗工、乾
燥した接着剤層上にさらに剥離力の弱い離型性を有する
ポリエステルあるいはポリオレフィン系の保護フィルム
をラミネートして接着剤シートを得る。さらに接着剤厚
みを増す場合は、該接着剤シートを複数回積層すればよ
く、場合によってはラミネート後に、例えば４０〜１０
０℃で１〜２００時間程度エージングして硬化度を調整
してもよい。図６に本発明の半導体装置用接着剤シート
の構成を例示する。

【００４８】（４）半導体集積回路接続用基板の部品
（接着剤付き配線基板）の作成：上記（１）の配線基板
層に、上記（３）で作成した接着剤シートの片面の保護
フィルムを剥がした後にラミネートする。ラミネート面
は導体パターンがある面、またはない面のいずれでもよ
い。ラミネート温度２０〜２００℃、圧力０．１〜３Ｍ
Ｐａが好適である。最後に半導体装置の形状によって、
適宜打ち抜き、切断加工が施される。図４に本発明の部
品を例示する。

【００４９】（５）半導体集積回路接続用基板の部品
（接着剤付きスティフナー）の作成：上記（２）金属板
に、上記（３）で作成した接着剤シートの片側の保護フ
ィルムを剥がした後にラミネートする。ラミネート温度
２０〜２００℃、圧力０．１〜３ＭＰａが好適である。
また、（Ｂ）に上記（３）の塗料を直接塗布して乾燥さ
せ、保護フィルムをラミネートしてもよい。最後に半導
体装置の形状によって、適宜打ち抜き、切断加工が施さ
れる。図５に本発明の部品の例を示す。

【００５０】（６）半導体集積回路接続用基板の作成：（ａ）接着剤付き配線基板を用いる方法（４）の部品（接着剤付き配線基板）から接着剤層の保
護フィルムを剥がし、適当な形状に打ち抜いた金属板に
貼り合わせる。金属板は、たとえば外形が角型で中央に
配線基板のデバイス孔に合わせて、やはり角型の穴があ
る形状に打ち抜いたものが例示できる。貼り合わせ条件
は温度２０〜２００℃、圧力０．１〜３ＭＰａが好適で
ある。最後に、熱風オーブン内で該接着剤の加熱硬化の
ため８０〜２００℃で１５〜１８０分程度のポストキュ
アを行なう。

【００５１】（ｂ）接着剤付きスティフナーを用いる方
法（５）の部品（接着剤付きスティフナー）を、金型で打
ち抜き、たとえば角型で中央にやはり角型の穴がある形
状の接着剤付きスティフナーとする。該接着剤付きステ
ィフナーから保護フィルムを剥がし、上記（１）の
配線基板層の導体パターン面または裏面のポリイミドフ
ィルム面に、該接着剤付きスティフナーの中央の穴を、
配線基板のデバイス孔に一致させ貼り合わせる。貼り合
わせ条件は温度２０〜２００℃、圧力０．１〜３ＭＰａ
が好適である。最後に、熱風オーブン内で該接着剤の加
熱硬化のため８０〜２００℃で１５〜１８０分程度のポ
ストキュアを行なう。以上述べた半導体集積回路接続用
基板の例を図２に示す。

【００５２】（７）半導体装置の作成：（６）の半導体
集積回路接続用基板のインナーリード部を、ＩＣの金バ
ンプに熱圧着（インナーリードボンディング）し、ＩＣ
を搭載する。次いで、封止樹脂による樹脂封止工程を経
て半導体装置を作成する。得られた半導体装置を、他の
部品を搭載したプリント回路基板等と半田ボールを介し
て接続し、電子機器への実装をする。また、あらかじめ
ＩＣを上記（１）の配線基板に接続し、樹脂封止を行っ
た、いわゆるＴＣＰ型半導体装置を用いることもでき
る。図１に本発明の半導体装置の一態様の断面図を示
す。

【００５３】

【実施例】以下、実施例により本発明をさらに具体的に
説明する。しかしながら、本発明はこれら実施例に限定
されない。

【００５４】実施例１〜２、比較例１下記熱可塑性樹脂、エポキシ樹脂およびその他添加剤
を、それぞれ表１に示した組成比となるように配合し、
濃度２８重量％となるようにＤＭＦ／モノクロルベンゼ
ン／ＭＩＢＫ混合溶媒に４０℃で撹拌、溶解して接着剤
溶液を作成した。

【００５５】Ａ．エポキシ樹脂ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（エポキシ当量：１８
６）Ｂ．熱可塑性樹脂ＳＥＢＳ−Ｃ（旭化成（株）製、ＭＸ−０７３）Ｃ．ハイドロタルサイト系化合物Ｍｇ_4.5Ａｌ₂（ＯＨ）₁₃ＣＯ₃・３．５Ｈ₂ＯＤ．無機質充填材水酸化アルミニウムＥ．硬化剤４，４’−ジアミノジフェニルスルホン

【００５６】これらの接着剤溶液をバーコータで、厚さ
２５μｍのシリコート処理されたポリエチレンテレフタ
レートフィルムＩに、約５０μｍの乾燥厚さとなるよう
に塗布し、１００℃、１分および１５０℃で５分間乾燥
し接着剤シートを作成した。一方、ポリエチレンテレフ
タレートＩより剥離力の低いポリエチレンテレフタレー
トフィルムIIに、接着剤溶液を同様に約５０μｍとなる
ように塗布・乾燥した後、先の接着剤シートと接着剤面
どうしをラミネートして厚さ１００μｍの接着剤シート
を作成した。このシートについて接着力を測定し、半導
体接続基板にこのシートを貼り付け半導体接続用基板の
部品を製造し、耐リフロー性、耐湿性およびサーマルサ
イクル性を測定した。測定方法は以下のとおり行った。
結果を表１に示す。

【００５７】［耐湿性］表面にＡｌ蒸着した模擬素子を
接着剤シートを用いて搭載した１６pin ＤＩＰを封止材
（東レ：Ｔ−１０）にて成形、ポストキュアし、１２１
℃／１００％ＲＨの耐湿性試験を行って累積故障率５０
％になる時間を求めた。

【００５８】［耐リフロー性］導体幅１００μｍ、導体
間距離１００μｍの模擬パターンを形成した３０ｍｍ角
の半導体接続用基板に、５０μｍ厚の接着剤シートを４
０℃、１ＭＰａの条件でラミネートした後、接着剤シー
ト上に３０ｍｍ角の０．２５ｍｍ厚ＳＵＳ３０４を１５
０℃、７５ＭＰａの条件で圧着した。その後、１５０
℃、２時間の条件で硬化し耐リフロー性評価用サンプル
を作成した。

【００５９】３０ｍｍ□サンプル２０個を８５℃／８５
％ＲＨの条件下、１２時間吸湿させた後、Ｍａｘ．２３
０℃、１０秒のＩＲリフローにかけ、その剥離状態を超
音波短傷機により観察した。

【００６０】［サーマルサイクル性］耐リフロー性評価
用サンプルと同じ方法で作成した３０ｍｍ角のサンプル
１０個を、−２０℃〜１００℃、最低および最高温度で
各３０分保持の条件でサイクル処理し、超音波探傷機を
用いて内部剥離を観察した。

【００６１】

【表１】

【００６２】表１の結果から明らかなように、本発明に
より得られた半導体集積回路接続用基板の部品は、耐リ
フロー性、耐湿性、サーマルサイクル性の全てに優れる
ことが分かる。一方、本発明の半導体集積回路接続用基
板の部品を用いていない比較例１は、耐湿性において極
端に劣っている。

【００６３】

【発明の効果】本発明によれば、耐湿性に優れた熱硬化
型の半導体装置用接着剤シートおよびそれを用いた部品
ならびに半導体装置を工業的に実用化可能に得ることが
できた。さらに、表面実装用の半導体装置の信頼性を向
上させることができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明で使用する半導体装置用接着剤組成物お
よび半導体接着剤シートを用いたＢＧＡ型半導体装置の
一態様の概略断面図。

【図２】本発明で使用する半導体装置用接着剤組成物を
用いた半導体集積回路接続前の半導体集積回路接続用基
板の一態様の概略断面図。

【図３】半導体集積回路接続用基板を構成するパターン
テープ（ＴＡＢテープ）の一態様の概略斜視図。

【図４】本発明の半導体集積回路接続用基板の部品（接
着剤付き配線基板）の一態様の概略断面図。

【図５】本発明の半導体集積回路接続用基板の部品（接
着剤付きスティフナー）の一態様の概略断面図。

【図６】本発明の半導体装置用接着剤シートの一態様の
断面図。

【符号の説明】

１半導体集積回路２金バンプ３，１１，１７可撓性を有する絶縁性フィルム４，１２，１８配線基板層を構成する接着剤層５，１３，２１半導体集積回路接続用の導体６，１４，２３本発明の接着剤組成物より構成される
接着剤層７，１５導体パターンが形成されていない層（スティ
フナー）８，１６ソルダーレジスト９半田ボール１０封止樹脂１９スプロケット孔２０デバイス孔２２半田ボール接続用の導体部２４本発明の接着剤シートを構成する保護フィルム層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも１層以上の保護フィルム層と接
着剤層からなる積層体を有する半導体装置用接着剤シー
トであって、前記接着剤層がエポキシ樹脂（Ａ）、熱可
塑性樹脂（Ｂ）およびハイドロタルサイト系化合物
（Ｃ）を含有する熱硬化型の接着剤であることを特徴と
する半導体集装置用接着剤シート。
【請求項２】熱可塑性樹脂（Ｂ）がブタジエンを必須共
重合成分とする熱可塑性樹脂（Ｂ’）を含有することを
特徴とする請求項１記載の半導体装置用接着剤シート。
【請求項３】熱可塑性樹脂（Ｂ）がブタジエンを必須共
重合成分とし、かつカルボキシル基を有する熱可塑性樹
脂（Ｂ”）を含有することを特徴とする請求項１記載の
半導体装置用接着剤シート。
【請求項４】無機質充填材（Ｄ）を含有することを特徴
とする請求項１記載の半導体装置用接着剤シート。
【請求項５】保護フィルム層、接着剤層、金属板の順に
積層された半導体装置用部品において、前記接着剤層が
請求項１記載の半導体装置用接着剤シートであることを
特徴とする半導体装置用部品。
【請求項６】保護フィルム、接着剤層、絶縁体層および
導体パターンからなる配線基板の順に積層された半導体
装置用部品において、前記接着剤層が請求項１記載の半
導体装置用接着剤シートであることを特徴とする半導体
装置用部品。
【請求項７】少なくとも１層以上の接着剤層を有する半
導体装置において、前記接着剤層が請求項１記載の半導
体接着剤シートであることを特徴とする半導体装置。