JP2001131501A

JP2001131501A - 三層接着フィルム、半導体チップ搭載用基板及び半導体装置

Info

Publication number: JP2001131501A
Application number: JP31338499A
Authority: JP
Inventors: Yoichi Hosokawa; 羊一細川; Yoshihiro Nomura; 好弘野村
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd
Current assignee: Showa Denko Materials Co Ltd
Priority date: 1999-11-04
Filing date: 1999-11-04
Publication date: 2001-05-15

Abstract

(57)【要約】【課題】打ち抜き時の作業性に優れ、半導体用接着フ
ィルムに好適な三層接着フィルム、これを接着した半導
体チップ搭載用基板及びこのフィルムを用いた半導体装
置。【解決手段】基材フィルムの両面に接着剤層を形成し
た三層フィルムにおいて、接着剤層は全硬化発熱量の１
０〜４０％の発熱を終えた半硬化状態で、硬化後の貯蔵
弾性率が２５℃で１０〜２０００ＭＰａであり、２６０
℃で３〜５０ＭＰａであり、基材フィルムは全硬化発熱
量の４０％以上の発熱を終えた状態で、硬化後の貯蔵弾
性率が２５℃で１０〜２０００ＭＰａであり、２６０℃
で３〜５０ＭＰａである三層接着フィルム、このフィル
ムを接着してなる半導体チップ搭載用基板及びこのフィ
ルムを用いて製造される半導体装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体チップの接
着及び半導体チップ搭載用基板の接着に用いられる絶縁
性を有する三層接着フィルム、半導体チップ搭載用基板
及びこのフィルムを用いて製造される半導体装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子機器の小型化、高周波数動作
化の動向に伴い、これに搭載する半導体パッケージは基
板に高密度で実装することが要求され、小型・軽量化が
進むとともに、外部端子がパッケージ下部に格子状に配
置されたマイクロＢＧＡ（ボールグリッドアレイ）やＣ
ＳＰ（チップサイズパッケージ）と呼ばれる小型のパッ
ケージの開発が進められている。

【０００３】これらのパッケージは、２層配線構造を有
するガラスエポキシ基板や１層配線構造のポリイミド基
板などの有機基板の上に絶縁性接着剤を介してチップを
搭載し、チップ側の端子と配線板側端子とがワイヤボン
ドないしはＴＡＢ（テープオートメーテッドボンディン
グ）のインナーボンディング方式で接続され、接続部と
チップ上面部ないしは端面部とがエポキシ系樹脂封止材
ないしはエポキシ系液体封止材で封止され、配線基板裏
面にはんだボールなど金属端子が格子状に配置された構
造が採用されている。そして、これらのパッケージの複
数個が電子機器の基板にはんだリフロー方式で高密度面
付け一括実装する方式が採用されつつある。

【０００４】しかし、これらのパッケージに用いられる
絶縁性接着剤の一例としては、動的粘弾性装置で測定さ
れる２５℃での貯蔵弾性率が３０００ＭＰａ以上の液状
のエポキシダイボンド材が用いられ、パッケージを実装
後のはんだボール接続部の接続信頼性が悪く、耐温度サ
イクル信頼性に劣っていた。接続信頼性を向上する方法
として、絶縁性接着剤に液状の低弾性シリコン系エラス
トマをコーティングして用いる技術が提案されている。
しかしながら、シリコン系エラストマを用いる方法で
は、耐温度サイクル性には優れるものの作業性や配線基
板表面に対する高温時の接着性に劣り耐リフロー性に劣
るという問題があった。これらの問題を解決する方法と
して、作業性に優れた低弾性接着フィルムが開発されて
実用されている（国際公開公報ＷＯ９８／１５９７
５）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、接着フ
ィルムの接着剤は有機基板への接着性や配線間の段差埋
め込みを満たすために半硬化状態の熱硬化性樹脂が用い
られており、接着フィルム単体としては柔らかく、有機
基板に圧着する場合の切断や打ち抜き等の作業性が悪
く、カバーフィルムや基材フィルムが必要とされてい
る。カバーフィルムごと基板に接着させると、接着後に
カバーフィルムを取り除く作業が必要となり、また、基
材フィルムを用いた三層構造のフィルムでは、カバーフ
ィルムの必要性はないものの、打ち抜き時の基材と接着
剤間の界面剥離等の問題があり、作業性の改善が求めら
れている。本発明は、上記の問題を解決し、かつ半導体
チップと実装用基板間の接着信頼性を高く維持できる作
業性の優れた三層接着フィルム、この三層接着フィルム
を接着した半導体チップ搭載用基板及びこのフィルムを
用いて製造される半導体装置を提供するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、硬化が進
んだ低弾性基材フィルムと半硬化状態の低弾性接着剤層
より成る三層フィルムが上記の問題を解決し、耐熱性、
耐食性、耐湿性に優れ、かつ、取扱い性、及び作業にも
優れていることを見出し本発明に至った。すなわち本発
明は、基材フィルムの両面に接着剤層を形成した三層フ
ィルムにおいて、接着剤層は全硬化発熱量の１０〜４０
％の発熱を終えた半硬化状態で、硬化後の貯蔵弾性率が
２５℃で１０〜２０００ＭＰａであり、２６０℃で３〜
５０ＭＰａであり、基材フィルムは全硬化発熱量の４０
％以上の発熱を終えた状態で、硬化後の貯蔵弾性率が２
５℃で１０〜２０００ＭＰａであり、２６０℃で３〜５
０ＭＰａである三層接着フィルム（請求項１の発明）、
この三層接着フィルムを接着した半導体チップ搭載用基
板及びこのフィルムを用いて製造される半導体装置に関
する。

【０００７】本発明はまた、接着剤層及び基材フィルム
が、エポキシ樹脂又はエポキシ基含有アクリル共重合体
とエポキシ樹脂を用いた上記の三層接着フィルム（請求
項２の発明）、この三層接着フィルムを接着した半導体
チップ搭載用基板及びこのフィルムを用いて製造される
半導体装置に関する。本発明はまた、接着剤層及び基材
フィルムの少なくとも１方が、（１）エポキシ樹脂及び
その硬化剤１００重量部に対し、（２）グリシジル（メ
タ）アクリレート２〜６重量％を含むＴｇ（ガラス転移
温度）が−１０℃以上でかつ重量平均分子量が８０００
００以上であるエポキシ基含有アクリル系共重合体１０
０〜３００重量部を含む組成である上記の三層接着フィ
ルム（請求項３の発明）、このフィルムを接着した半導
体チップ搭載用基板及びこのフィルムを用いて製造され
る半導体装置に関する。

【０００８】本発明はまた、接着剤層及び基材フィルム
の少なくとも１方が、（１）エポキシ樹脂及びその硬化
剤１００重量部に対し、（２）グリシジル（メタ）アク
リレート２〜６重量％を含むＴｇが−１０℃以上でかつ
重量平均分子量が８０００００以上であるエポキシ基含
有アクリル系共重合体１００〜３００重量部及び（３）
エポキシ樹脂と相溶性がありかつ重量平均分子量が３０
０００以上の高分子量樹脂１０〜４０重量部を含む組成
である上記の三層接着フィルム（請求項４の発明）、こ
のフィルムを接着した半導体チップ搭載用基板及びこの
フィルムを用いて製造される半導体装置に関する。

【０００９】本発明はまた、接着剤層及び基材フィルム
の少なくとも１方が、（１）エポキシ樹脂及びその硬化
剤１００重量部に対し、（２）フェノキシ樹脂１０〜４
０重量部及び（３）グリシジル（メタ）アクリレート２
〜６重量％を含むＴｇが−１０℃以上でかつ重量平均分
子量が８０００００以上であるエポキシ基含有アクリル
系共重合体１００〜３００重量部を含む組成である上記
の三層接着フィルム（請求項５の発明）、このフィルム
を接着した半導体チップ搭載用基板及びこのフィルムを
用いて製造される半導体装置に関する。

【００１０】本発明はまた、接着剤層及び基材フィルム
の少なくとも１方が、無機フィラー以外の組成１００体
積部に対して無機フィラー２〜２０体積部を含む上記の
三層接着フィルム（請求項６の発明）、このフィルムを
接着した半導体チップ搭載用基板及びこのフィルムを用
いて製造される半導体装置に関する。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明になる三層フィルムは、フ
レキシブル基板又はポリイミドテープ上に配線が施され
たＴＡＢテープと半導体チップを貼り合わせるため、接
着剤層は半硬化状態とされ、ＤＳＣ（示差走査熱分析）
を用いて測定した全硬化発熱量の１０〜４０％の発熱を
終えた状態とされる。接着剤層が全硬化発熱量の１０％
未満の発熱を終えた半硬化状態であると、三層フィルム
の貼り付け時や、硬化時に接着剤層にボイドが入り、４
０％を越えるとＴＡＢテープ上の配線の埋め込み性が低
下する。

【００１２】基材フィルムはＤＳＣ（示差走査熱分析）
を用いて測定した全硬化発熱量の４０％以上の発熱を終
えた状態とされ、反応が終わった１００％の状態が好ま
しい。基材フィルムが全硬化発熱量の４０％未満の発熱
を終えた状態であると三層フィルムが柔らかく、カバー
フィルムが無いと打ち抜き等の作業性が悪くなる。ＤＳ
Ｃは、測定温度範囲内で、発熱、吸熱の無い標準試料と
の温度差をたえず打ち消すように熱量を供給又は除去す
るゼロ位法を測定原理とするものであり、測定装置が市
販されておりそれを用いて測定できる。樹脂組成物の反
応は、発熱反応であり、一定の昇温速度で試料を昇温し
ていくと、試料が反応し熱量が発生する。その発熱量を
チャートに出力し、ベースラインを基準として発熱曲線
とベースラインで囲まれた面積を求め、これを発熱量と
する。室温から２５０℃まで５〜１０℃／分の昇温速度
で測定し、前記した発熱量を求める。コア材となる基材
フィルムに塗布し、乾燥して得た接着剤の発熱量は、つ
ぎのようにして求める。まず、接着剤成分のみを取り出
し、２５℃で真空乾燥器を用いて溶剤を乾燥させた未硬
化試料の全発熱量を測定し、これをＡ（Ｊ／ｇ）とす
る。つぎに、塗工、乾燥した試料の発熱量を測定し、こ
れをＢとする。試料の硬化度Ｃ（％）（加熱、乾燥によ
り発熱を終えた状態）は、つぎの式で与えられる。

【００１３】

【数１】Ｃ（％）＝（Ａ−Ｂ）×１００／Ａ

【００１４】本発明の接着剤及び基材フィルムの硬化後
の貯蔵弾性率は、２５℃で１０〜２０００ＭＰａで、２
６０℃で３〜５０ＭＰａとされる。貯蔵弾性率は動的粘
弾性測定装置で測定され、接着剤硬化物に引張り荷重を
かけて、周波数１０Ｈｚ、昇温速度５〜１０℃／分で−
５０℃から３００℃まで測定する温度依存性測定モード
で行われる。２５℃での貯蔵弾性率が２０００ＭＰａ、
２６０℃での貯蔵弾性率が５０ＭＰａを超えるもので
は、半導体チップとプリント配線板の熱膨張係数の差に
よってリフロー時に発生する応力を緩和させる効果が小
さくなるためクラックを発生させる。２５℃での貯蔵弾
性率が１０ＭＰａ未満、２６０℃での貯蔵弾性率が３Ｍ
Ｐａ未満ではリードの接続等の後加工時の作業性が悪く
なる。上記の範囲の発熱量及び硬化後の貯蔵弾性率を有
する組成は、使用材料について前以てこれらの数値を測
定し、選択することで得ることができる。

【００１５】本発明に用いられる基材フィルム及び接着
剤層中の熱硬化樹脂としてはエポキシ樹脂が好ましい。
エポキシ樹脂は、硬化して接着作用を呈するものであれ
ばよい。二官能以上で、好ましくは分子量又は重量平均
分子量（ポリスチレン換算値、以下同様）が５０００未
満、より好ましくは３０００未満のエポキシ樹脂が使用
される。特に、分子量が５００以下のビスフェノールＡ
型又はビスフェノールＦ型液状樹脂を用いると積層時の
流動性を向上することができて好ましい。分子量が５０
０以下のビスフェノールＡ型又はビスフェノールＦ型液
状樹脂は、油化シェルエポキシ株式会社から、エピコー
ト８０７、エピコート８２７、エピコート８２８の商品
名で市販されている。また、ダウケミカル日本株式会社
からは、Ｄ．Ｅ．Ｒ．３３０、Ｄ．Ｅ．Ｒ．３３１、
Ｄ．Ｅ．Ｒ．３６１の商品名で市販されている。さら
に、東都化成株式会社から、ＹＤ１２８、ＹＤＦ１７
０、ＹＤ８１２５の商品名で市販されている。

【００１６】エポキシ樹脂としては、高Ｔｇ化を目的に
多官能エポキシ樹脂を加えてもよく、多官能エポキシ樹
脂としては、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、ク
レゾールノボラック型エポキシ樹脂等が例示される。フ
ェノールノボラック型エポキシ樹脂は、日本化薬株式会
社から、ＥＰＰＮ−２０１という商品名で市販されてい
る。また、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂は、住
友化学工業株式会社から、ＥＳＣＮ−００１、ＥＳＣＮ
−１９５の商品名で、また、前記日本化薬株式会社か
ら、ＥＯＣＮ１０１２、ＥＯＣＮ１０２５、ＥＯＣＮ１
０２７の商品名で市販されている。さらに、東都化成株
式会社からＹＤＣＮ−７０３の商品名で市販されてい
る。

【００１７】エポキシ樹脂の硬化剤は、通常用いられて
いるものを使用でき、アミン、ポリアミド、酸無水物、
ポリスルフィド、三弗化硼素及びフェノール性水酸基を
１分子中に２個以上有する化合物であるビスフェノール
Ａ、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＳ等が挙げられ
る。特に硬化物の吸湿時の耐電食性に優れるためフェノ
ールノボラック樹脂、ビスフェノールノボラック樹脂又
はクレゾールノボラック樹脂を用いるのが好ましい。

【００１８】このような硬化剤は、大日本インキ化学工
業株式会社から、フェノライトＬＦ２８８２、フェノラ
イトＬＦ２８２２、フェノライトＴＤ−２０９０、フェ
ノライトＴＤ−２１４９、フェノライトＶＨ４１５０、
フェノライトＶＨ４１７０の商品名で市販されている。
エポキシ樹脂と硬化剤の好ましい割合は、エポキシ樹脂
に含まれるエポキシ基と硬化剤に含まれるエポキシ基と
反応可能な反応性基の比（反応性基／エポキシ基）が
０．５から１．５になるような配合が好ましい。エポキ
シ樹脂と硬化剤の比がこの範囲外では、架橋反応が不十
分となり、耐熱性が劣る硬化物となる。

【００１９】硬化剤とともに硬化促進剤を用いるのが好
ましく、硬化促進剤としては、各種イミダゾール類を用
いるのが好ましい。イミダゾールとしては、２−メチル
イミダゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾール、
１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾール、１−シ
アノエチル−２−フェニルイミダゾリウムトリメリテー
ト等が挙げられる。

【００２０】イミダゾール類は、四国化成工業株式会社
から、２Ｅ４ＭＺ、２ＰＺ−ＣＮ、２ＰＺ−ＣＮＳ等の
商品名で市販されている。硬化促進剤は、エポキシ樹脂
及びその硬化剤１００重量部に対して０．１〜５重量部
用いるのが好ましい。エポキシ樹脂と相溶性がありかつ
重量平均分子量が３００００以上の高分子量樹脂として
は、フェノキシ樹脂、高分子量エポキシ樹脂、超高分子
量エポキシ樹脂、極性の大きい官能基含有ゴム、極性の
大きい官能基含有反応性ゴムなどが挙げられる。

【００２１】Ｂステージにおける接着剤のタック性の低
減や硬化時の可撓性を向上させるため重量平均分子量が
３００００以上とされる。前記極性の大きい官能基含有
反応性ゴムは、アクリルゴムにカルボキシル基のような
極性が大きい官能基を付加したゴムが挙げられる。ここ
で、エポキシ樹脂と相溶性があるとは、硬化後にエポキ
シ樹脂と分離して二つ以上の相に分かれることなく、均
質混和物を形成する性質を言う。

【００２２】フェノキシ樹脂は、東都化成株式会社か
ら、フェノトートＹＰ−４０、フェノトートＹＰ−５
０、フェノトートＹＰ−６０等の商品名で市販されてい
る。高分子量エポキシ樹脂は、分子量が３００００〜８
００００の高分子量エポキシ樹脂、さらには、分子量が
８００００を超える超高分子量エポキシ樹脂があり、い
ずれも日立化成工業株式会社により製造され、特公平７
−５９６１７号、特公平７−５９６１８号、特公平７−
５９６１９号、特公平７−５９６２０号、特公平７−６
４９１１号、特公平７−６８３２７号公報等に記載され
る。極性の大きい官能基含有反応性ゴムとして、カルボ
キシル基含有アクリルゴムは、帝国化学産業株式会社か
ら、ＨＴＲ−８６０Ｐの商品名で市販されている。

【００２３】前記エポキシ樹脂と相溶性がありかつ重量
平均分子量が３００００以上の高分子量樹脂の添加量
は、エポキシ樹脂及びその硬化剤１００重量部に対して
エポキシ樹脂を主成分とする相（以下エポキシ樹脂相と
いう）の可撓性の不足、タック性の低減やクラック等に
よる絶縁性の低下を防止するため１０重量部以上、エポ
キシ樹脂相のＴｇの低下を防止するため４０重量部以下
とされる。

【００２４】グリシジル（メタ）アクリレート２〜６重
量％を含むＴｇが−１０℃以上でかつ重量平均分子量が
８０００００以上であるエポキシ基含有アクリル系共重
合体は、帝国化学産業株式会社から市販されている商品
名ＨＴＲ−８６０Ｐ−３を使用することができる。官能
基モノマーが、カルボン酸タイプのアクリル酸や、水酸
基タイプのヒドロキシメチル（メタ）アクリレートを用
いると、架橋反応が進行しやすく、ワニス状態でのゲル
化、Ｂステージ状態での硬化度の上昇による接着力の低
下等の問題があるため好ましくない。また、官能基モノ
マーとして用いるグリシジル（メタ）アクリレートの量
は、２〜６重量％の共重合体比とする。接着力を得るた
め、２重量％以上とし、ゴムのゲル化を防止するために
６重量％以下とされる。残部はエチル（メタ）アクリレ
ートやブチル（メタ）アクリレート又は両者の混合物を
用いることができるが、混合比率は、共重合体のＴｇを
考慮して決定する。Ｔｇが−１０℃未満であるとＢステ
ージ状態での接着フィルムのタック性が大きくなり取扱
い性が悪化するので、−１０℃以上とされる。重合方法
はパール重合、溶液重合等により得ることができる。

【００２５】エポキシ基含有アクリル系共重合体の重量
平均分子量は、８０００００以上とされ、この範囲で
は、シート状、フィルム状での強度や可撓性の低下やタ
ック性の増大が少ないからである。前記エポキシ基含有
アクリル系共重合体の添加量は、エポキシ樹脂及びその
硬化剤１００重量部に対しフィルムの強度の低下やタッ
ク性が大きくなるのを防止するため１００重量部以上と
され、エポキシ基含有アクリルゴムの添加量が増える
と、ゴム成分の相が多くなり、エポキシ樹脂相が少なく
なるため、高温での取扱い性の低下が起こるため、３０
０重量部以下とされる。

【００２６】接着剤には、異種材料間の界面結合をよく
するために、カップリング剤を配合することもできる。
カップリング剤としては、シランカップリング剤が好ま
しい。シランカップリング剤としては、γ−グリシドキ
シプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピ
ルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキ
シシラン、γ−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、
Ｎ−β−アミノエチル−γ−アミノプロピルトリメトキ
シシラン等が挙げられる。

【００２７】前記したシランカップリング剤は、γ−グ
リシドキシプロピルトリメトキシシランがＮＣＵＡ−
１８７、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシランが
ＮＣＵＡ−１８９、γ−アミノプロピルトリエトキシ
シランがＮＣＵＡ−１１００、γ−ウレイドプロピル
トリエトキシシランがＮＣＵＡ−１１６０、Ｎ−β−
アミノエチル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン
がＮＣＵＡ−１１２０という商品名で、いずれも日本
ユニカー株式会社から市販されており、好適に使用する
ことができる。カップリング剤の配合量は、添加による
効果や耐熱性およびコストから、エポキシ樹脂及びその
硬化剤１００重量部に対し０．１〜１０重量部用いるの
が好ましい。

【００２８】さらに、イオン性不純物を吸着して、吸湿
時の絶縁信頼性をよくするために、イオン捕捉剤を配合
することができる。イオン捕捉剤の配合量は、添加によ
る効果や耐熱性、コストよりエポキシ樹脂及びその硬化
剤１００重量部に対し５〜１０重量部が好ましい。イオ
ン捕捉剤としては、銅がイオン化して溶け出すのを防止
するため銅害防止剤として知られる化合物例えば、トリ
アジンチオール化合物、ビスフェノール系還元剤を配合
することもできる。ビスフェノール系還元剤としては、
２，２′−メチレン−ビス−（４−メチル−６−第３−
ブチルフェノール）、４，４′−チオ−ビス−（３−メ
チル−６−第３−ブチルフェノール）等が挙げられる。

【００２９】トリアジンチオール化合物を成分とするイ
オン捕捉剤は、三協製薬株式会社から、ジスネットＤＢ
の商品名で市販されている。またビスフェノール系還元
剤を成分とするイオン捕捉剤は、吉富製薬株式会社か
ら、ヨシノックスＢＢの商品名で市販されている。さら
に、取扱い性や熱伝導性をよくすること、難燃性を与え
ること、溶融粘度を調整すること、チクソトロピック性
を付与すること、表面硬度の向上などを目的として、無
機フィラーを無機フィラー以外の組成１００体積部に対
して２〜２０体積部配合することもできる。貯蔵弾性
率、接着性、電気特性等からこの範囲が好ましい。

【００３０】無機フィラーとしては、三酸化アンチモ
ン、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、炭酸カ
ルシウム、炭酸マグネシウム、ケイ酸カルシウム、ケイ
酸マグネシウム、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、
アルミナ粉末、窒化アルミニウム粉末、ほう酸アルミウ
イスカ、窒化ホウ素粉末、結晶性シリカ、非晶性シリカ
などが挙げられる。

【００３１】熱伝導性をよくするためには、アルミナ、
窒化アルミニウム、窒化ホウ素、結晶性シリカ、非晶性
シリカ等が好ましい。このうち、アルミナは、放熱性が
良く、耐熱性、絶縁性が良好な点で好適である。また、
結晶性シリカ又は非晶性シリカは、放熱性の点ではアル
ミナより劣るが、イオン性不純物が少ないため、ＰＣＴ
処理時の絶縁性が高く、銅箔、アルミ線、アルミ板等の
腐食が少ない点で好適である。

【００３２】難燃性を与えるためには、三酸化アンチモ
ン、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム等が好ま
しい。溶融粘度の調整やチクソトロピック性の付与の目
的には、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、炭
酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ケイ酸カルシウム、
ケイ酸マグネシウム、酸化カルシウム、酸化マグネシウ
ム、アルミナ、結晶性シリカ、非晶性シリカ等が好まし
い。表面硬度の向上に関しては、短繊維アルミナ、ほう
酸アルミウイスカ等が好ましい。

【００３３】ワニス化の溶剤は、比較的低沸点の、メチ
ルエチルケトン、アセトン、メチルイソブチルケトン、
２−エトキシエタノール、トルエン、ブチルセルソル
ブ、メタノール、エタノール、２−メトキシエタノール
などを用いるのが好ましい。また、塗膜性を向上するな
どの目的で、高沸点溶剤を加えても良い。高沸点溶剤と
しては、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミ
ド、メチルピロリドン、シクロヘキサノンなどが挙げら
れる。

【００３４】ワニスの製造は、無機フィラーの分散を考
慮した場合には、らいかい機、３本ロール及びビーズミ
ル等により、またこれらを組み合わせて行うことができ
る。フィラーと低分子量物をあらかじめ混合した後、高
分子量物を配合することにより、混合に要する時間を短
縮することも可能となる。また、ワニスとした後、真空
脱気によりワニス中の気泡を除去することが好ましい。

【００３５】上記接着剤ワニスを耐熱性フィルム上に塗
布し、加熱乾燥し、溶剤を除去して基材フィルム、及び
接着フィルムを得ることができる。耐熱性フィルムの材
質としては、ポリエチレンテレフタレート（以下ＰＥ
Ｔ）、ポリアミド、ポリイミド、ポリエーテルエーテル
ケトン、ポリスチレン等が挙げられる。また、耐熱性フ
ィルムは剥がして使用するため、その表面に例えばシリ
コーン等で離型処理することが好ましい。

【００３６】塗工方法には特に制限はないが、例えば、
ロールコート、リバースロールコート、グラビアコー
ト、バーコート等が挙げられる。上記で得られた、基材
フィルムと接着剤フィルムを熱ラミネーションで貼り合
わせることにより、基材フィルムの両面に接着剤層を形
成した三層フィルムを得ることができる。ラミネートの
圧力は接着フィルムの変形が起こらない圧力で行うこと
が好ましい。

【００３７】本発明では、フィラーを添加することによ
り、溶融粘度が大きくでき、さらにチクソトロピック性
を発現できるために、前記効果をさらに大きくすること
が可能となる。さらに、前記の効果に加えて、接着剤の
放熱性向上、接着剤への難燃性の付与、接着時の温度に
おいて適正な粘度をもたせること、表面硬度の向上等の
特性も付与できる。

【００３８】本発明になる三層接着フィルムは、被着体
の熱膨張係数違いにより発生する応力を接着剤で緩和す
る働きがある。本発明になる三層接着フィルムを所定の
配線と外部接続用端子が形成されている有機系支持基板
に接着して半導体チップ搭載用基板とされ、これを用い
て半導体装置が製造される。以下実施例により本発明を
さらに詳しく説明する。

【００３９】

【実施例】（実施例１）離型処理を施した、５０μｍの
ＰＥＴフィルム（帝人株式会社製のピューレックス）の
離型処理面に、エポキシ樹脂としてビスフェノールＡ型
エポキシ樹脂（エポキシ当量２００、油化シェルエポキ
シ株式会社製のエピコート８２８）３０重量部、クレゾ
ールノボラック型エポキシ樹脂（エポキシ当量２２０、
住友化学工業株式会社製のＥＳＣＮ００１）１０重量
部、エポキシ樹脂の硬化剤としてフェノールノボラック
樹脂（大日本インキ化学工業株式会社製のプライオーフ
ェンＬＦ２８８２）２５重量部、エポキシ樹脂と相溶性
がありかつ重量平均分子量が３００００以上の高分子量
樹脂としてフェノキシ樹脂（分子量５００００、東都化
成株式会社製のフェノトートＹＰ−５０）１０重量部、
エポキシ基含有アクリルゴムとしてエポキシ基含有アク
リルゴム（分子量１００００００、帝国化学産業株式会
社製のＨＴＲ−８６０Ｐ−３）１００重量部、硬化促進
剤２ＰＺ−ＣＮ０．５重量部、シランカップリング剤と
してγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン（日
本ユニカー株式会社製のＮＵＣＡ−１８７）０．５重
量部からなる樹脂組成物に、シクロヘキサノンを加えて
撹拌混合し、真空脱気して得られたワニスを塗布し、１
４０℃で５分間加熱乾燥して、膜厚が７５μｍのＢステ
ージ状態の接着剤フィルムを２枚得た。更に５０μｍの
ＰＥＴフィルムに同じワニスを塗布し、１８０℃で５分
間加熱乾燥して、膜厚が２５μｍの基材フィルムを得
た。次に、８０℃の熱ラミネーションで接着剤フィルム
を基材フィルムの両面に貼り合わせることにより、三層
フィルムを得た。なお、三層フィルムの接着剤層の硬化
度は、ＤＳＣ（デュポン社製９１２型ＤＳＣ）を用いて
測定（昇温速度、１０℃／分）した結果、全硬化発熱量
の１５％の発熱を終えた状態であった。また、基材フィ
ルムの硬化後は、全硬化発熱量の７０％の発熱を終えた
状態であった。接着剤及び基材フィルムの硬化物の貯蔵
弾性率を動的粘弾性測定装置（（株）レオロジー社製Ｄ
ＶＥレオスペクトラ）を用いて測定した結果、両フィル
ムとも２５℃で３６０ＭＰａ、２６０℃で４ＭＰａであ
った。

【００４０】（実施例２）実施例１で用いたフェノキシ
樹脂を、カルボキシル基含有アクリロニトリルブタジエ
ンゴム（分子量４０００００、日本合成ゴム株式会社製
のＰＮＲ−１）に変更したほかは実施例１と同様のワニ
スを使用して三層フィルムを作製した。なお、この三層
フィルムの接着剤層の硬化度は、全硬化発熱量の２０％
の発熱を終えた状態であった。また、基材フィルムの硬
化度は、全硬化発熱量の８０％の発熱を終えた状態であ
った。接着剤及び基材フィルムの硬化物の貯蔵弾性率を
動的粘弾性測定装置を用いて測定した結果、両フィルム
とも２５℃で３００ＭＰａ、２６０℃で３ＭＰａであっ
た。

【００４１】（比較例１）実施例１で得たワニスを５０
μｍの実施例１で用いたＰＥＴフィルム上に塗布し、１
４０℃で５分加熱乾燥して、膜厚が７５μｍのＢステー
ジ状態の接着剤フィルム２枚を得た。更に同じワニスを
塗布し、１３０℃で５分間加熱乾燥して、膜厚が２５μ
ｍの基材フィルムを得た。次に、８０℃の熱ラミネーシ
ョンで接着剤フィルムを基材フィルムの両面に貼り合わ
せることにより、三層フィルムを得た。

【００４２】なお、三層フィルムの接着剤層の硬化度
は、ＤＳＣ（デュポン社製９１２型ＤＳＣ）を用いて測
定（昇温速度、１０℃／分）した結果、全硬化発熱量の
２０％の発熱を終えた状態であった。また、基材フィル
ムの硬化度は、全硬化発熱量の３０％の発熱を終えた状
態であった。接着剤及び基材フィルムの硬化物の貯蔵弾
性率を動的粘弾性測定装置を用いて測定した結果、両フ
ィルムとも２５℃で３６０ＭＰａ、２６０℃で４ＭＰａ
であった。

【００４３】（比較例２）実施例２で得たワニスを５０
μｍの実施例１で用いたＰＥＴフィルム上に塗布し、１
４０℃で５分加熱乾燥して、膜厚が７５μｍのＢステー
ジ状態の接着剤フィルム２枚を得た。更に同じワニスを
塗布し、１３０℃で５分間加熱乾燥して、膜厚が２５μ
ｍの基材フィルムを得た。次に、８０℃の熱ラミネーシ
ョンで接着剤フィルムを基材フィルムの両面に貼り合わ
せることにより、三層フィルムを得た。

【００４４】なお、三層フィルムの接着剤層の硬化度
は、ＤＳＣ（デュポン社製９１２型ＤＳＣ）を用いて測
定（昇温速度、１０℃／分）した結果、全硬化発熱量の
１５％の発熱を終えた状態であった。また、基材フィル
ムの硬化度は、全硬化発熱量の２０％の発熱を終えた状
態であった。接着剤及び基材フィルムの硬化物の貯蔵弾
性率を動的粘弾性測定装置を用いて測定した結果、両フ
ィルムとも２５℃で３００ＭＰａ、２６０℃で３ＭＰａ
であった。

【００４５】（比較例３）実施例１で得たワニスを５０
μｍの実施例１で用いたＰＥＴフィルム上に塗布し、１
７０℃で５分加熱乾燥して、膜厚が７５μｍのＢステー
ジ状態の接着剤フィルム２枚を得た。更に同じワニスを
塗布し、１８０℃で５分間加熱乾燥して、膜厚が２５μ
ｍの基材フィルムを得た。次に、８０℃の熱ラミネーシ
ョンで接着剤フィルムを基材フィルムの両面に貼り合わ
せることにより、三層フィルムを得た。

【００４６】なお、三層フィルムの接着剤層の硬化度
は、ＤＳＣ（デュポン社製９１２型ＤＳＣ）を用いて測
定（昇温速度、１０℃／分）した結果、全硬化発熱量の
６０％の発熱を終えた状態であった。また、基材フィル
ムの硬化度は、全硬化発熱量の７０％の発熱を終えた状
態であった。接着剤及び基材フィルムの硬化物の貯蔵弾
性率を動的粘弾性測定装置を用いて測定した結果、両フ
ィルムとも２５℃で３００ＭＰａ、２６０℃で３ＭＰａ
であった。

【００４７】得られた三層フィルムをＰＥＴフィルムか
ら剥がし、金型で打ち抜きながらＴＡＢテープに１３０
℃、０．３ＭＰａ、５秒で貼り合わせた時の作業性と、
ＴＡＢテープの段差埋め込み性について調べた。作業性
の評価は、三層フィルムにテンションをかけながら打ち
抜けたものを良好とし、三層フィルムが伸びてうまく打
ち抜けなかったものを不良とした。段差埋め込み性の評
価は、ＴＡＢテープの配線間の段差を完全に埋め込んで
いるものを良好とし、不完全なものを不良とした。

【００４８】また、得られた三層フィルム付きＴＡＢテ
ープに半導体チップを接着し、耐リフロークラック性、
耐湿性を調べた。耐リフロークラック性の評価は、サン
プルを温度８５℃、湿度８５％ＲＨで１６８時間放置
後、サンプル表面の最高温度が２４０℃でこの温度を２
０秒間保持するように温度を設定したＩＲリフロー炉に
サンプルを通し、室温で放置することにより冷却する処
理を２回繰り返したサンプルの接着フィルムの剥離を観
察した。剥離の発生していないものを良好とし、発生し
たものを不良とした。また、耐湿性の評価は、耐熱性の
評価サンプルをプレッシャークッカーテスター中で９６
時間処理（ＰＣＴ処理）後接着フィルムの剥離及び変色
を観察することにより行った。接着フィルムの剥離及び
変色の認められなかったものを良好とし、剥離又は変色
のあったものを不良とした。その結果を表１に示す。

【００４９】

【表１】

【００５０】実施例１，２については、作業性、段差埋
め込み性に優れていた。また、耐リフロークラック性、
耐ＰＣＴ性が良好であった。比較例１，２については、
打ち抜き貼り付け時の作業性が劣っており、比較例３は
ＴＡＢの配線間の段差埋め込みが悪く、耐リフロー性、
耐湿性試験において、三層フィルムとＴＡＢ界面で剥離
が発生した。

【００５１】

【発明の効果】請求項１の発明である三層接着フィルム
は、打ち抜き時の作業性に優れ、半導体用接着フィルム
に好適である。請求項２の発明である三層フィルムは、
請求項１の発明の効果を奏し、さらに耐熱性が優れる。
請求項３の発明である三層フィルムは、請求項２の発明
の効果を奏し、さらに回路への埋め込み性が優れる。請
求項４，５の発明である三層フィルムは、請求項２の発
明の効果を奏し、さらにフィルムの可とう性が優れてい
る。請求項６の発明である三層フィルムは、請求項１の
発明の効果を奏し、さらに熱伝導性や難燃性に優れる。
請求項７の発明である半導体チップ搭載用基板は、耐熱
性、耐リフロー性、耐ＰＣＴ性に優れ、半導体用基板に
好適である。請求項８の発明である半導体装置は、耐熱
性、耐リフロー性、耐ＰＣＴ性に優れる半導体装置であ
る。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基材フィルムの両面に接着剤層を形成し
た三層フィルムにおいて、接着剤層は全硬化発熱量の１
０〜４０％の発熱を終えた半硬化状態で、硬化後の貯蔵
弾性率が２５℃で１０〜２０００ＭＰａであり、２６０
℃で３〜５０ＭＰａであり、基材フィルムは全硬化発熱
量の４０％以上の発熱を終えた状態で、硬化後の貯蔵弾
性率が２５℃で１０〜２０００ＭＰａであり、２６０℃
で３〜５０ＭＰａである三層接着フィルム。
【請求項２】接着剤層及び基材フィルムが、エポキシ
樹脂又はエポキシ基含有アクリル共重合体とエポキシ樹
脂を用いた請求項１記載の三層接着フィルム。
【請求項３】接着剤層及び基材フィルムの少なくとも
１方が、（１）エポキシ樹脂及びその硬化剤１００重量
部に対し、（２）グリシジル（メタ）アクリレート２〜
６重量％を含むＴｇ（ガラス転移温度）が−１０℃以上
でかつ重量平均分子量が８０００００以上であるエポキ
シ基含有アクリル系共重合体１００〜３００重量部を含
む組成である請求項１又は２記載の三層接着フィルム。
【請求項４】接着剤層及び基材フィルムの少なくとも
１方が、（１）エポキシ樹脂及びその硬化剤１００重量
部に対し、（２）グリシジル（メタ）アクリレート２〜
６重量％を含むＴｇが−１０℃以上でかつ重量平均分子
量が８０００００以上であるエポキシ基含有アクリル系
共重合体１００〜３００重量部及び（３）エポキシ樹脂
と相溶性がありかつ重量平均分子量が３００００以上の
高分子量樹脂１０〜４０重量部を含む組成である請求項
１又は２記載の三層接着フィルム。
【請求項５】接着剤層及び基材フィルムの少なくとも
１方が、（１）エポキシ樹脂及びその硬化剤１００重量
部に対し、（２）フェノキシ樹脂１０〜４０重量部及び
（３）グリシジル（メタ）アクリレート２〜６重量％を
含むＴｇが−１０℃以上でかつ重量平均分子量が８００
０００以上であるエポキシ基含有アクリル系共重合体１
００〜３００重量部を含む組成である請求項１又は２記
載の三層接着フィルム。
【請求項６】接着剤層及び基材フィルムの少なくとも
１方が、無機フィラー以外の組成１００体積部に対して
無機フィラー２〜２０体積部を含む請求項１〜５のいず
れかに記載の三層接着フィルム。
【請求項７】請求項１〜７のいずれかに記載の三層接
着フィルムを接着してなる半導体チップ搭載用基板。
【請求項８】請求項１〜７のいずれかに記載の三層接
着フィルムを用いて製造される半導体装置。