JP2001329243A - 接着剤、接着フィルム、接着フィルム付きリードフレーム及びこれを用いた半導体装置 - Google Patents

接着剤、接着フィルム、接着フィルム付きリードフレーム及びこれを用いた半導体装置

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JP2001329243A JP2000149212A JP2000149212A JP2001329243A JP 2001329243 A JP2001329243 A JP 2001329243A JP 2000149212 A JP2000149212 A JP 2000149212A JP 2000149212 A JP2000149212 A JP 2000149212A JP 2001329243 A JP2001329243 A JP 2001329243A
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adhesive film
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友宏 名児耶
Shuichi Matsuura
秀一 松浦
Akiyasu Kawai
紀安 河合
Yoshiyuki Tanabe
義行 田辺
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐熱性に優れる接着剤、接着フィルム、接着
フィルム付きリードフレーム及びこれを用いた半導体装
置を提供する。 【解決手段】 テトラカルボン酸二無水物と、ジアミン
又はジイソシアナートと、ポリエステルを反応させて得
られる共重合体１００重量部、エポキシシラン系カップ
リング剤１〜１５重量部及びイミダゾール化合物０．０
１〜１．５重量部を含んでなる接着剤、この接着剤層を
備えた接着フィルム、接着フィルム付きリードフレーム
及び半導体装置。

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
着及びプリント配線板の接着に好適に用いられる接着
剤、接着フィルム、接着フィルム付きリードフレーム及
びこれを用いて製造された半導体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置内で用いられる接着フィルム
には、リード固定テープ、ＬＯＣテープ、ダイボンドテ
ープ等があり、例えば、リード固定テープは、リードフ
レームのリードピンを固定し、半導体装置全体の生産
性、信頼性を向上させるために使用される。半導体パッ
ケージ、特にＱＦＰ（Quad Flat Package）では、イン
ナーリードを押さえるリード固定テープとして、従来、
耐熱性ベースフィルム上に熱硬化性樹脂接着剤を塗布し
た接着フィルムが用いられてきた。
【０００３】一方、半導体チップをセラミック基板等の
実装用基板、リードフレーム、銅板等の放熱板に接着す
る接着剤として、銀ペーストに代表される液状の接着剤
が使われているが、銀フィラーの分散が均一でないこ
と、ペーストの保存安定性に留意しなければならないこ
と、半導体チップ実装の作業性がＬＯＣ等に比較して劣
ることなどの問題から、接着フィルムの需要が高まって
いる。
【０００４】リード固定テープとしての検討では、特開
平１０−２１９１０９号公報に示される樹脂組成物があ
る。しかし、この樹脂組成物を用いた接着フィルムを得
るためには、ベースフィルム上で２００〜３００℃の高
温で加熱する必要があり、ベースフィルムとして耐熱性
を有するものしか使用できなかった。また、２００℃よ
り低い温度で作製した接着フィルムをダイボンドテープ
として用いた半導体装置は、半導体チップ実装時や吸湿
後の耐リフロー性試験において、接着剤中に気泡が生
じ、実用には供し得なかった。例えば、接着フィルムを
作製する方法として、表面処理されたポリエチレンテレ
フタレートフィルムをベースフィルムに用いることがで
きるが、このものは軟化点が２３０〜２４０℃であり、
ベースフィルムとして用いるためには、接着フィルム作
製温度が２００℃以下であることが望ましく、耐熱性に
優れる接着剤、接着フィルムが得られなかった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
問題を解決するものであり、耐熱性に優れる接着剤、接
着フィルム、接着フィルム付きリードフレーム及びこれ
らを用いた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、特開平１
０−２１９１０９号公報に示される樹脂組成物と種々の
添加剤、耐熱性及び接着性の関係について鋭意検討した
結果、特開平１０−２１９１０９号公報に示される樹脂
組成物、エポキシシラン系カップリング剤、イミダゾー
ル化合物を含んだ接着剤を用いることにより、前記課題
を解決できることを突き止め、本発明に至った。すなわ
ち本発明は、下記の接着剤、接着フィルム、接着フィル
ム付きリードフレーム及びこれを用いた半導体装置に関
する。 （１）（ａ）テトラカルボン酸二無水物と（ｂ）ジアミ
ン又はジイソシアナートと（ｃ）ポリエステルを反応さ
せて得られる共重合体１００重量部、エポキシシラン系
カップリング剤１〜１５重量部及びイミダゾール化合物
０．０１〜１．５重量部を含んでなる接着剤。
【０００７】（２）（ｃ）ポリエステルが、上記の
（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）の合計重量に対して３０〜７
０重量％である上記（１）の接着剤。 （３）エチレングリコールビストリメリテート二無水
物、デカメチレングリコールビストリメリテート二無水
物及びビスフェノールＡビストリメリテート二無水物か
ら選ばれるテトラカルボン酸二無水物が、テトラカルボ
ン酸二無水物成分の総量に対して５０モル％以上である
上記（１）または（２）の接着剤。 （４）上記（１）〜（３）のいずれかの接着剤層を備え
た接着フィルム。
【０００８】（５）耐熱性フィルムの少なくとも片面
に、上記（１）〜（３）のいずれかの接着剤層を形成し
た接着フィルム。 （６）上記（４）または（５）の接着フィルムを貼り付
けた接着フイルム付きリードフレーム。 （７）上記（６）の接着フィルム付きリードフレームを
用いて製造された半導体装置。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明における、（ａ）テトラカ
ルボン酸二無水物と（ｂ）ジアミン又はジイソシアナー
ト（ｃ）ポリエステルを反応させて得られる共重合体
は、上記（ａ）、（ｂ）、（ｃ）及び触媒等のその他の
成分を適宜加え、共重合体が生成する条件で反応させて
得られる。得られた反応物をそのまま使用することもで
きるが、アルコール、水等の貧溶媒と混合して得られた
沈殿物を乾燥させた共重合体を用いるのが好ましい。
【００１０】本発明において用いることができる（ａ）
テトラカルボン酸二無水物としては、ピロメリット酸二
無水物、３，３′,４，４′−ベンゾフェノンテトラカ
ルボン酸二無水物、３，３′,４，４′−ビフェニルテ
トラカルボン酸二無水物、２，２−ビスフタル酸ヘキサ
フルオロイソプロピリデン二無水物、ビス（３，４−ジ
カルボキシフェニル）スルホン二無水物、４，４′−ビ
ス（３，４−ジカルボキシフェノキシ）ジフェニルスル
ホン二無水物、２，２−ビス［４−（３，４−ジカルボ
キシフェノキシ）フェニル］プロパン二無水物、エチレ
ングリコールビストリメリテート二無水物（ＥＢＴ
Ａ）、デカメチレングリコールビストリメリテート二無
水物（ＤＢＴＡ）、ビスフェノールＡビストリメリテー
ト二無水物（ＢＡＢＴ）、２，２−ビス［４−（３，４
−ジカルボキシフェニルベンゾイルオキシ）フェニル］
ヘキサフルオロプロパン二無水物、４，４′−［１，４
−フェニレンビス（１−メチルエチリデン）］ビスフェ
ニルビストリメリテート二無水物等が使用でき、２種以
上を併用してもよい。これらのテトラカルボン酸二無水
物は、遊離酸（テトラカルボン酸）、ジエステル、ジク
ロライド等の誘導体を使用することもできる。なお、こ
れらの中でも、エチレングリコールビストリメリテート
二無水物（ＥＢＴＡ）、デカメチレングリコールビスト
リメリテート二無水物（ＤＢＴＡ）又はビスフェノール
Ａビストリメリテート二無水物（ＢＡＢＴ）が好まし
く、特にＢＡＢＴが好ましい。これらの量はテトラカル
ボン酸二無水物成分の総量に対して、ＥＢＴＡ、ＤＢＴ
Ａ及びＢＡＢＴから選ばれるテトラカルボン酸二無水物
が５０モル％以上とすることが好ましい。５０モル％よ
り少ないと、得られる共重合体のＴｇが高くなり、接着
性が低下するので好ましくない。
【００１１】また、接着剤の接着性、耐熱性等の特性を
損なわない範囲で、テトラカルボン酸二無水物のほか
に、無水トリメリット酸等のトリカルボン酸無水物を併
用してもよい。用いることができるジアミンとしては、
１，２−ジアミノプロパン、１,３−ジアミノプロパ
ン、１，２−ジアミノ−２−メチルプロパン、１，４−
ジアミノブタン、１，６−ジアミノヘキサン、１，７−
ジアミノヘプタン、１，８−ジアミノオクタン、１，９
−ジアミノノナン、１，１０−ジアミノデカン、１，１
２−ジアミノドデカン等のアルキレンジアミン、イソホ
ロンジアミン、フェニレンジアミン、トルイレンジアミ
ン、キシリレンジアミン、ナフタレンジアミン、ジシク
ロヘキシルメタンジアミン、４，４′−ジアミノジフェ
ニルメタン、４，４′−ジアミノジフェニルエーテル、
４，４′−ジアミノジフェニルスルホン、４，４′−ジ
アミノジベンズアニリド、３，３′−ジアミノジフェニ
ルスルホン、３，３′−ジアミノベンゾフェノン、３，
３′−ジメチルジフェニル−４，４′−ジアミン、３，
３′,５，５′−テトラメチル−４，４′−ジアミノジ
フェニルメタン、３，３′,５，５′−テトライソプロ
ピル−４，４′−ジアミノジフェニルメタン、１，４−
ビス（４−アミノクミル）ベンゼン、１，３−ビス（４
−アミノクミル）ベンゼン、１，４−ビス（４−アミノ
フェノキシ）ベンゼン、１，４−ビス（３−アミノフェ
ノキシ）ベンゼン、１，３−ビス（３−アミノフェノキ
シ）ベンゼン、２，２−ビス［４−（４−アミノフェノ
キシ）フェニル］プロパン、２，２−ビス［４−（３−
アミノフェノキシ）フェニル］プロパン、ビス［４−
（４−アミノフェノキシ）フェニル］スルボン、ビス
［４−（３−アミノフェノキシ）フェニル］スルボン、
ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］エーテ
ル、２，２−ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェ
ニル］ビフェニル、次式で表されるシロキサンジアミン
【００１２】
【化１】
【００１３】（式中、Ｒ1 及びＲ2 は２価の有機基、Ｒ
3 及びＲ4 は１価の有機基を示し、ｍは１〜１００の整
数を示す。） 等があり、これらは２種以上を併用してもよい。また、
用いることができるジイソシアナートとしては、上に示
したジアミンにおいて、「アミノ」を「イシソアナト」
と読み替えたもの、あるいは「アミン」を「イソシアナ
ート」と読み替えたものを挙げることができる。
【００１４】また、本発明で用いることができるポリエ
ステルは、ジカルボン酸とジオールとの反応によって得
ることができる。ジカルボン酸としては、コハク酸、グ
ルタル酸、アジピン酸、スペリン酸、アゼライン酸、セ
バチン酸、デカンジカルボン酸等の脂肪族カルボン酸、
テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、ナフタレンジ
カルボン酸等の芳香族ジカルボン酸等が挙げられる。こ
れらのジカルボン酸は単独で用いてもよいし、２種以上
を組合わせて用いてもよい。得られる共重合体を柔軟に
するためには脂肪族ジカルボン酸が好ましい。
【００１５】ジオールとしては、エチレングリコール、
プロピレングリコール、ブタンジオール、１,３−ブチ
レングリコール、２−メチル−１，３−プロパンジオー
ル、ネオペンチルグリコール、３−メチル−１，５−ペ
ンタンジオール、ヘキサンジオール、２，２−ジエチル
−１，３−プロパンジオール、２−エチル−１，３−ヘ
キサンジオール、３，３−ジメチロールヘプタン、ノナ
ンジオール、２−メチル−１，８−オクタンジオール、
デカンジオール等が挙げられる。これらのジオールは単
独で用いてもよいし、２種以上を組合わせて用いてもよ
い。ジカルボン酸とジオールの反応は、ポリエステルが
生成する条件であれば特に制限ないが、溶融反応によれ
ば溶媒除去等の精製操作が不要で好ましい。
【００１６】ポリエステルの製造の際のジカルボン酸と
ジオールの使用量は、目的とする末端基によって適宜決
められる。ジカルボン酸を過剰に用いれば、ポリマの両
末端にカルボキシル基を有するポリエステルが得られ、
ジオールを過剰に用いれば、ポリマの両末端にヒドロキ
シル基を有するポリエステルが得られる。いずれのポリ
エステルも用いることができるが、接着性及び耐熱性等
の物性の良好なものを得るためには、ポリマの両末端に
カルボキシル基を有するポリエステルを用いるのが好ま
しい。また、製造される（又は使用される）ポリエステ
ルの数平均分子量は５００〜５，０００であることが好
ましい。
【００１７】（ａ）テトラカルボン酸二無水物と（ｂ）
ジアミン又はジイソシアナートと（ｃ）ポリエステルを
反応させて得られる共重合体を調製する際、原料の
（ｃ）ポリエステルの使用量（重量）は、樹脂原料の総
重量、すなわち、上記（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）の合計
重量に対して３０〜７０重量％が好ましい。この場合
に、接着性及び耐熱性の良好なものが得られるからであ
る。上記（ａ）、（ｂ）、（ｃ）及びその他の成分（触
媒等）を適宜加えて、共重合体を生成させるには、これ
らを有機溶媒中で混合する。この際、（ａ）テトラカル
ボン酸二無水物と（ｂ）ジアミン又はジイソシアナート
の使用量は（ｃ）ポリエステルの官能基の数を考慮し
て、調整する。
【００１８】本発明において、ポリエステルとして両末
端にカルボキシル基を有するポリエステルを用いる場合
には、テトラカルボン酸二無水物及び両末端にカルボキ
シル基を有するポリエステル（酸成分）と、ジアミンも
しくはジイソシアナート（アミン成分）とは、ほぼ等モ
ルの使用を基本とする。許容される一方の過剰量は、１
０モル％以内であることが好ましく、５モル％以内であ
ることがより好ましい。共重合体の生成反応に用いられ
る有機溶剤は、Ｎ−メチルピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチ
ルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、スル
ホラン等の非プロトン性極性溶剤、テトラヒドロフラ
ン、ジオキサン、モノグライム、ジグライム等のエーテ
ル系有機溶剤等が挙げられる。また、原料モノマーや反
応物（共重合体）の溶解のため、ベンゼン、トルエン、
キシレン、メチルエチルケトン、メチルセロソルブ、セ
ロソルブアセテート等の有機溶剤を適量用いることもで
きる。本発明で用いられるエポキシシラン系カップリン
グ剤は、次式で示されるものが使用できる。
【００１９】
【化２】
【００２０】Ｒ6 は炭素数１〜１０のアルキレン基を示
し、Ｒ7 、Ｒ8 、Ｒ9 はそれぞれ独立に炭素数１〜１０
のアルキル基または炭素数１〜１０のアルコキシ基を示
す。前記エポキシシラン系カップリング剤としては、例
えばγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランがＳ
Ｈ−６０４０という商品名で東レ・ダウコーニング・シ
リコーン株式会社から、β−（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がＫＢＭ３０３と
いう商品名で信越化学工業株式会社から市販されてお
り、これらを好適に使用することができる。エポキシシ
ラン系カップリング剤の配合量は、添加による効果や耐
熱性及びコストから、共重合体１００重量部に対し１〜
１５重量部とされ、２〜１０重量部とするのが好まし
い。添加量が１重量部より少ないと、添加による効果が
現れず、耐熱性が低下する。添加量が１５重量部より多
いと、コストが高くなり、経済性が低下する。
【００２１】本発明に用いられるイミダゾール化合物と
しては、特に制限はなく、好ましくは、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。前記のイミダゾール化合物の配合量は、
添加による効果や、耐熱性及び接着性から、共重合体１
００重量部に対して０．０１〜１．５重量部とされ、
０．１〜１．０重量部とするのが好ましい。添加量が
０．０１重量部より少ないと、添加による効果が現れ
ず、耐熱性が低下する。添加量が１．５重量部より多い
と、架橋が進行して接着性が低下する。
【００２２】本発明においては、前記（ａ）テトラカル
ボン酸二無水物と（ｂ）ジアミン又はジイソシアナート
と（ｃ）ポリエステルを反応させて得られる共重合体と
エポキシシラン系カップリング剤とイミダゾール化合物
を適当な有機溶剤に溶解し、ワニスの状態で半導体素子
やリードフレーム等の被着体に直接塗布して接着部材と
して用いてもよいし、ワニスを予めフィルム状のものと
し、これを被着体に貼り付けた後、熱圧着して用いても
よい。
【００２３】ワニス化に用いられる有機溶剤としては、
Ｎ−メチルピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド
等の非プロトン性極性溶剤、テトラヒドロフラン、ジオ
キサン、モノグライム、ジグライム等のエーテル系有機
溶剤、ベンゼン、トルエン、キシレン、メチルエチルケ
トン、シクロヘキサノン、メチルセロソルブ、セロソル
ブアセテート、これらの混合溶剤等が挙げられる。
【００２４】本発明の接着剤を含む単層の接着フィルム
は、ベースフィルム上に接着剤ワニスを塗布し、通常、
初めは約６０〜１５０℃で数分〜数時間、引き続き約１
５０℃〜３００℃で数分〜数時間加熱乾燥して、溶剤を
除去することにより得ることができる。このとき用いら
れるベースフィルムとしては、ポリテトラフルオロエチ
レンフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、
ポリエチレンナフタレートフィルム、ポリエチレンフィ
ルム、ポリプロピレンフィルム、ポリメチルペンテンフ
ィルム、ポリイミドフィルム、ポリアミドフィルム、ポ
リサルフォンフィルム、ポリフェニレンサルファイドフ
ィルム、ポリエーテルエーテルケトンフィルム、ポリア
リレートフィルム等が使用でき、さらに、表面処理を施
した前記フィルムが使用できる。ベースフィルムは使用
時に剥離して単層の接着フィルムのみを使用することも
できるし、ベースフィルムとともに使用し、後でベース
フィルムを除去することもできる。ベースフィルムとし
ては、例えば、ユーピレックス（宇部興産株式会社製商
品名）、カプトン（東レ・デュポン株式会社製商品
名）、アピカル（鐘淵化学工業株式会社製商品名）等の
ポリイミドフィルム、ルミラー（東レ・デュポン株式会
社製商品名）、ピューレックス（帝人株式会社製商品
名）等のポリエチレンテレフタレートフィルム等を使用
することができる。接着剤の厚みは、２〜１５０μｍの
範囲で用いられ、これより薄いと接着性に乏しく、厚い
と経済的でなくなるが、特に制限はない。塗工方法は特
に限定するものではないが、例えば、コンマコート、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。
【００２５】耐熱性フィルムの少なくとも片面に本発明
の接着剤層を形成した接着フィルムは、耐熱性フィルム
の少なくとも片面に接着剤ワニスを塗布し、上記と同様
に加熱処理して得ることができる。耐熱性フィルムの両
面に塗布する場合、接着剤の種類は同一でも異なってい
てもよい。このとき用いられる耐熱性フィルムとして
は、ポリイミド、ポリアミド、ポリサルフォン、ポリフ
ェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、
ポリアリレート等のエンジニアリングプラスチック等の
フィルムが挙げられる。接着剤層の厚みは、２〜１５０
μｍの範囲で用いられ、これより薄いと接着性に乏し
く、厚いと経済的でなくなるが、特に制限はない。塗工
方法は特に制限するものではないが、例えば、コンマコ
ート、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。
【００２６】上記耐熱性フィルムは、接着剤との接着性
を増すために、表面処理を施すことが望ましい。表面処
理の方法としては、アルカリ処理、シランカップリング
剤処理等の化学処理、サンドブラスト等の物理的処理、
プラズマ処理、コロナ処理等のいずれの処理も使用可能
である。接着剤の種類に応じて最も適した処理を行えば
よいが、化学処理またはプラズマ処理が好ましい。
【００２７】本発明の接着剤には、セラミック粉、ガラ
ス粉、銀粉、銅粉、樹脂粒子、ゴム粒子等のフィラー、
エポキシシラン系カップリング剤以外のカップリング剤
等が添加されてもよい。カップリング剤としては、ビニ
ルシラン、アミノシラン、メルトカプトシラン、チタネ
ート、アルミキレート、ジルコアルミネート等のカップ
リング剤が使用できるが、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、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
（β−メトキシエトキシ）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、Ｎ−
β−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルメチルジメ
トキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラ
ン、Ｎ−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシ
ラン、γ−メルカプトピロピルトリメトキシシラン等の
末端に有機反応性基をもつシランカップリング剤が好ま
しく用いられる。上記カップリング剤の添加は接着性を
向上させるためであり、共重合体１００重量部に対して
１〜１５重量部添加するのが好ましく、２〜１０重量部
添加するのがより好ましい。
【００２８】本発明の接着剤又は接着フィルムは、リー
ドフレームのリード固定テープとして使用されるほか、
ＬＯＣパッケージ、従来型パッケージ、ＣＯＬパッケー
ジ、ヒートスプレッダー付きパッケージ等の半導体パッ
ケージの接着部材に用いられ、チップとリードフレー
ム、リードフレームとヒートスプレッダー等の接着に使
用することもできる。なお、接着時の接着温度を低下さ
せる目的で、接着フィルム中に溶剤を残存させてもよ
い。この場合、残存溶剤量は１０重量％を超えない程度
が好ましい。
【００２９】本発明の接着フィルムを所定の大きさに切
断し、１００〜３００℃、０．０１〜１０ＭＰａの条件
で０．１〜１０秒間リードフレームに圧着することによ
り、接着フィルム付きリードフレームが得られる。リー
ドフレームの材質が銅である場合、熱圧着時にリードフ
レームが酸化変色しやすいので、圧着温度は２００℃以
下が好ましい。
【００３０】本発明の接着剤又は接着フィルムをリード
フレームのリード固定テープとして用いる場合、図１に
示すようにリードフレーム３のインナーリード部に本発
明の接着剤又は接着フィルム１が貼り付けられた接着フ
ィルム付きリードフレームのダイパッド部に、ダイボン
ド材（銀ペースト、ダイボンドフィルム等）６を載せ、
これに半導体素子２を載せて加圧接着し、その後、リー
ドフレームと半導体素子を金線４等で接合し、エポキシ
樹脂等の封止材５で封止し、半導体装置とする。
【００３１】また、本発明の接着剤又は接着フィルムを
ダイボンドフィルムとして用いる場合、図２および図３
に示すように接着フィルム付きリードフレーム３に半導
体素子２を載せて１００〜３００℃、０．０１〜１０Ｍ
Ｐａの条件で０．１〜１０秒間加圧接着し、リードフレ
ームと半導体素子を金線等４で接合し、エポキシ樹脂等
の封止材５で封止し、半導体装置とする。なお、接着剤
又は接着フィルムは、予めリードフレームに圧着しても
よいし、半導体素子と同時にリードフレームに圧着して
もよい。
【００３２】本発明の接着剤又は接着フィルム（耐熱性
フィルムの両面に接着剤層を形成したもの）をＬＯＣテ
ープとして用いた半導体装置の例を図２に、本発明の接
着剤又は接着フィルムを従来型パッケージのリードフレ
ームと半導体素子との接着に用いた半導体装置の例を図
３に、本発明の接着剤又は接着フィルムをヒートスプレ
ッダー付きパッケージのリードフレームとヒートスプレ
ッダーとの接着に用いた半導体装置の例を図４にそれぞ
れ示した。図３において１は本発明の接着剤又は接着フ
ィルム、その他の数字の意味は図１と同じであり、図４
において１は本発明の接着剤又は接着フィルム、２は半
導体素子、６はダイボンド材、７はヒートスプレッダ
ー、その他の数字の意味は図３と同じである。以上、説
明した本発明の接着剤、接着フィルム及びこれを用いた
接着フィルム付きリードフレームを用いることにより、
耐熱性に優れた半導体装置が提供される。
【００３３】
【実施例】実施例により本発明を詳細に説明するが、本
発明の範囲を限定するものではない。 実施例１ 攪拌機、温度計、窒素ガス導入管及び流出管を備えた
５，０００ｍｌ四つ口フラスコに、ヘキサンジオールと
過剰量のアジピン酸（ヘキサンジオール／アジピン酸＝
１／１．０９（モル比））を窒素気流下１４０〜１６０
℃で３時間溶融反応して得た数平均分子量２，０００の
両末端がカルボキシル基であるポリエステルを２８０
ｇ、ビスフェノールＡビストリメリテート二無水物（Ｂ
ＡＢＴ）を１８１ｇ、スルホランを４，５５０ｇ加え、
窒素雰囲気下で攪拌しながら１６５℃に昇温した。ジフ
ェニルメタンジイソシアナートを１３９ｇ、触媒として
３−メチル−１−フェニル−３−ホスホレン−１−オキ
シドを２．９ｇ加え、１６５℃で３．５時間反応させた
後、ベンジルアルコールを１２０ｇ加えて、室温まで冷
却した。得られた反応溶液を、０℃に冷却した３０重量
％メタノール水溶液に注ぎ、これをミキサーで粉砕し、
水洗した後、乾燥して、ポリエステルを６４重量％含有
する共重合体の粉末を得た。得られた共重合体粉末をゲ
ル浸透クロマトグラフィー（以下、ＧＰＣと略す；溶離
液はＴＨＦ、液速度は１ｍｌ／分、検出はＲＩ検出器）
を用いて測定したところ、重量平均分子量はポリスチレ
ン換算で８６，０００であった。
【００３４】この共重合体粉末４００ｇ、エポキシシラ
ン系カップリング剤（東レ・ダウコーニング・シリコー
ン株式会社製ＳＨ−６０４０）４０ｇ、イミダゾール化
合物（四国化成工業株式会社製キュアゾール２ＰＺ−Ｃ
Ｎ）０．４ｇを、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド４４０
ｇ、シクロヘキサノン１８９ｇに溶解し、ワニスを調製
した。このワニスをポリイミドフィルム（宇部興産株式
会社製ユーピレックス２５ＳＰＡ）上に塗布し、９０℃
で１０分間、１８０℃で１０分間加熱乾燥して、膜厚が
１５μｍの塗膜をポリイミドフィルムの片面に形成し
た。同様の操作を塗膜を形成していない面に対して行
い、膜厚が１５μｍの塗膜をポリイミドフィルムの両面
に形成した接着フィルムを作製した。この接着フィルム
を幅１０ｍｍ、長さ８０ｍｍの大きさに切り取り、リー
ドフレーム材である銅合金に、１８０℃、０．１５ＭＰ
ａ、１秒間の条件で圧着した。このとき、接着剤層に気
泡は見られなかった。ＪＩＳ Ｃ６４８１に準じて９０
度ピール強度（測定温度：２５℃、引っ張り速度５０ｍ
ｍ／分）を測定したところ、６００Ｎ／ｍであった。ま
た、作製した接着フィルムを１２０℃の温度でリードフ
レームに０．１５ＭＰａの圧力で１秒間加圧して圧着し
た。その上に半導体素子を乗せ、１８０℃の温度で０．
１５ＭＰａの圧力で１秒間加圧して圧着した。リードフ
レームと半導体素子を金線で接合し、エポキシ樹脂成型
材料（日立化成工業（株）製商品名ＣＥＬ−９２００）
で封止し、図３に示す半導体装置を作製した。これを、
８５℃、８５％ＲＨで７２時間吸湿させた後、赤外線リ
フローを行ったが、パッケージクラックは生じなかっ
た。
【００３５】実施例２ 実施例１で作製したワニスを、ポリイミドフィルム（宇
部興産株式会社製ユーピレックス５０Ｓ）上に塗布し、
９０℃で１０分間、１８０℃で１０分間加熱乾燥して、
膜厚が２５μｍの塗膜をポリイミドフィルムの片面に形
成し、接着フィルムを作製した。この接着フィルムを幅
１０ｍｍ、長さ８０ｍｍの大きさに切り取り、リードフ
レーム材である銅合金に、１８０℃、０．１５ＭＰａ、
１秒間の条件で圧着した。このとき、接着剤層に気泡は
見られなかった。ＪＩＳ Ｃ６４８１に準じて９０度ピ
ール強度（測定温度：２５℃、引っ張り速度５０ｍｍ／
分）を測定したところ、８００Ｎ／ｍであった。また、
作製した接着フィルムを１８０℃の温度でリードフレー
ムに０．１５ＭＰａの圧力で１秒間加圧して圧着した。
半導体素子をダイボンディング材として銀ペーストを用
いてリードフレームに固定し、リードフレームと半導体
素子を金線で接合し、エポキシ樹脂成型材料（日立化成
工業（株）製商品名ＣＥＬ−９２００）で封止し、図１
に示す半導体装置を作製した。これを、８５℃、８５％
ＲＨで７２時間吸湿させた後、赤外線リフローを行った
が、パッケージクラックは生じなかった。
【００３６】実施例３ 実施例１で作製したワニスを、表面処理を施したポリエ
チレンテレフタレートフィルム（帝人株式会社製ピュー
レックスＡ７１）上に塗布し、９０℃で１０分間、１８
０℃で１０分間加熱乾燥して、膜厚が７５μｍの塗膜形
成し、単層の接着フィルムを作製した。この接着フィル
ムの軟化点を動的粘弾性測定装置（レオロジ（株）製Ｄ
ＶＥ ＲＨＥＯ ＳＰＥＣＴＯＬＥＲ ＤＶＥ−Ｖ４、
チャック間距離：１０ｍｍ、幅：４ｍｍ、昇温速度：３
℃／分）を用いて測定したところ、２５０℃であった。
また、５％重量減少温度を示差熱天秤（セイコー電子工
業（株）製ＴＧ／ＤＴＡ２２０、昇温速度：１０℃／
分、空気中）を用いて測定したところ、３００℃であっ
た。この接着フィルムを幅１０ｍｍ、長さ２０ｍｍの大
きさに切り取り、幅１５ｍｍ、長さ８０ｍｍの大きさに
切り取ったポリイミドフィルムを、リードフレーム材で
ある銅合金に、この接着フィルムを用いて１８０℃、
０．１５ＭＰａ、１秒間の条件で圧着した。このとき、
接着剤層に気泡は見られなかった。ＪＩＳ Ｃ６４８１
に準じて９０度ピール強度（測定温度：２５℃、引っ張
り速度５０ｍｍ／分）を測定したところ、１１００Ｎ／
ｍであった。また、実施例１と同様の操作で図４に示す
半導体装置を作製した。これを、８５℃、８５％ＲＨで
７２時間吸湿させた後、赤外線リフローを行ったが、パ
ッケージクラックは生じなかった。
【００３７】実施例４ 実施例１において、ビスフェノールＡビストリメリテー
ト二無水物（ＢＡＢＴ）のかわりにエチレングリコール
ビストリメリテート二無水物（ＥＢＴＡ）を１６１ｇ、
ジフェニルメタンジイソシアナートを１５９ｇ用いた以
外は実施例１と同様の操作を行い、共重合体を得た。得
られた共重合体粉末をＧＰＣを用いて測定したところ、
重量平均分子量はポリスチレン換算で５７，０００であ
った。実施例１と同様の操作を行い、膜厚が１５μｍの
塗膜をポリイミドフィルムの両面に形成した接着フィル
ムを作製した。この接着フィルムを幅１０ｍｍ、長さ８
０ｍｍの大きさに切り取り、リードフレーム材である銅
合金に、１８０℃、０．１５ＭＰａ、１秒間の条件で圧
着した。このとき、接着剤層に気泡は見られなかった。
ＪＩＳ Ｃ６４８１に準じて９０度ピール強度（測定温
度：２５℃、引っ張り速度５０ｍｍ／分）を測定したと
ころ、７５０Ｎ／ｍであった。また、実施例１と同様な
操作で、図３に示す半導体装置を作製した。これを、８
５℃、８５％ＲＨで７２時間吸湿させた後、赤外線リフ
ローを行ったが、パッケージクラックは生じなかった。
【００３８】実施例５ 実施例１において、ＢＡＢＴのかわりにデカメチレング
リコールビストリメリテート二無水物（ＤＢＴＡ）を１
７６ｇ、ジフェニルメタンジイソシアナートを１４４ｇ
用いた以外は実施例１と同様の操作を行い、共重合体を
得た。得られた共重合体粉末をＧＰＣを用いて測定した
ところ、重量平均分子量はポリスチレン換算で５１，０
００であった。実施例１と同様の操作を行い、膜厚が１
５μｍの塗膜をポリイミドフィルムの両面に形成した接
着フィルムを作製した。この接着フィルムを幅１０ｍ
ｍ、長さ８０ｍｍの大きさに切り取り、リードフレーム
材である銅合金に、１８０℃、０．１５ＭＰａ、１秒間
の条件で圧着した。このとき、接着剤層に気泡は見られ
なかった。ＪＩＳ Ｃ６４８１に準じて９０度ピール強
度（測定温度：２５℃、引っ張り速度５０ｍｍ／分）を
測定したところ、７００Ｎ／ｍであった。また、実施例
１と同様の操作で図３に示す半導体装置を作製した。こ
れを、８５℃、８５％ＲＨで７２時間吸湿させた後、赤
外線リフローを行ったが、パッケージクラックは生じな
かった。
【００３９】実施例６ 攪拌機、温度計、窒素ガス導入管及び流出管を備えた
５，０００ｍｌ四つ口フラスコにヘキサンジオールと過
剰量のアジピン酸（ヘキサンジオール／アジピン酸＝１
／１．１５（モル比））を窒素気流下１４０〜１６０℃
で３時間溶融反応して得た数平均分子量１，５００の両
末端がカルボキシル基であるポリエステルを４００ｇ、
ＢＡＢＴを１３９ｇ、スルホランを３，７９０ｇ加え、
窒素雰囲気下、攪拌しながら１６５℃に昇温した。ジフ
ェニルメタンジイソシアナートを１２７ｇ、触媒として
３−メチル−１−フェニル−３−ホスホレン−１−オキ
シドを２．４ｇ加え、１６５℃で３．５時間反応させた
後、ベンジルアルコールを１１０ｇ加えて、室温まで冷
却した。得られた反応溶液を、０℃に冷却した３０重量
％メタノール水溶液に注ぎ、これをミキサーで粉砕し、
水洗した後、乾燥して、ポリエステルを６４重量％含有
する共重合体の粉末を得た。得られた共重合体粉末をゲ
ル浸透クロマトグラフィー（以下、ＧＰＣと略す；溶離
液はＴＨＦ、液速度は１ｍｌ／分、検出はＲＩ検出器）
を用いて測定したところ、重量平均分子量はポリスチレ
ン換算で９８，０００であった。
【００４０】この共重合体粉末を用いて、実施例１と同
様の操作を行い、膜厚が１５μｍの塗膜をポリイミドフ
ィルムの両面に形成した接着フィルムを作製した。この
接着フィルムを幅１０ｍｍ、長さ８０ｍｍの大きさに切
り取り、リードフレーム材である銅合金に、１８０℃、
０．１５ＭＰａ、１秒間の条件で圧着した。このとき、
接着剤層に気泡は見られなかった。ＪＩＳ Ｃ６４８１
に準じて９０度ピール強度（測定温度：２５℃、引っ張
り速度５０ｍｍ／分）を測定したところ、８００Ｎ／ｍ
であった。また、実施例１と同様の操作で図３に示す半
導体装置を作製した。これを、８５℃、８５％ＲＨで７
２時間吸湿させた後、赤外線リフローを行ったが、パッ
ケージクラックは生じなかった。
【００４１】実施例７ 攪拌機、温度計、窒素ガス導入管及び流出管を備えた
５，０００ｍｌ四つ口フラスコにヘキサンジオールと過
剰量のアジピン酸（ヘキサンジオール／アジピン酸＝１
／１．０９（モル比））を窒素気流下１４０〜１６０℃
で３時間溶融反応して得た数平均分子量２，０００の両
末端がカルボキシル基であるポリエステルを２８０ｇ、
ＢＡＢＴを２１４ｇ、スルホランを３，５４０ｇ加え、
窒素雰囲気下、攪拌しながら１６５℃に昇温した。ジフ
ェニルメタンジイソシアナートを１２８ｇ、触媒として
３−メチル−１−フェニル−３−ホスホレン−１−オキ
シドを１．７ｇ加え、１６５℃で４時間反応させた後、
ベンジルアルコールを１１０ｇ加えて、室温まで冷却し
た。得られた反応溶液を、０℃に冷却した３０重量％メ
タノール水溶液に注ぎ、これをミキサーで粉砕し、水洗
した後、乾燥して、ポリエステルを４９重量％含有する
共重合体の粉末を得た。得られた共重合体粉末をゲル浸
透クロマトグラフィー（以下、ＧＰＣと略す；溶離液は
ＴＨＦ、液速度は１ｍｌ／分、検出はＲＩ検出器）を用
いて測定したところ、重量平均分子量はポリスチレン換
算で６５，０００であった。
【００４２】この共重合体粉末を用いて、実施例１と同
様の操作を行い、膜厚が１５μｍの塗膜をポリイミドフ
ィルムの両面に形成した接着フィルムを作製した。この
接着フィルムを幅１０ｍｍ、長さ８０ｍｍの大きさに切
り取り、リードフレーム材である銅合金に、１８０℃、
０．１５ＭＰａ、１秒間の条件で圧着した。このとき、
接着剤層に気泡は見られなかった。ＪＩＳ Ｃ６４８１
に準じて９０度ピール強度（測定温度：２５℃、引っ張
り速度５０ｍｍ／分）を測定したところ、５００Ｎ／ｍ
であった。また、実施例１と同様の操作で図３に示す半
導体装置を作製した。これを、８５℃、８５％ＲＨで７
２時間吸湿させた後、赤外線リフローを行ったが、パッ
ケージクラックは生じなかった。
【００４３】比較例１ 実施例１において作製した共重合体粉末４００ｇ、エポ
キシシラン系カップリング剤（東レ・ダウコーニング・
シリコーン株式会社製ＳＨ−６０４０）４０ｇを、Ｎ，
Ｎ−ジメチルホルムアミド４４０ｇ、シクロヘキサノン
１８９ｇに溶解し、ワニスを調製した。このワニスをポ
リイミドフィルム（宇部興産株式会社製ユーピレックス
２５ＳＰＡ）上に塗布し、９０℃で１０分間、１８０℃
で１０分間加熱乾燥して、膜厚が１５μｍの塗膜をポリ
イミドフィルムの片面に形成した。同様の操作を塗膜を
形成していない面に対して行い、ポリイミドフィルムの
両面に膜厚が１５μｍの接着剤層を形成した接着フィル
ムを作製した。この接着フィルムを幅１０ｍｍ、長さ８
０ｍｍの大きさに切り取り、リードフレーム材である銅
合金に、１８０℃、０．１５ＭＰａ、１秒間の条件で圧
着した。このとき、接着剤層に気泡が見られた。ＪＩＳ
Ｃ６４８１に準じて９０度ピール強度（測定温度：２
５℃、引っ張り速度５０ｍｍ／分）を測定したところ、
８００Ｎ／ｍであった。また、作製した接着フィルムを
用いると、圧着時に発泡するために、図３に示す半導体
装置を作製することができなかった。
【００４４】比較例２ 実施例１において作製した共重合体粉末４００ｇ、エポ
キシシラン系カップリング剤（東レ・ダウコーニング・
シリコーン株式会社製ＳＨ−６０４０）４０ｇ、イミダ
ゾール化合物（四国化成工業株式会社製キュアゾール２
ＰＺ−ＣＮ）８ｇを、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド４
４０ｇ、シクロヘキサノン１８９ｇに溶解し、ワニスを
調製した。このワニスをポリイミドフィルム（帝人株式
会社製ユーピレックス２５ＳＧＡ）上に塗布し、９０℃
で１０分間、１８０℃で１０分間加熱乾燥して、膜厚が
１５μｍの塗膜をポリイミドフィルムの片面に形成し
た。同様の操作を塗膜を形成していない面に対して行
い、ポリイミドフィルムの両面に膜厚が１５μｍの接着
剤層を形成した接着フィルムを作製した。この接着フィ
ルムを幅１０ｍｍ、長さ８０ｍｍの大きさに切り取り、
リードフレーム材である銅合金に、１８０℃、０．１５
ＭＰａ、１秒間の条件で圧着した。このとき、接着剤層
に発泡が見られなかった。ＪＩＳ Ｃ６４８１に準じて
９０度ピール強度（測定温度：２５℃、引っ張り速度５
０ｍｍ／分）を測定したところ、１５０Ｎ／ｍであっ
た。また、作製した接着フィルムは接着力が低いため
に、半導体チップと接着フィルム、又はリードフレーム
と接着フィルムとの間で剥離が生じ、図３に示す半導体
装置を作製することができなかった。
【００４５】比較例３ 実施例１において作製した共重合体粉末４００ｇ、メル
カプトシラン系カップリング剤（日本ユニカー株式会社
製Ａ−１８９）４０ｇ、イミダゾール化合物（四国化成
工業株式会社製キュアゾール２ＰＺ−ＣＮ）０．４ｇ
を、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド４４０ｇ、シクロヘ
キサノン１８９ｇに溶解し、ワニスを調製した。このワ
ニスをポリイミドフィルム（帝人株式会社製ユーピレッ
クス２５ＳＧＡ）上に塗布し、９０℃で１０分間、１８
０℃で１０分間加熱乾燥して、膜厚が１５μｍの塗膜を
ポリイミドフィルムの片面に形成した。同様の操作を塗
膜を形成していない面に対して行い、ポリイミドフィル
ムの両面に膜厚が１５μｍの接着剤層を形成してなる接
着フィルムを作製した。この接着フィルムを幅１０ｍ
ｍ、長さ８０ｍｍの大きさに切り取り、リードフレーム
材である銅合金に、１８０℃、０．１５ＭＰａ、１秒間
の条件で圧着した。このとき、接着剤層に気泡が見られ
た。ＪＩＳ Ｃ６４８１に準じて９０度ピール強度（測
定温度：２５℃、引っ張り速度５０ｍｍ／分）を測定し
たところ、７５０Ｎ／ｍであった。また、作製した接着
フィルムを用いると、圧着時に発泡するために、図３に
示す半導体装置を作製することができなかった。表１
に、作製した接着フィルムの評価結果を示す。
【００４６】
【表１】
【００４７】実施例１〜７で作製した接着フィルムは、
接着性、耐熱性に優れ、これらを用いて作製した半導体
装置は耐リフロー性が良好であった。比較例１において
作製した接着フィルムは、本発明で規定したイミダゾー
ル化合物を用いなかったために、耐熱性が劣り、半導体
装置が作製不可能であった。比較例２において作製した
接着フィルムは、本発明で規定した接着剤組成物である
が、イミダゾール化合物が、本発明で規定した配合量よ
りも多かったために、接着性に劣り、半導体装置の作製
が不可能であった。比較例３において作製した接着フィ
ルムは、本発明で規定したエポキシシラン系カップリン
グ剤を用いなかったために、耐熱性が劣り、半導体装置
の作製が不可能であった。
【００４８】
【発明の効果】本発明の接着剤及び接着フィルムは、耐
熱性に優れた接着剤、接着フィルムである。また、半導
体チップ搭載時や吸湿後の耐リフロー性試験において、
接着剤中に気泡が生じず、耐熱性、耐リフロー性に優れ
る接着材料である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の接着剤又は接着フィルムをリード固定
テープとして用いた半導体装置の略図である。
【図２】本発明の接着剤又は接着フィルムをダイボンド
フィルムとして用いた半導体装置の略図である。
【図３】本発明の接着剤又は接着フィルムをリードフレ
ームと半導体素子との接着に用いた半導体装置の略図で
ある。
【図４】本発明の接着剤又は接着フィルムをリードフレ
ームとヒートスプレッダーとの接着に用いた半導体装置
の略図である。
【符号の説明】
１ 本発明の接着剤又は接着フィルム ２ 半導体素子 ３ リードフレーム ４ 金線等 ５ 封止材 ６ ダイボンド材 ７ ヒートスプレッダー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 23/50 Ｈ０１Ｌ 23/50 Ｙ ５Ｆ０６７ (72)発明者 田辺 義行 千葉県市原市五井南海岸14番地 日立化成 工業株式会社五井事業所内 Ｆターム(参考） 4J004 AA15 AB05 CA04 CA06 CC02 FA05 4J040 ED161 HC22 HD35 JA02 JB02 KA16 LA06 LA08 LA09 MA10 NA20 PA30 4J043 PA01 PA09 QB15 QB26 QB33 QB58 RA06 RA35 SA06 SA11 SB01 SB02 TA22 TB01 TB02 UA041 UA081 UA121 UA122 UA131 UA132 UA141 UA151 UA152 UA261 UB011 UB062 UB121 UB131 UB141 UB151 UB152 UB162 UB172 UB241 UB301 UB302 UB351 WA03 XA13 YA06 ZA02 ZA06 ZA12 ZB01 ZB50 5F044 MM06 MM11 RR18 5F047 AA11 AB03 BA36 BB03 CB05 5F067 AA00 CA05 CC03 CC08 DE01 DF01 EA04

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 （ａ）テトラカルボン酸二無水物と
    （ｂ）ジアミン又はジイソシアナートと（ｃ）ポリエス
    テルを反応させて得られる共重合体１００重量部、エポ
    キシシラン系カップリング剤１〜１５重量部及びイミダ
    ゾール化合物０．０１〜１．５重量部を含んでなる接着
    剤。
  2. 【請求項２】 （ｃ）ポリエステルが、（ａ）、（ｂ）
    及び（ｃ）の合計重量に対して３０〜７０重量％である
    請求項１に記載の接着剤。
  3. 【請求項３】 エチレングリコールビストリメリテート
    二無水物、デカメチレングリコールビストリメリテート
    二無水物及びビスフェノールＡビストリメリテート二無
    水物から選ばれるテトラカルボン酸二無水物が、テトラ
    カルボン酸二無水物成分の総量に対して５０モル％以上
    である請求項１または２に記載の接着剤。
  4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれか１項に記載の接
    着剤層を備えた接着フィルム。
  5. 【請求項５】 耐熱性フィルムの少なくとも片面に、請
    求項１〜３のいずれか１項に記載の接着剤層を形成した
    接着フィルム。
  6. 【請求項６】 請求項４または５に記載の接着フィルム
    を貼り付けた接着フィルム付きリードフレーム。
  7. 【請求項７】 請求項６に記載の接着フィルム付きリー
    ドフレームを用いて製造された半導体装置。
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