JP2002275444A - 接着剤組成物およびその用途 - Google Patents

接着剤組成物およびその用途

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 接続信頼性および耐熱性を保持したまま、保
存安定性を向上させた接着フィルムおよび接着部材を提
供する。 【解決手段】 エポキシ樹脂と、エポキシ樹脂硬化剤
と、エポキシ基含有(メタ)アクリル共重合体とを含む
接着剤組成物であって、前記エポキシ基含有(メタ)ア
クリル共重合体が、−50〜30℃のガラス転移温度
(Tg)を有し、かつエポキシ基含有反復単位を0.5
〜2.7重量%含む、重量平均分子量が10万以上であ
る接着剤組成物である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、接着剤組成物に関
し、特に、従来寿命(ライフ)の短かったエラストマー
接着フィルムのライフを改良した接着剤組成物に関す
る。また本発明は、この接着剤組成物の用途である接着
部材、この接着部材を備えた半導体搭載用配線基板、お
よび半導体装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、電子機器の発達に伴い電子部品の
搭載密度が高くなり、チップスケールパッケージまたは
チップサイズパッケージ(以下では、いずれも「CS
P」という)と呼ばれる、半導体チップサイズとほぼ同
等のサイズを有する半導体パッケージまたは半導体のベ
アチップ実装など、新しい形式の実装方法が採用され始
めている。
【0003】半導体素子をはじめとする各種電子部品を
搭載した実装基板として、最も重要な特性の一つに、信
頼性がある。そのなかでも、熱応力が付加される条件に
おける接続信頼性は、実装基板を用いた機器の信頼性に
直接関係するため、非常に重要な特性である。この接続
信頼性を低下させる原因として、熱膨張係数の異なる各
種材料を用いることに起因する熱応力が挙げられる。こ
れは、半導体素子の熱膨張係数が約4ppm/℃と小さいの
に対し、電子部品を実装する配線板の熱膨張係数が15
ppm/℃以上と大きいことから、熱衝撃に対して熱ひずみ
が発生し、その熱ひずみによって熱応力が発生するもの
である。
【0004】従来のQFPやSOP等のリードフレーム
を有する半導体パッケージを実装した基板では、リード
フレームの部分で熱応力を吸収して信頼性を保ってい
た。しかし、ベアチップ実装では、はんだボールを用い
て半導体チップの電極と配線板の配線板パッドを接続す
る方式や、バンプと称する小突起を作製して導電ペース
トで接続する方式が採用されており、熱応力がこの接続
部に集中して接続信頼性を低下させていた。この熱応力
を分散させるために、アンダーフィル樹脂を半導体素子
と配線板の間に注入させることが有効であることが公知
であるが、この方法は、実装工程を増やし、コストアッ
プを招いていた。また、従来のワイヤボンディングを用
いて半導体素子の電極と配線板の配線パッドを接続する
方法もあるが、この方法も、ワイヤを保護するために封
止材樹脂を被覆しなければならず、実装工程を増やして
いた。
【0005】CSPは、他の電子部品と一括して実装で
きるため、近年極めて多く利用されている。たとえば、
日刊工業新聞社発行の表面実装技術1997年第3号の
記事「実用化に入ったCSP(ファインピッチBGA)
のゆくえ」の第5ページ表1には、各種の構造が提案さ
れている。そのなかでも、インターポーザと呼ばれる配
線基板にテープやキャリア基板を用いた方式の実用化が
進んでいる。これは、前述の表1の中で、テセラ社やT
I社などが開発している方式を含むものである。これら
はインターポーザと呼ばれる配線基板を介するために、
優れた接続信頼性を示している。この例が、信学技報C
PM96−121、ICD96−160(1996−1
2)「テープBGAサイズCSPの開発」やシャープ技
報第66号(1996−12)「チップサイズパッケー
ジ(Chip Size Package)開発」に公表されている。
【0006】これらにおけるCSPの半導体素子とイン
ターポーザと呼ばれる配線基板との間には、それぞれの
熱膨張差から生じる熱応力を、接着部材を用いて低減す
るような試みがなされている。またこの接着部材には、
耐湿性や高温耐久性も要求される。さらに、製造工程管
理のしやすさから、フィルムタイプの接着部材が求めら
れている。
【0007】フィルムタイプの接着剤は、フレキシブル
プリント配線板等で用いられており、アクリロニトリル
ブタジエンゴムを主成分とする系が多く用いられてい
る。しかしこの系は、高温で長時間処理した後の接着力
の低下が大きいことや、耐電食性に劣ることなどの欠点
があった。特に、半導体関連部品の信頼性評価で用いら
れるPCT(プレッシャークッカーテスト)処理等の厳
しい条件下で耐湿性試験を行った場合、たとえば、特開
昭60−243180号公報や特開昭61−13868
0号公報に示されるように、劣化が顕著であった。
【0008】一方、高温で長時間処理した後であって
も、接着力の低下が小さい接着剤として、反応性を有す
るアクリルゴムまたはアクリロニトリルブタジエンゴム
をエポキシ樹脂と混合した接着剤が提案されている。こ
の反応性ゴム系接着剤としては、特開平3−18158
0号公報に示されるように、カルボキシル基、ヒドロキ
シル基またはエポキシ基を含有したアクリルエラストマ
ーと、アルキルフェノールと、エポキシ樹脂と、イミダ
ゾリウムトリメリテートとからなる接着剤組成物があ
り、フレキシブル印刷配線板のベースフィルムと銅箔を
接着する分野に用いられている。
【0009】この反応性ゴム系接着剤を、フィルムタイ
プの半導体関連部品の接着部材として使用した例が、た
とえば、特開平11−246829号公報や特開200
0−154356号公報に開示されている。これらの反
応性ゴム系接着剤は、耐熱性に優れ、また半導体装置の
接続信頼性にも優れている。
【0010】しかしながら、反応性ゴムを使用すると、
フィルムタイプの接着剤、あるいはそれを用いた接着部
材として保管する際、ゴムの反応性ゆえに経時変化を起
こし、流動性、接着性が失われるという問題があった。
そのため、通常は、これらのフィルムおよび接着部材
は、冷蔵あるいは冷凍保管を余儀なくされ、また購入後
早期に使用しなければならず、その取り扱い性に問題が
あった。
【0011】反応性ゴム系接着剤におけるゴムの反応性
を抑え、保存安定性を向上させる方法として、カプセル
型潜在性硬化剤が使用される場合がある。しかし、本発
明の目的としているCSP用途に使用される接着部材の
場合には、最終的な半導体チップと実装基板との接続・
接着硬化を行う前に、ポリイミドなどの基材や半導体チ
ップへラミネートする際に数回の熱処理を受けるため、
上記のカプセル型潜在性硬化剤ではカプセルが溶けるた
め使用できないという問題があった。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
反応性ゴム系接着剤が抱える種々の問題に鑑みてなされ
たものであり、接続信頼性および耐熱性を保持したま
ま、保存安定性を向上させた接着フィルムおよび接着部
材を提供するものである。特に、従来購入後直ちに使用
するか、冷蔵・冷凍貯蔵が必要であった接着剤組成物
を、数日間放置しても、その後の製造に耐え得る、保存
安定性に優れた接着剤樹脂組成物を提供することを目的
とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明は、エポキシ樹脂
と、エポキシ樹脂硬化剤と、エポキシ基含有(メタ)ア
クリル共重合体とを含む接着剤組成物であって、前記エ
ポキシ基含有(メタ)アクリル共重合体が、−50〜3
0℃のガラス転移温度(Tg)を有し、かつエポキシ基
含有反復単位を0.5〜2.7重量%含む、重量平均分
子量が10万以上である接着剤組成物である。
【0014】本発明はまた、前記エポキシ樹脂と前記エ
ポキシ樹脂硬化剤の合計重量Aと、前記エポキシ基含有
(メタ)アクリル共重合体の重量Bとの比率A/Bが、
0.25〜3である接着剤組成物、あるいは、60℃熱
処理後の樹脂フロー量の半減期(H、時間)と、前記エ
ポキシ基含有(メタ)アクリル共重合体の重量分率
(φ)とが、H≧140×φ2の関係にある接着剤組成
物である。
【0015】本発明はさらに、前記エポキシ樹脂硬化剤
が、下記一般式(1);
【0016】
【化2】
【0017】(式中、R1 は、互いに独立して、水素原
子、ハロゲン原子、炭素数1〜10の直鎖もしくは分岐
アルキル基、環状アルキル基、アラルキル基、アルケニ
ル基、水酸基またはアリール基であり、nは1〜3の整
数であり、mは0〜50の整数である。)で表される接
着剤組成物である。
【0018】本発明の接着部材は、この接着剤組成物を
フィルム状に形成して得られる接着部材であり、また、
本発明の半導体装置は、半導体搭載用配線基板の片面ま
たは両面に、この接着剤組成物を介して、1個以上の半
導体チップを搭載した半導体装置である。
【0019】
【発明の実施の形態】本発明に使用するエポキシ樹脂
は、硬化して接着作用を有するエポキシ樹脂を使用する
ことができる。このようなエポキシ樹脂としては、ビス
フェノールA型エポキシ樹脂やビスフェノールF型エポ
キシ樹脂など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やクレゾールノボラック型エポキシ
樹脂などのノボラック型エポキシ樹脂などが例示でき
る。また、多官能エポキシ樹脂や複素環含有エポキシ樹
脂等、一般に知られているものを適用することができ
る。耐熱性の観点から、環球式で測定した軟化点が50
℃以上であることが好ましい。
【0020】このようなエポキシ樹脂としては、ビスフ
ェノールA型エポキシ樹脂として、たとえば、油化シェ
ルエポキシ(株)製、商品名:エピコート1001、1
002、1003、1055、1004、1004A
F、1007、1009、1003F、1004F、お
よびダウケミカル日本(株)製、商品名:D.E.R.
661、662、663U、664、664U、66
7、642U、672U、673MF、668、669
等が挙げられる。ビスフェノールF型エポキシ樹脂とし
ては、東都化成(株)製、商品名:YDF−2004、
またフェノールノボラック型エポキシ樹脂としては、日
本化薬(株)製、商品名:EPPN−201が挙げられ
る。クレゾールノボラックエポキシ樹脂としては、油化
シェルエポキシ(株)製、商品名:エピコート180S
65、チバスペシャリティーケミカルズ社製、商品名:
アラルダイトECN1273、1280、1299、東
都化成(株)製、商品名:YDCN−701、702、
703、704、日本化薬(株)製、商品名:EOCN
−1020、102S、103S、104S、および住
友化学工業(株)製、商品名:ESCN−195X、2
00L、220が挙げられる。多官能エポキシ樹脂とし
ては、油化シェルエポキシ(株)製、商品名:Epon
1031S、エピコート1032H60、157S7
0、および日本化薬(株)製、商品名:EPPN501
H、502Hが挙げられる。複素環含有エポキシ樹脂等
としては、チバスペシャリティーケミカルズ社製、商品
名:アラルダイトPT810等が挙げられる。
【0021】本発明に使用するエポキシ樹脂硬化剤は、
たとえば、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などのビスフェノール類を使用す
ることができる。吸湿時の耐電食性に優れる点から、好
ましくは、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、クレゾールノボラック樹脂などのフェ
ノール樹脂であり、より好ましくは、下記一般式
(1):
【0022】
【化3】
【0023】(式中、R1 は、互いに独立して、水素原
子、ハロゲン原子、炭素数1〜10の直鎖もしくはは分
岐アルキル基、環状アルキル基、アラルキル基、アルケ
ニル基、水酸基またはアリール基であり、nは1〜3の
整数であり、mは0〜50の整数である。)で表される
フェノール樹脂である。
【0024】なかでも、吸湿率、はんだ耐熱性および成
形時のリフロー性の点から、水酸基当量が、150g/eq
以上であることが好ましい。このようなフェノール樹脂
として、三井化学(株)製、商品名:ミレックスXLC
−LL、XLC−3L、XLC−4L等のXLCシリー
ズ、XL−225、XL−225LL、XL−325、
XL−1210等のXLシリーズが市販されている。
【0025】また、耐湿性の観点から、85℃、85%
RHの恒温恒湿槽に48時間投入後の吸水率が2重量%
以下であることが好ましい。さらに、熱重量分析計(T
GA)で測定した350℃での加熱重量減少率(昇温速
度:5℃/min、雰囲気:窒素)が5重量%未満のフェ
ノール樹脂を使用すると、加熱加工時において揮発分が
抑制されることで、耐熱性、耐湿性などの諸特性の信頼
性が高くなり、また、加熱加工などの作業時の揮発分に
よる機器の汚染を低減することができるため、好まし
い。
【0026】式(1)で示される本発明のフェノール樹
脂は、たとえば、フェノール化合物と2価の連結基であ
るキシレン化合物を、無触媒または酸触媒の存在下で反
応させて、得ることができる。
【0027】フェノール化合物としては、フェノール、
o−クレゾール、m−クレゾール、p−クレゾール、o
−エチルフェノール、p−エチルフェノール、o−n−
プロピルフェノール、m−n−プロピルフェノール、p
−n−プロピルフェノール、o−イソプロピルフェノー
ル、m−イソプロピルフェノール、p−イソプロピルフ
ェノール、o−n−ブチルフェノール、m−n−ブチル
フェノール、p−n−ブチルフェノール、o−イソブチ
ルフェノール、m−イソブチルフェノール、p−イソブ
チルフェノール、オクチルフェノール、ノニルフェノー
ル、2,4−キシレノール、2,6−キシレノール、
3,5−キシレノール、2,4,6−トリメチルフェノ
ール、レゾルシン、カテコール、ヒドロキノン、4−メ
トキシフェノール、o−フェニルフェノール、m−フェ
ニルフェノール、p−フェニルフェノール、p−シクロ
ヘキシルフェノール、o−アリルフェノール、p−アリ
ルフェノール、o−ベンジルフェノール、p−ベンジル
フェノール、o−クロロフェノール、p−クロロフェノ
ール、o−ブロモフェノール、p−ブロモフェノール、
o−ヨードフェノール、p−ヨードフェノール、o−フ
ルオロフェノール、m−フルオロフェノール、p−フル
オロフェノール等が例示される。
【0028】より好ましくは、フェノール、o−クレゾ
ール、m−クレゾール、p−クレゾールである。これら
のフェノール化合物は、単独で用いてもよく、または2
種類以上を混合して用いることもできる。
【0029】一般式(1)で表されるフェノール樹脂の
製造に用いられる2価の連結基であるキシリレン化合物
としては、以下に示すジハロキシリレン化合物およびキ
シリレンジグリコールならびにその誘導体が用いること
ができる。
【0030】すなわち、1,1′−ジクロロ−p−キシ
レン、1,1′−ジクロロ−m−キシレン、1,1′−
ジクロロ−o−キシレン、1,1′−ジブロモ−p−キ
シレン、1,1′−ジブロモ−m−キシレン、1,1′
−ジブロモ−o−キシレン、1,1′−ジヨード−p−
キシレン、1,1′−ジヨード−m−キシレン、1,
1′−ジヨード−o−キシレン、1,1′−ジヒドロキ
シ−p−キシレン、1,1′−ジヒドロキシ−m−キシ
レン、1,1′−ジヒドロキシ−o−キシレン、1,
1′−ジメトキシ−p−キシレン、1,1′−ジメトキ
シ−m−キシレン、1,1′−ジメトキシ−o−キシレ
ン、1,1′−ジエトキシ−p−キシレン、1,1′−
ジエトキシ−m−キシレン、1,1′−ジエトキシ−o
−キシレン、1,1′−ジ−n−プロポキシ−p−キシ
レン、1,1′−n−プロポキシ−m−キシレン、1,
1′−ジ−n−プロポキシ−o−キシレン、1,1′−
ジ−イソプロポキシ−p−キシレン、1,1′−ジイソ
プロポキシ−m−キシレン、1,1′−ジイソプロポキ
シ−o−キシレン、1,1′−ジ−n−ブトキシ−p−
キシレン、1,1′−ジ−n−ブトキシ−m−キシレ
ン、1,1′−ジ−n−ブトキシ−o−キシレン、1,
1′−ジイソブトキシ−p−キシレン、1,1′−ジイ
ソブトキシ−m−キシレン、1,1′−ジイソブトキシ
−o−キシレン、1,1′−ジ−tert−ブトキシ−p−
キシレン、1,1′−ジ−tert−ブトキシ−m−キシレ
ン、1,1′−ジ−tert−ブトキシ−o−キシレンが挙
げられる。
【0031】好ましくは、1,1′−ジクロロ−p−キ
シレン、1,1′−ジクロロ−m−キシレン、1,1′
−ジクロロ−o−キシレン、1,1′−ジヒドロキシ−
p−キシレン、1,1′−ジヒドロキシ−m−キシレ
ン、1,1′−ジヒドロキシ−o−キシレン、1,1′
−ジメトキシ−p−キシレン、1,1′−ジメトキシ−
m−キシレン、1,1′−ジメトキシ−o−キシレンで
ある。これらのキシリレン化合物は単独で、あるいは2
種以上を混合して用いることができる。
【0032】上記したフェノール化合物とキシリレン化
合物を反応させるときは、酸触媒を用いて、50〜25
0℃で原料であるキシリレン化合物が実質的に消失し、
かつ反応組成が一定になるまで反応させる。酸触媒とし
ては、塩酸、硫酸、リン酸、ポリリン酸等の鉱酸類;ジ
メチル硫酸、ジエチル硫酸、p−トルエンスルホン酸、
メタンスルホン酸、エタンスルホン酸等の有機酸類;ト
リフルオロメタンスルホン酸等の超強酸類;アルカンス
ルホン酸型イオン交換樹脂のような、強酸性イオン交換
樹脂類;ペルフルオロアルカンスルホン酸型イオン交換
樹脂のような、超強酸性イオン交換樹脂類(商品名:ナ
フィオン、Nafion、Du Pont社製);天然および合成ゼ
オライト類;活性白土(酸性白土)類等が挙げられる。
反応時間は、原料や反応温度にもよるが、おおむね1〜
15時間程度であり、実際には、GPC(ゲルパーミエ
ーションクロマトグラフィ)等を用いて、反応組成を追
跡しながら決定すればよい。
【0033】なお、例外的に、1,1′−ジクロロ−p
−キシレンのようなハロゲノキシレン誘導体を用いる場
合は、対応するハロゲン化水素ガスを生じながら、無触
媒にて反応が進行するため、酸触媒は必要としない。そ
の他の場合は、酸触媒の存在下において反応が進行し、
対応する水またはアルコールが生じる。また、フェノー
ル化合物とキシリレン化合物との反応モル比は、通常は
フェノール化合物を過剰に用い、反応後、未反応フェノ
ール化合物を回収する。この時フェノール化合物の量に
より平均分子量が決定され、フェノール化合物が過剰に
あるほど、平均分子量の低いフェノール樹脂が得られ
る。なお、フェノール化合物部分がアリルフェノールで
あるフェノール樹脂は、たとえば、アリル化されていな
いフェノール樹脂を製造し、これにアリルハライドを反
応させ、アリルエーテルを経て、クライゼン転移により
アリル化する方法により得ることができる。
【0034】エポキシ樹脂とフェノール樹脂の配合量
は、接着剤にしたときの硬化性の観点から、それぞれエ
ポキシ当量と水酸基当量の当量比が、好ましくは0.7
0/0.30〜0.30/0.70、より好ましくは
0.65/0.35〜0.35/0.65、さらに好ま
しくは0.60/0.40〜0.40/0.60、特に
好ましくは0.55/0.45〜0.45/0.55で
ある。
【0035】本発明に使用するエポキシ基含有(メタ)
アクリル共重合体は、−50〜30℃のガラス転移温度
(Tg)を有し、かつエポキシ基含有反復単位を0.5
〜2.7重量%含む、重量平均分子量が10万以上の共
重合体である。
【0036】エポキシ基含有(メタ)アクリル共重合体
は、たとえば、(メタ)アクリルエステル共重合体、ア
クリルゴム等を使用することができ、アクリルゴムがよ
り好ましい。アクリルゴムは、アクリル酸エステルを主
成分とし、主として、ブチルアクリレートとアクリロニ
トリルなどの共重合体や、エチルアクリレートとアクリ
ロニトリルなどの共重合体などからなるゴムである。
【0037】アクリル共重合体の官能性モノマーとして
は、エポキシ樹脂と非相溶であるものが、硬化後にエポ
キシ樹脂とアクリル共重合体がそれぞれ分離し、耐リフ
ロークラック性および耐熱性が有効に発現された接着剤
を得ることができる点で好ましい。なかでも、エポキシ
樹脂と非相溶であるグリシジルアクリレートまたはグリ
シジルメタクリレートを用いるのが好ましい。このエポ
キシ基含有反復単位の量は、エポキシ基含有(メタ)ア
クリル共重合体に0.5〜2.7重量%含有されること
が必要である。この範囲にあると、接着力の確保とゲル
化の防止が同時に図ることができる。
【0038】また共重合体中のエポキシ基含有反復単位
以外は、エチルもしくはブチル(メタ)アクリル反復単
位、または両者の混合物を用いることができる。混合比
率は、本発明の共重合体のガラス転移温度(以下「T
g」という)−50〜30℃を考慮して決定される。
【0039】このエポキシ基含有反復単位を0.5〜
2.7重量%含有するエポキシ基含有(メタ)アクリル
共重合体は、たとえば、グリシジルを3重量%含有する
帝国化学産業(株)製のHTR―860P−3を用い
て、調製することができる。重合方法は特に限定され
ず、パール重合、溶液重合等を使用することができる。
これにより、Bステージ状態での接着剤層のタック性が
適切であり、取り扱い性が良好である。
【0040】エポキシ基含有アクリル共重合体の重量平
均分子量は、10万〜300万であり、好ましくは50
万〜200万である。重量平均分子量がこの範囲にある
と、シート状、フィルム状での強度、可撓性、タック性
を適切に制御することができるとともに、フロー性が良
く、配線の回路充填性を良好に保つことができる。
【0041】エポキシ樹脂とエポキシ樹脂硬化剤の合計
100重量部に対するエポキシ基含有(メタ)アクリル
共重合体の配合量は、33〜400重量部が好ましい。
すなわち、エポキシ樹脂とエポキシ樹脂硬化剤の合計重
量Aと、エポキシ基含有アクリル共重合体の重量Bとの
比率A/Bが、0.25〜3であることが好ましい。こ
の範囲にあると、弾性率の低減がなく、成形時のフロー
性の抑制効果、高温での取り扱い性が良好である。
【0042】こうして得られた接着剤組成物は、60℃
熱処理後の樹脂フロー量の半減期(H、時間)と、エポ
キシ樹脂とエポキシ樹脂硬化剤とエポキシ基含有アクリ
ル共重合体の合計重量に対するエポキシ基含有(メタ)
アクリル共重合体の重量分率(φ)とが、H≧140×
φ2の関係にあると、優れた接続信頼性と耐熱性を兼備
し、かつ充分な保存安定性を備えた樹脂組成物が得られ
る。より好ましくは、H≧350×φ2の関係を満た
し、特に好ましくはH≧1000×φ2の関係を満たす
接着剤組成物である。
【0043】また、本発明で任意的に使用される無機フ
ィラーは、特に限定されず、たとえば、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、酸化アルミニウム、
窒化アルミニウム、ホウ酸アルミウィスカ、窒化ホウ
素、結晶性シリカ、非晶性シリカなどを使用することが
でき、これらは、1種または2種以上を併用することが
できる。熱伝導性向上のためには、酸化アルミニウム、
窒化アルミニウム、窒化ホウ素、結晶性シリカ、非晶性
シリカ等が含有されていることが好ましい。溶融粘度の
調整やチキ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、酸化アルミニ
ウム、結晶性シリカ、非晶性シリカなどが含有されてい
ることが好ましい。
【0044】無機フィラーの使用量は、接着剤組成物1
00体積部に対して1〜50体積部が好ましい。この範
囲にあると、接着剤層の貯蔵弾性、接着性、ボイド残存
による電気特性のいずれもが確保できる。また、無機フ
ィラーの平均粒径は、接着性の点から、0.005μm
〜0.1μmが好ましい。
【0045】また、この無機フィラーは、表面を処理剤
で処理されたシリカフィラーであることが好ましい。処
理剤としては、シリル化剤、有機フッ素化合物等が挙げ
られる。シリル化剤としては、ヘキサメチルジシラサ
ン、ジメチルジクロロシラン、トリメチルシリルジメチ
ルアミン、N,O−ビス(トリメチルシリル)アセトア
ミド等を例示することができる。
【0046】さらに、無機フィラーと水との接触角は、
0〜100゜であることが好ましい。フィラーと水との
接触角は、フィラーの組成、その表面の処理、その作製
方法を介してのフィラーの粒径に依存して変化するの
で、たとえば、煙霧質シリカを用いること、またより微
細なフィラーを使用することにより、制御することがで
きる。なお、フィラーと水との接触角は、フィラーを圧
縮成形して平板を作製し、その上に、水滴を滴下し、そ
の水滴が平板と接触する角度を接触角計で測定する。接
触角の値は10回測定した平均値を使用する。
【0047】また、本発明の接着剤組成物には、硬化促
進剤を添加することもできる。硬化促進剤は、特に限定
されず、各種イミダゾール類を用いることができる。イ
ミダゾール類としては、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、こ
れらは1種または2種以上を併用することもできる。
【0048】硬化促進剤の添加量は、エポキシ樹脂およ
び硬化剤としてのフェノール樹脂との合計重量100重
量部に対して0.1〜5重量部が好ましく、0.2〜3
重量部がより好ましい。この範囲にあると、硬化性と保
存安定性を両立することができる。
【0049】本発明の接着剤組成物を硬化した接着剤硬
化物の貯蔵弾性率は、25℃で10〜2000MPaであ
るのが好ましく、260℃で3〜50MPaの低弾性率で
あるのがより好ましい。貯蔵弾性率の測定は、動的粘弾
性測定装置(レオロジ社製、DVE−V4)を使用し、
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℃/minの条件で、−50℃から300
℃まで測定する温度依存性測定モードで行う。貯蔵弾性
率がこの範囲にあると、半導体素子と支持部材との熱膨
張係数の差によって発生する熱応力を緩和させる効果が
保たれ、剥離やクラックの発生を防止することができ、
また、接着剤の取り扱い性や接着剤層の厚み精度が良好
であり、リフロークラックの発生を抑えることができ
る。
【0050】また、本発明の接着剤組成物には、異種材
料間の界面結合を良くするために、各種カップリング剤
を添加することもできる。カップリング剤としては、シ
ラン系、チタン系、アルミニウム系などが挙げられる
が、シラン系カップリング剤が最も好ましい。
【0051】シラン系カップリング剤としては、特に限
定されず、たとえば、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)シラン等のビニル
基含有シラン類;3−メタクリロキシプロピルトリメト
キシシラン等のメタクリロイル基含有シラン類;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−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
等のエポキシ基含有シラン類;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、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、3−アミノプロピルトリエトキシシラ
ン、N−フェニル−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(メチル)ジエトキシシラ
ン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミ
ノプロピルトリス(2−メトキシエトキシ)シラン、N
−メチル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、ト
リアミノプロピルトリメトキシシラン、3−(4,5−
ジヒドロイミダゾール−1−イル)プロピルトリメトキ
シシラン、N−2−(N−ビニルベンジルアミノエチ
ル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン等のアミ
ノ基含有シラン類;3−メルカプト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エトキシシラ
ン、3−メルカプトプロピル(メチル)ジメトキシシラ
ン等のメルカプト基含有シラン類;3−ウレイドプロピ
ルトリエトキシシラン、3−ウレイドプロピルトリメト
キシシラン等のウレイド基含有シラン類;トリメチルシ
リルイソシアネート、メチルトリイソシアナトシラン、
ビニルトリイソシアナトシラン、フェニルトリイソシア
ナトシラン、テトライソシアナトシラン等のイソシアナ
ト基含有シラン類;3−クロロプロピル(メチル)ジメ
トキシシラン、3−クロロプロピルトリメトキシシラ
ン、3−クロロプロピル(メチル)ジエトキシシランの
ような炭素官能性クロロ含有シラン類;3−シアノプロ
ピルトリエトキシシランのようなシアノ基含有シラン
類;オクタデシルジメチル〔3−(トリメトキシシリ
ル)プロピル〕アンモニウムクロリドのような第四級ア
ンモニウム基含有シラン類などを使用することができ、
これらの1種または2種以上を併用することができる。
【0052】カップリング剤の添加量は、その効果や耐
熱性およびコストから、樹脂の合計100重量部に対
し、0.1〜10重量部とするのが好ましい。
【0053】本発明の接着剤組成物には、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、イオン捕捉剤を添加することもできる。イオン
捕捉剤としては、特に限定されず、銅がイオン化して溶
出するのを防止するため銅害防止剤として知られる化合
物、たとえば、トリアジンチオール化合物、ビスフェノ
ール系還元剤などを使用することができる。また、ジル
コニウム系、アンチモン系、ビスマス系、マグネシウム
系またはアルミニウム系等の化合物の無機イオン吸着剤
を使用することもできる。
【0054】イオン捕捉剤の添加量は、添加による効果
や耐熱性、コストなどの観点から、接着剤組成物100
重量部に対して、1〜10重量部とするのが好ましい。
【0055】本発明の接着フィルムは、本発明の接着剤
組成物を溶剤に溶解あるいは分散してワニスとし、支持
体上に塗布、加熱し溶剤を除去することによって、フィ
ルム状に形成して得ることができる。
【0056】支持体としては、ポリテトラフルオロエチ
レン、ポリエチレンテレフタレート、ポイエチレン、ポ
リプロピレン、ポリメチルペンテン、ポリイミドなどの
プラスチックのフィルムを使用することができ、これら
支持体は、表面を離型処理して使用することもできる。
また支持体は、使用時に剥離して、接着フィルムのみと
したのち使用することもでき、また、支持体とともに接
着フィルム付き支持体として使用し、後に支持体を除去
することもできる。
【0057】上記のワニス化するための溶剤としては、
特に限定されないが、フィルム作製時の揮発性等を考慮
すると、メタノール、エタノール、2−メトキシエタノ
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、2−エトキシエタ
ノール、トルエン、キシレンなどの比較的低沸点の溶媒
を使用するのが好ましい。また、塗膜性を向上させるた
めに、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、シクロヘキサノンなどの比較的
高沸点の溶媒を加えることもできる。
【0058】本発明の接着剤組成物に無機フィラーを添
加した際のワニスの製造には、無機フィラーの分散性を
考慮して、らいかい機、三本ロール、ボールミルまたは
ビーズミルなどを使用するのが好ましく、これらを組み
合せて使用することもできる。また、無機フィラーと低
分子量物をあらかじめ混合した後、高分子量物を配合す
ることによって、混合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、真空脱気等によってワニ
ス中の気泡を除去することもできる。
【0059】支持体へのワニスの塗布方法としては、公
知の方法を用いることができ、たとえば、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、カーテンコート法等が挙げられ
る。
【0060】接着フィルムの厚みは、特に限定されるも
のではないが、25〜250μmが好ましい。この範囲
にあると、応力緩和効果を十分に発揮できるともに、経
済的である。
【0061】また、本発明の接着フィルムは、所望の厚
さを得るために、2枚以上を貼り合わせることもでき
る。この場合には、接着フィルム同士の剥離が発生しな
いような貼り合わせ条件が必要である。
【0062】本発明の接着フィルムをコア材の両面に接
着させて、接着フィルム付きコア材として使用すること
もできる。コア材の厚みは、5〜200μmの範囲内で
あることが好ましいが、特にこれに限定されるものでは
ない。
【0063】コア材に用いられる材料としては、特に限
定はされないが、好ましくは、耐熱性を有する熱可塑性
樹脂であり、さらに好ましくは、ガラス転移温度が26
0℃以上の耐熱性の熱可塑性樹脂である。このような耐
熱性の熱可塑性樹脂をコア材として用いると、はんだリ
フローなどの高温時に接着フィルムが剥離するおそれを
回避できる。さらには、液晶ポリマーを用いた耐熱性の
熱可塑性樹脂、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリエ
ーテルイミド、ポリエーテルスルホン、全芳香族ポリエ
ステル、ポリテトラフルオロエチレン、エチレン−テト
ラフルオロエチレンコポリマー、テトラフルオロエチレ
ン−ヘキサフルオロプロピレンコポリマー、テトラフル
オロエレチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル
コポリマーなどが好適に用いられる。また、耐熱性の熱
可塑性樹脂は、接着フィルムの弾性率低減のため、フィ
ルム状の多孔質材料を用いることもできる。
【0064】コア材の両面に形成される接着フィルム
は、接着剤組成物を溶剤に溶解ないし分散してワニスと
することができる。このワニスをコア材となるフィルム
状の耐熱性の熱可塑性樹脂上に塗布し、加熱して溶剤を
除去することにより接着フィルムを熱可塑性樹脂上に形
成することができる。塗布方法としては前述の方法等を
使用することができる。この工程を耐熱性の熱可塑性樹
脂の両面について行うことにより、コア材の両面に接着
フィルムを形成した接着フィルム付きコア材を作製する
ことができる。この場合には、両面の接着フィルム同士
がブロッキングしないように、カバー材料で表面を保護
することが好ましい。しかし、ブロッキングが起こらな
い場合には、経済的な理由から、カバー材料を用いない
方が好ましい。
【0065】また、接着剤組成物を溶剤に溶解ないし分
散してワニスとしたものを、前述のフィルム状の支持体
上に塗布し、加熱して溶剤を除去することにより、接着
フィルムを支持体上に形成し、この接着フィルムをコア
材の両面に貼り合せることに、よりコア材の両面に接着
フィルムを形成した接着フィルム付きコア材を作製する
こともできる。この場合には、フィルム状の支持体がカ
バー材料としての役割を果たすこともできる。
【0066】本発明の半導体搭載用支持部材としては、
特に限定されず、ダイパッドを有するリードフレーム、
セラミック基板、または有機基板などを用いることがで
きる。セラミック基板としては、アルミナ基板、窒化ア
ルミニウム基板などを用いることができる。有機基板と
しては、ガラスクロスにエポキシ樹脂を含浸させたFR
−4基板、ビスマレイミド−トリアジン樹脂を含浸させ
たBT基板、さらにはポリイミドフィルムを基材として
用いたポリイミドフィルム基板などを用いることができ
る。
【0067】配線の形状としては、片面配線、両面配線
または多層配線のいずれの構造でも良く、必要に応じて
電気的に接続された貫通孔、非貫通孔を設けることもで
きる。さらに、配線が半導体装置の外部表面に現れる場
合には、保護樹脂層を設けることが好ましい。
【0068】接着フィルムを半導体塔載用支持部材へ張
り付ける方法としては、接着フィルムを所定の形状に切
断し、その切断された接着フィルムを、この支持部材の
所望の位置に熱圧着する方法が一般的ではあるが、これ
を限定されるものではない。
【0069】本発明の半導体装置の構造としては、半導
体素子の電極と半導体塔載用支持部材とがワイヤボンデ
ィングで接続されている構造、または半導体素子の電極
と支持部材とがテープオートメーテッドボンディング
(TAB)のインナーリードボンディングで接続されて
いる構造等があるが、これらに限定されるものではな
く、いずれの場合でも効果がある。
【0070】半導体素子としては、IC、LSI、VL
SI等の一般的な半導体素子を使用することができる。
【0071】半導体素子と半導体塔載用支持部材の間に
発生する熱応力は、半導体素子とこの支持部材の面積差
が小さい場合に著しい。しかし、本発明の半導体装置は
低弾性率の接着フィルムを用いることにより、その熱応
力を緩和して信頼性を確保することができる。これらの
効果は、半導体素子の面積が、半導体塔載用支持部材の
面積の70%以上である場合に非常に有効に現れる。ま
た、このように半導体素子と支持部材の面積差が小さい
半導体装置においては、外部接続端子はエリア状に設け
られる場合が多い。
【0072】また、本発明の接着フィルムの特性とし
て、接着フィルムを半導体塔載用支持部材の所望の位置
に熱圧着する工程や、ワイヤボンディングで接続する工
程等の加熱工程において、接着剤組成物からの揮発分の
揮発を抑制できるので、剥離大きさを直径1mm未満に抑
えることができる。
【0073】本発明の半導体搭載基板用配線基板に用い
る配線基板としては、セラミック基板や有機基板など、
基板材質に限定されることなく用いることができる。セ
ラミック基板および有機基板としては、上記した半導体
塔載用支持部材使用される基板と同様である。
【0074】配線の形状としては、片面配線、両面配線
または多層配線のいずれの構造でも良く、必要に応じて
電気的に接続された貫通孔、非貫通孔を設けても良い。
【0075】さらに、配線が半導体装置の外部表面に現
れる場合には、保護樹脂層を設けることが好ましい。
【0076】接着フィルムを配線基板へ張り付ける方法
としては、接着フィルムを所定の形状に切断し、その切
断された接着フィルムを配線基板の所望の位置に熱圧着
する方法が一般的ではあるが、これに限定されるもので
はない。
【0077】
【実施例】以下、本発明を実施例により詳細に説明す
る。本発明はこれらに限定されるものではない。
【0078】実施例1 エポキシ樹脂として、エポキシ当量210のクレゾール
ノボラック型エポキシ樹脂(東都化成(株)製、商品
名:YDCN−703)55重量部、エポキシ樹脂硬化
剤として、水酸基当量175、吸水率1.8%、350
℃における加熱重量減少率4%のフェノール樹脂(三井
化学(株)製、商品名:ミレックスXLC−LL)45
重量部、シランカップリング剤として、3−メルカプト
プロピルトリメトキシシラン(日本ユニカー(株)製、
商品名:NUCA−189)1.7重量部と、3−ウレ
イドプロピルトリエトキシシラン(日本ユニカー(株)
製、商品名:NUCA−1160)3.2重量部、フィ
ラーとして、平均粒径0.016μmの煙霧質シリカ
(日本アエロジル(株)製、商品名:アエロジルR97
2)10重量部からなる組成物に、シクロヘキサノンを
加えて攪拌混合し、さらにビーズミルを用いて90分混
練した。
【0079】これに、グリシジル基含有反復単位を1重
量%含む重量平均分子量80万のアクリルゴム(このア
クリルゴムは、重量比で、ブチルアクリレート/エチル
アクリレート/アクリロニトリル/グリシジルメタクリ
レートが、39.4/29.3/30.3/1を含むゴ
ムである。)280重量部、硬化促進剤として、1−シ
アノエチル−2−フェニルイミダゾール(四国化成
(株)製、商品名:キュアゾール2PZ−CN)0.5
重量部を混合し、真空脱気した。こうして作製したワニ
スを、離型処理した厚さ75μmのポリエチレンテレフ
タレートフィルム上に塗布し、140℃で5分間加熱乾
燥して、膜厚が75μmのBステージ状態の塗膜を形成
し、キャリアフィルムを備えた接着フィルムを作製し
た。
【0080】なお、作製した接着剤組成物における、エ
ポキシ樹脂とエポキシ樹脂硬化剤の合計重量と、エポキ
シ基含有(メタ)アクリル共重合体(アクリルゴム)の
重量との比率は、0.36であった。また、エポキシ樹
脂とエポキシ樹脂硬化剤とエポキシ基含有(メタ)アク
リル共重合体の合計重量に対するエポキシ基含有(メ
タ)アクリル共重合体の重量分率(φ)は、0.74で
あった。
【0081】実施例2 実施例1のアクリルゴム中のグリシジル基含有反復単位
を1重量%の代わりに1.5重量%とした以外は、実施
例1と同様にして、接着フィルムを作製した。
【0082】実施例3 実施例1のアクリルゴム中のグリシジル基含有反復単位
を1重量%の代わりに2重量%とした以外は、実施例1
と同様にして、接着フィルムを作製した。
【0083】実施例4 実施例1のアクリルゴム中のグリシジル基含有反復単位
を1重量%の代わりに2.5重量%とした以外は、実施
例1と同様にして、接着フィルムを作製した。
【0084】実施例5 実施例4の煙霧質シリカフィラー(商品名:アエロジル
R972)を使用せず、またビーズミルを用いて混練を
行わない以外は、実施例4と同様にして、接着フィルム
を作製した。
【0085】実施例6 実施例3で用いたフィラーに代わり、平均粒径0.03
0μmの煙霧質シリカフィラー(日本アエロジル(株)
製、商品名:アエロジルR50)を使用した以外は、実
施例3と同様にして、接着フィルムを作製した。
【0086】実施例7 実施例1のグリシジル基含有反復単位を1重量%含むア
クリルゴムを、280重量部の代わりに70重量部とし
た以外は、実施例1と同様にして、接着フィルムを作製
した。なお、エポキシ樹脂とエポキシ樹脂硬化剤の合計
重量と、エポキシ基含有(メタ)アクリル共重合体の重
量との比率は、1.4であった。また、エポキシ樹脂と
エポキシ樹脂硬化剤とエポキシ基含有アクリル共重合体
の合計重量に対するエポキシ基含有(メタ)アクリル共
重合体の重量分率(φ)は、0.41であった。
【0087】実施例8 実施例1のフィラーR972を使用せず、またビーズミ
ルを用いて混練を行なわなかった以外は、実施例1と同
様にして、接着フィルムを作製した。
【0088】実施例9 実施例7のグリシジル基反復単位を1重量%含むアクリ
ルゴムに代えて、グリシジル基反復単位を2重量%含む
アクリルゴムを使用した以外は、実施例7と同様にし
て、接着フィルムを作製した。エポキシ樹脂とエポキシ
樹脂硬化剤の合計重量と、エポキシ基含有(メタ)アク
リル共重合体の重量との比率は、1.4、エポキシ樹脂
とエポキシ樹脂硬化剤とエポキシ基含有アクリル共重合
体の合計重量に対するエポキシ基含有(メタ)アクリル
共重合体の重量分率(φ)は、0.41であった。
【0089】実施例10 エポキシ樹脂として、エポキシ当量210のクレゾール
ノボラック型エポキシ樹脂(東都化成(株)製、商品
名:YDCN−703)64重量部、エポキシ樹脂硬化
剤として、水酸基当量118、吸水率4.4%、350
℃における加熱重量減少率18%のフェノール樹脂(大
日本インキ(株)製、商品名:プライオーフェンLF2
882)36重量部、およびグリシジル基反復単位を2
重量%含むアクリルゴムを70重量部加えた以外は、実
施例7と同様にして、接着フィルムを作製した。エポキ
シ樹脂とエポキシ樹脂硬化剤の合計重量と、エポキシ基
含有(メタ)アクリル共重合体の重量との比率は、1.
4、エポキシ樹脂とエポキシ樹脂硬化剤とエポキシ基含
有アクリル共重合体の合計重量に対するエポキシ基含有
(メタ)アクリル共重合体の重量分率(φ)は、0.4
1であった。
【0090】実施例11 実施例1のグリシジル基反復単位を1重量%含むアクリ
ルゴムを280重量部から40重量部に代えた以外は、
実施例1と同様にして、接着フィルムを作製した。エポ
キシ樹脂とエポキシ樹脂硬化剤の合計重量と、エポキシ
基含有(メタ)アクリル共重合体の重量との比率は、
2.5、エポキシ樹脂とエポキシ樹脂硬化剤とエポキシ
基含有アクリル共重合体の合計重量に対するエポキシ基
含有(メタ)アクリル共重合体の重量分率(φ)は、
0.30であった。
【0091】実施例12 実施例10におけるフィラーR972を使用せず、また
ビーズミルを用いて混練を行なわなかった以外は、実施
例10と同様にして、接着フィルムを作製した。
【0092】実施例13 実施例10におけるフィラー煙霧質シリカR972に代
えて、平均粒径0.9μmのシリカ(アドマテックス
(株)製、商品名:SO25)を使用した以外は、実施
例10と同様にして、接着フィルムを作成した。
【0093】実施例14 エポキシ樹脂として、エポキシ当量210のクレゾール
ノボラック型エポキシ樹脂(東都化成(株)製、商品
名:YDCN−703)28重量部およびエポキシ当量
173のビスフェノールA型エポキシ樹脂(東都化成
(株)製、商品名:YD−81257)、エポキシ樹脂
硬化剤として、水酸基当量175、吸水率1.8%、3
50℃における加熱重量減少率4%のフェノール樹脂
(三井化学(株)製、商品名:ミレックスXLC−L
L)26重量部および水酸基当量118、吸水率4.4
%、350℃における加熱重量減少率18%のフェノー
ル樹脂(大日本インキ(株)製、商品名:プライオーフ
ェンLF2882)18重量部を加えた以外は、実施例
11と同様にして、接着フィルムを作製した。エポキシ
樹脂とエポキシ樹脂硬化剤の合計重量と、エポキシ基含
有(メタ)アクリル共重合体の重量との比率は、2.
5、エポキシ樹脂とエポキシ樹脂硬化剤とエポキシ基含
有アクリル共重合体の合計重量に対するエポキシ基含有
(メタ)アクリル共重合体の重量分率(φ)は、0.3
0であった。
【0094】比較例1 実施例1のグリシジル基含有反復単位を1重量%含むア
クリルゴムの代わりに、グリシジル基含有反復単位を3
重量%含む、重量平均分子量80万のアクリルゴム(帝
国化学産業(株)製、商品名:HTR−860P−3)
を使用した以外は、実施例1と同様にして、接着フィル
ムを作製した。
【0095】比較例2 実施例1のグリシジル基含有反復単位を1重量%含むア
クリルゴムの代わりに、グリシジルを含まないアクリル
ゴムを使用した以外は、実施例1と同様にして、接着フ
ィルムを作製した。
【0096】こうして作製した接着フィルムについて、
以下の評価方法により、フロー量の半減期、ピール強
度、耐リフロー性、耐PCT性およびポリイミド積層物
の耐吸湿性を評価した。なお、フロー量の半減期の測定
は、Bステージ状態のフィルムで行い、その他の評価で
は、Cステージ状態のフィルムについて行なったため、
接着フィルムまたは接着フィルムとポリイミドフィルム
の貼着材は、170℃で1時間、次いで150℃で4時
間加熱乾燥して、樹脂を完全硬化させた。
【0097】1)フロー量の半減期の評価方法 接着フィルムを60℃の恒温槽中に放置して、フロー量
の変化率を測定した。これは、保管時おける加熱促進試
験に相当する。60℃にて、12h、24h、48h、
72h、96h、120h、180h、240h放置後
に試験材の接着フィルムを取り出し、各サンプルを2cm
×1cmの短冊状に切り出した。熱圧着試験装置(テスタ
ー産業株式会社製)を用い、160℃に加熱したステー
ジ上で2MPaの圧力を18秒間かけた。加熱圧着後、短冊
の長辺側からはみ出した接着剤の最長流動幅をフロー量
と定義した。60℃にて保持しない未処理のサンプルの
フロー量を初期値とし、初期値と各時間加熱して取り出
したサンプルのフロー量とを比較し、50%に低減した
処理時間を半減期とした。なお半減期は、フロー量と保
持時間との関係をプロットし、その曲線から求めた。
【0098】2)ピール強度評価方法 ホットロールラミネータを用いて、温度:80℃、圧着
速度:0.3m/分、圧着力:0.3MPaの条件で、接
着フィルムの両面に厚さ50μmのポリイミドフィルム
を貼り合せ、上記条件で硬化させた。その積層硬化物を
幅10mmに切断して評価サンプルとし、テンシロン型引
張試験機(TOYO BALDWIN社 製、商品名:UTM−4−
100)を用いて、フィルムを180°の角度で、50
mm/分の引張り速度で剥がしたときの値を求めた。3サ
ンプル測定して、単純な平均値を算出した。
【0099】3)弾性率の評価方法 初期長(L)の接着フィルムを作製して、それに一定荷
重(W)を印荷した状態で、240℃の恒温槽に投入し
た。投入後の接着フィルムの伸び量(ΔL)と断面積
(S)を求めて、下記の式から引張り弾性率(E′)を
算出した。 E′=L・W/(ΔL・S)
【0100】4)耐リフロー試験方法 接着フィルムに、半導体チップと厚み25μmのポリイ
ミドフィルムを基材に用いた配線基板を貼り付けて、硬
化させて、片面にはんだボールを形成した半導体装置サ
ンプルを作製した。JEDEC規格J−STD−020
Aに準じて、サンプル表面の最高温度が245℃または
265℃で20秒間保持するように温度設定したIRリ
フロー炉に、この半導体装置サンプルを通し、室温に放
置することにより冷却するサイクルを3回繰り返した。
サンプル中のクラックの発生の有無を目視および超音波
顕微鏡で観察した。クラックの発生していないものを○
とし、発生していたものを×とした。
【0101】5)PCT性評価 温度121℃、湿度100%、2気圧の雰囲気のPCT
(プレッシャークッカーテスト)で168時間処理した
後の接着部材の剥離を観察した。接着部材の剥離の認め
られなかったものを○とし、剥離が認められたものを×
とした。
【0102】6)ポリイミド積層物の吸湿剥離評価 ホットロールラミネータを用いて、温度:80℃、圧着
速度:0.3m/分、圧着力:0.3MPaの条件で、接
着フィルムの両面に厚さ50μmのポリイミドフィルム
を貼り合せ、上記条件で硬化させた。その積層硬化物を
25mm×25mmに切断して評価サンプルとした。これを
恒湿恒温槽中で、温度:85℃、相対湿度(RH)85
%の条件下で48時間吸湿させた後、サンプルを取り出
し、240、260、280℃のはんだ浴上にそれぞれ
サンプルを置いて、観察した。直径2mm以上の剥離が生
じないものを○とし、生じたものを×とした。
【0103】表1に実施例および比較例の特性をまとめ
て示す。
【0104】また、実施例および比較例で作製した接着
フィルムを室温(25℃)で2ヶ月間放置した後、ピー
ル強度、弾性率、耐リフロー試験、PCT性評価および
ポリイミド積層物の吸湿剥離性を上記試験方法により評
価した。結果を表2に示す。
【0105】
【表1】
【0106】
【表2】
【0107】
【表3】
【0108】
【表4】
【0109】実施例1〜14は、エポキシ基含有反復単
位を0.5〜2.7重量%含む、重量平均分子量が10
万以上であるエポキシ基含有アクリル共重合体を用いて
作製した接着フィルムである。ここで、エポキシ樹脂と
前記エポキシ樹脂硬化剤の合計重量Aと、前記エポキシ
基含有(メタ)アクリル共重合体の重量Bとの比率A/
Bが、0.36である実施例1〜6および実施例8は、
60℃におけるこれら接着フィルムのフロー量の変化か
ら得られる半減期は、200時間以上であり、保存安定
性が高いことを示している。A/Bが1.4である実施
例7および実施例9、10、12、13、ならびにA/
Bが2.5である実施例11、14は、ゴム成分が少な
いため、A/Bが0.36である実施例1〜6および実
施例8に比べて、半減期が短くなるが、式H≧140×
φ2を満たしており、保存安定性は良好である。また、
これらは、吸湿はんだ耐熱性、耐PCTともに良好であ
る。さらに、実施例の接着フィルムは、室温で2ヶ月以
上放置した後においても、特性値に大きな変化が認めら
れず、保存安定性がきわめて高いことがわかる。
【0110】一方、グリシジルを3重量%含む、重量平
均分子量が10万以上であるエポキシ基含有アクリル共
重合体を使用した比較例1は、保存安定性が低い。実際
に室温で2ヶ月放置後の接着フィルムは、表2から明ら
かなように、特性が劣化していることがわかる。アクリ
ル共重合体中の反応性基の低減は、フロー量の保持を延
長し、保存安定性を高めるが、比較例2に示すように、
グリシジルを含まないアクリル共重合体では、高温での
弾性率が低下し、かつ耐熱性が減少してしまうので、半
導体装置への適用は困難である。
【0111】
【発明の効果】本発明は、エポキシ樹脂硬化剤として、
一般式(1)に示す吸湿性の低いフェノール樹脂を用い
ることで、耐吸湿性に優れた接着剤を得ることができ
る。また、エポキシ基含有(メタ)アクリル共重合体を
用いることで、架橋構造を形成して耐リフロークラック
性に優れる接着剤を得ることができる。さらに、エポキ
シ樹脂と相溶しないアクリル共重合体を用いることで、
硬化後に、それぞれ相分離し、アクリル樹脂の耐リフロ
ークラック性ならびにエポキシ樹脂の耐熱性が有効に発
現された優れた接着剤を得ることができる。さらに、無
機フィラーの添加により、高温の弾性率が高く、高温の
ピール強度が高くなり、リフロークラック防止効果が働
き耐リフロークラック性に優れる接着剤を得ることがで
きる。
【0112】これらから、本発明の接着剤組成物を用い
ることによって、耐熱性、耐PCT性に優れ、かつ、保
存安定性に優れた接着部材を製造することができる。特
に、従来寿命(ライフ)が短かった反応性ゴム系接着剤
を改良し、従来購入後早期に使用する必要があったとこ
ろを、2ヶ月間以上室温に放置することができ、接着部
材の製造性の制限を大幅に緩和した効果は大きい。ま
た、本発明は、特定のエポキシ樹脂硬化剤を用いること
により、樹脂フロー量の半減期を大幅に延長できるとい
う効果を併せ持つ。
───────────────────────────────────────────────────── 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) C09J 133/14 C09J 133/14 (72)発明者 岩倉 哲郎 茨城県日立市東町四丁目13番1号 日立化 成工業株式会社総合研究所内 Fターム(参考) 4F100 AA01A AA01C AA20H AK01B AK25A AK25C AK25J AK33H AK42 AK46B AK49B AK50B AK53A AK53C AK53J AL01A AL01C AL05A AL05C AT00A AT00B AT00C BA03 BA06 BA10A BA10C CA02A CA02C CA23A CA23C JA04A JA04C JA05A JA05B JA05C JA07A JA07C JB16B JJ03 JJ03B JK06A JK06C JL11A JL11C 4J036 AA01 AB13 AC13 AC15 AD08 AF06 AF08 AJ03 AJ12 DB05 DC40 DD02 FA03 FA05 FB08 JA06 JA08 KA01 4J040 DF061 DF081 EB082 EC001 EC041 EC061 EC071 HA136 HA156 HA296 HA301 HA306 HB35 KA07 KA16 KA42 LA01 LA02 LA05 LA06 LA07 LA08 MA10 MB03

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エポキシ樹脂と、エポキシ樹脂硬化剤
    と、エポキシ基含有(メタ)アクリル共重合体とを含む
    接着剤組成物であって、前記エポキシ基含有(メタ)ア
    クリル共重合体が、−50〜30℃のガラス転移温度
    (Tg)を有し、かつエポキシ基含有反復単位を0.5
    〜2.7重量%含む、重量平均分子量が10万以上の共
    重合体であることを特徴とする接着剤組成物。
  2. 【請求項2】 前記エポキシ樹脂と前記エポキシ樹脂硬
    化剤の合計重量Aと、前記エポキシ基含有(メタ)アク
    リル共重合体の重量Bとの比率A/Bが、0.25〜3
    である、請求項1記載の接着剤組成物。
  3. 【請求項3】 前記接着剤組成物が、60℃熱処理後の
    樹脂フロー量の半減期(H、時間)と、エポキシ樹脂と
    エポキシ樹脂硬化剤とエポキシ基含有アクリル共重合体
    の合計重量に対するエポキシ基含有(メタ)アクリル共
    重合体の重量分率(φ)とが、H≧140×φ2の関係
    にある、請求項1または2記載の接着剤組成物。
  4. 【請求項4】 前記接着剤組成物とポリイミドフィルム
    との積層硬化物が、240℃でのピール強度が50N/m
    以上であり、かつ240℃での弾性率が1〜10MPaで
    ある、請求項1〜3のいずれか1項記載の接着剤組成
    物。
  5. 【請求項5】 前記接着剤組成物とポリイミドフィルム
    との積層硬化物が、吸湿処理後の260℃熱処理時にお
    ける剥離大きさが直径2mm未満である、請求項1〜4の
    いずれか1項記載の接着剤組成物。
  6. 【請求項6】 前記エポキシ樹脂が、環球式で測定した
    軟化点が50℃以上の固形エポキシ樹脂である、請求項
    1〜5のいずれか1項記載の接着剤組成物。
  7. 【請求項7】 前記エポキシ樹脂硬化剤が、水酸基当量
    が150g/eq以上のフェノール樹脂である、請求項1〜
    6のいずれか1項記載の接着剤組成物。
  8. 【請求項8】 前記エポキシ樹脂硬化剤が、下記一般
    式: 【化1】 (式中、R1 は、互いに独立して、水素原子、ハロゲン
    原子、炭素数1〜10の直鎖もしくは分岐アルキル基、
    環状アルキル基、アラルキル基、アルケニル基、水酸基
    またはアリール基であり、nは1〜3の整数であり、m
    は0〜50の整数である。)で表される、請求項1〜7
    のいずれか1項記載の接着剤組成物。
  9. 【請求項9】 前記接着剤組成物が、さらに、平均粒径
    が0.005〜0.1μmである無機フィラーを樹脂1
    00体積部に対して1〜50体積部含む、請求1〜7の
    いずれか1項記載の接着剤組成物。
  10. 【請求項10】 前記無機フィラーと水との接触角が0
    〜100゜である、請求項9記載の接着剤組成物。
  11. 【請求項11】 前記無機フィラーが、表面をシリル化
    剤で処理されたシリカフィラーである、請求項9または
    10記載の接着剤組成物。
  12. 【請求項12】 請求項1〜11のいずれか1項記載の
    接着剤組成物を、フィルム状に形成して得られる接着フ
    ィルム。
  13. 【請求項13】 請求項12記載の接着フィルムを、ガ
    ラス転移温度が200℃以上のコア材の両面に形成した
    接着フィルム付きコア材。
  14. 【請求項14】 半導体搭載用配線基板の片面または両
    面に、請求項12記載の接着フィルムまたは請求項13
    記載の接着フィルム付きコア材を介して、1個以上の半
    導体チップを搭載した半導体装置。
  15. 【請求項15】 前記半導体搭載用配線基板が有機基板
    である、請求項14記載の半導体装置。
  16. 【請求項16】 85℃、85%168時間の吸湿処理
    後に260℃のリフロー炉を通す工程において、接着フ
    ィルムと半導体チップ間に生じる剥離が直径1mm未満で
    ある、請求項14または15記載の半導体装置。
  17. 【請求項17】 配線基板の半導体チップ搭載面に、請
    求項12または13記載の接着フィルムを備えた半導体
    搭載用配線基板。
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