JP2004083602A - 接着シート並びに半導体装置及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】(1)(A)エポキシ樹脂及びエポキシ樹脂硬化剤、(B)重量平均分子量が10万以上である高分子量成分、及び(C)側鎖にエチレン性不飽和基を有する放射線重合性共重合体を含む放射線重合型粘着層、
(2)(A)エポキシ樹脂及びエポキシ樹脂硬化剤、及び(B)重量平均分子量が10万以上である高分子量成分を含む接着層、並びに
(3)基材フィルムがこの順に形成された接着シート。
【選択図】 図3
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、接着シート、それを使用した半導体装置及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、半導体素子と支持部材の接合には銀ペーストが主に使用されているが、近年の半導体素子の小型化・高性能化に伴い、使用される支持部材にも小型化・細密化が要求されるようになってきている。その要求に対し銀ペーストでは、はみ出しや半導体素子の傾きに起因するワイヤボンディング時における不具合の発生、接着剤層の膜厚の制御困難性、接着剤層のボイド発生等の問題があった。これらの問題を解決するために、近年、フィルム状の接着剤が使用されるようになってきた。フィルム状接着剤は個片貼付け方式あるいはウェハ裏面貼付け方式にて使用されている。
個片貼付け方式はリール状の接着フィルムをカッティングあるいはパンチングによって個片に切り出した後、支持部材に接着する。接着フィルム付きの支持部材にダイシング工程によって個片化された半導体素子を接合し半導体素子付きの支持部材が作製され、その後、ワイヤボンド工程、封止工程等を経て半導体素子が完成される。しかし、個片貼付け方式は接着フィルムを切り出して支持部材に接着する専用の組立装置の導入が必要であり、組立コストが銀ペーストを使用するに比べ高くなってしまうという問題があった。
【0003】
一方、ウェハ裏面貼付け方式は半導体ウェハに接着フィルムを貼付け、ダイシングテープに貼り合わせた後ダイシング工程によって個片化する。個片化された接着剤付きの半導体素子を支持部材に接合し、その後の加熱後硬化、ワイヤボンド等の工程を経て半導体装置が完成する。ウェハ裏面貼付け方式は接着剤付きの半導体素子を支持部材に接合するため、接着フィルムを個片化する装置が不要であり、従来の銀ペースト用の組立装置をそのまま使用、あるいは熱盤の付加等の一部改良することにより使用できるため、フィルム状接着剤を用いた組立方法の中で組立コストが比較的安く抑えられる方法として注目されている。
このウェハ裏面貼付け方式の半導体素子の個片化は、フィルム状接着剤側にダイシングテープを貼り合わせた後ダイシング工程にて行われる。その際、用いられるダイシングテープには大別して感圧型とUV型がある。感圧型は通常、塩化ビニルやポリオレフィン系のベースフィルムに粘着剤が塗布されたものである。このダイシングテープは切断時にはダイシングソウによる回転で各素子が飛散しない十分な粘着力が必要である一方、ピックアップ時には各素子に負担がかからない程度の低い粘着力であるといった相反する要求を満足する必要がある。そのため感圧型のダイシングテープの場合は粘着力の公差を小さくし、素子のサイズや加工条件にあった各種粘着力のものを多品種揃え、工程毎に切替えるため品種を多く在庫しなければならず在庫管理が必要であり、また工程毎に切替え作業が必要となる。最近はUV型と呼ばれ、ダイシング時には高粘着力で、ピックアップする前に紫外線(UV)を照射し低粘着力にして相反する要求に応えるダイシングテープも広く採用されている。
【0004】
近年、半導体素子、特にCPUやメモリは大容量化が進み、その結果半導体素子が大型化する傾向にある。さらに、ICカードあるいはメモリーカード等の製品では使用されるメモリの薄型化が進んでいる。これらの半導体素子の大型化や薄型化に伴い、感圧型ではダイシング時の固定力(高粘着力)とピックアップ時の剥離性(低粘着力)という相反する要求を満足できなくなってきている。
一方、UV型を使用したウェハ裏面貼付け方式においては、ダイシング工程までのフィルム貼付工程を2回行わなければならず、作業が煩雑になるという問題がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記した従来技術の問題に鑑み、ダイシング工程ではダイシングテープとして作用し、半導体素子と支持部材との接合工程では接続信頼性に優れる接着シートを提供することを目的とする。また、この接着シートは、半導体素子搭載用支持部材に熱膨張係数の差が大きい半導体素子を実装する場合に要求される耐熱性及び耐湿性を有し、かつ作業性に優れる接着シートである。本発明は、さらに、半導体装置の製造工程を簡略化できる製造方法を提供することを目的とする。
【0006】
【問題を解決するための手段】
本発明は、次のものに関する。
1.(1)(A)エポキシ樹脂及びエポキシ樹脂硬化剤、(B)重量平均分子量が10万以上である高分子量成分、及び(C)側鎖にエチレン性不飽和基を有する放射線重合性共重合体からなる放射線重合性化合物を含む放射線重合型粘着層、
(2)(A)エポキシ樹脂及びエポキシ樹脂硬化剤、及び(B)重量平均分子量が10万以上である高分子量成分を含む接着層、並びに
(3)基材フィルムがこの順に形成されてなることを特徴とする接着シート。
2.(B)重量平均分子量が10万以上である高分子量成分が官能基を有する重量平均分子量が10万以上である高分子量成分である前記記載の接着シート。
3.(B)官能基を有する重量平均分子量が10万以上である高分子量成分が、エポキシ樹脂と非相溶である前記記載の接着シート。
4.(B)官能基を有する重量平均分子量が10万以上である高分子量成分が、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に由来する構造単位を0.5〜6質量%有し、かつ重量平均分子量が10万以上のエポキシ基含有アクリル共重合体である前記いずれか記載の接着シート。
5.(1)(A)エポキシ樹脂及びエポキシ樹脂硬化剤100質量部に対し、(B)重量平均分子量が10万以上である高分子量成分10〜400質量部、及び(C)側鎖にエチレン性不飽和基を有する放射線重合性共重合体5〜400質量部を含む放射線重合型粘着層、
(2)(A)エポキシ樹脂及びエポキシ樹脂硬化剤100質量部に対し、(B)重量平均分子量が10万以上である高分子量成分10〜400質量部を含む接着層、並びに
(3)基材フィルムからなる前記いずれか記載の接着シート。
6.放射線照射することで粘着層と接着層との間の接着力が制御可能な前記いずれか記載の接着シート。
7.(I)前記いずれかに記載の接着シートを、接着層を介して半導体ウエハに貼り付ける工程、
(II)ダイシング前又はダイシング後のいずれかにおいて、該接着シートに放射線を照射して粘着層を硬化させ、粘着層を粘着層と接着層の界面で剥離して、接着層付き半導体素子を得る工程、及び
(III)接着層付き半導体素子と半導体素子搭載用の支持部材とを、該接着層を介して接着する工程、
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
8.前記いずれかに記載の接着シートを使用して得られた半導体素子と支持部材とを接着した構造を有してなる半導体装置。
【0007】
【発明の実施の形態】
本発明の接着シートは、(1)(A)エポキシ樹脂及びエポキシ樹脂硬化剤、(B)重量平均分子量が10万以上である高分子量成分、及び(C)側鎖にエチレン性不飽和基を有する放射線重合性共重合体を含む放射線重合型粘着層、
(2)(A)エポキシ樹脂及びエポキシ樹脂硬化剤、及び(B)重量平均分子量が10万以上である高分子量成分を含む接着層、並びに
(3)基材フィルムがこの順に形成されてなることを特徴とする接着シートである。
【0008】
この接着シートは、ダイシング時には半導体素子が飛散しない十分な粘着力を有し、その後放射線を照射して、前記粘着層と接着層との間の接着力が制御可能であることにより、ピックアップ時には各素子を傷つけることがないような低い粘着力を有する、という相反する要求を満足するものであり、ダイシング及びダイボンドの各工程を、一枚の接着シートで完了することができる。
【0009】
本発明に使用するエポキシ樹脂は、硬化して接着作用を呈するものであれば特に制限は無く、例えば、油化シェルエポキシ(株)製エピコート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、ダウケミカル社製DER−330、DER−301、DER−361、東都化成(株)製YD8125、YDF8170等のビスフェノールA型エポキシ樹脂、油化シェルエポキシ(株)製エピコート152、エピコート154、日本化薬(株)製EPPN−201、ダウケミカル社製DEN−438等のフェノールノボラック型エポキシ樹脂、日本化薬(株)製EOCN−102S、EOCN−103S、EOCN−104S、EOCN−1012、EOCN−1025、EOCN−1027、東都化成(株)製YDCN701、YDCN702、YDCN703、YDCN704、住友化学工業(株)製のESCN195等のo−クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、油化シェルエポキシ(株)製Epon 1031S、チバスペシャリティーケミカルズ社製アラルダイト0163、ナガセ化成(株)製デナコールEX−611、EX−614、EX−614B、EX−622、EX−512、EX−521、EX−421、EX−411、EX−321等の多官能エポキシ樹脂、油化シェルエポキシ(株)製エピコート604、東都化成(株)製YH−434、三菱ガス化学(株)製TETRAD−X、TETRAD−C、住友化学(株)製ELM−120等のアミン型エポキシ樹脂、チバスペシャリティーケミカルズ社製アラルダイトPT810等の複素環含有エポキシ樹脂、UCC社製ERL4234、ERL4299、ERL4221、ERL4206等の脂環式エポキシ樹脂などが挙げられ、これらは単独で又は二種類以上を組み合わせて使用することができる。
【0010】
エポキシ樹脂の硬化剤としては、通常用いられているものを特に制限なく使用することができ、例えば、アミン、ポリアミド、酸無水物、ポリスルフィド、三フッ化ホウ素、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及びフェノールノボラック樹脂、ビスフェノールAノボラック樹脂又は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、特に吸湿時の耐電食性に優れる点で、フェノールノボラック樹脂、ビスフェノールAノボラック樹脂又は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。
【0011】
このような好ましいフェノール樹脂硬化剤としては、例えば、大日本インキ化学工業(株)製フェノライト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、プライオーフェンLF2882等が挙げられる。
(B)重量平均分子量が10万以上である高分子量成分としては、特に制限が無いが、官能基を有する重量平均分子量が10万以上である高分子量成分であることが好ましく、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等の官能基モノマーに由来する構造単位を有し、かつ重量平均分子量が10万以上であるエポキシ基含有アクリル共重合体等がより好ましく、さらにエポキシ樹脂と非相溶であることが好ましい。
【0012】
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等の官能基モノマーに由来する構造単位を有し、かつ重量平均分子量が10万以上であるエポキシ基含有アクリル共重合体としては、例えば、帝国化学産業(株)製 HTR―860P−3等が挙げられる。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。
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等の官能基モノマーに由来する構造単位の含有量は、0.5〜6.0質量%が好ましく、0.5〜5.0質量%がより好ましく、0.8〜5.0質量%が特に好ましい。0.5質量%未満であると接着力が低下する傾向があり、6.0質量%を超えるとゲル化する傾向がある。
【0013】
グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート以外の官能基モノマーとしては、例えば、エチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート等が挙げられ、これらは単独で又は二種類以上を組み合わせて使用することができる。なお、本発明において、例えば、エチル(メタ)アクリレートとはエチルアクリレートとエチルメタクリレートの両方を示す。混合比率は、共重合体のガラス転移温度(以下Tgと表す)を考慮して決定し、Tgは−10℃以上であることが好ましく、さらに好ましくは−10℃〜40℃である。Tgが−10℃未満であるとBステージ状態での接着層のタック性が大きくなり取り扱い性が悪化する傾向がある。また、Tgが40℃を超えると半導体素子と支持部材を接着する際の接着層の流動性が低下し、接着し難くなる傾向がある
上記モノマーを重合させて(B)重量平均分子量が10万以上である高分子量成分を製造する場合、その重合方法としては特に制限はなく、例えば、パール重合、溶液重合等の方法を使用することができる。
【0014】
本発明において(B)高分子量成分の重量平均分子量は10万以上であるが、30万〜300万であることが好ましく、50万〜200万であることがより好ましい。重量平均分子量が10万未満であると、シート状、フィルム状としたときの強度低下、可とう性低下、タック性増大等の問題が起こり、300万を超えると、フロー性が小さくなり配線の回路充填性が低下する傾向がある。なお、本発明において、重量平均分子量とは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーで測定し、標準ポリスチレン検量線を用いて換算した値を示す。
また、(B)重量平均分子量が10万以上である高分子量成分の使用量は、(A)エポキシ樹脂及びエポキシ樹脂硬化剤100重量部に対して、10〜400質量部が好ましく、15〜350重量部がより好ましく、20〜300重量部が更に好ましい。使用量が10質量部未満であると、弾性率の低減及び成形時のフロー性抑制効果が得られない傾向があり、400質量部を超えると、高温での取り扱い性が低下する傾向がある。
【0015】
また、(C)側鎖にエチレン性不飽和基を有する放射線重合性共重合体は、例えば、(C−1)官能基を有するビニル共重合体に、(C−2)少なくとも1個のエチレン性不飽和基と、オキシラン環、イソシアネート基、水酸基、カルボキシル基、アミノ基、酸無水物等から選ばれる官能基を有する化合物とを付加反応させて得ることができる。
【0016】
上記の(C−1)官能基を有するビニル重合体における官能基としては、例えば、カルボキシル基、水酸基、アミノ基、オキシラン環、酸無水物等が挙げられる。上記官能基を有するビニル共重合体の製造に用いられるビニル単量体としては、例えば、カルボキシル基、水酸基、アミノ基、オキシラン環、酸無水物等の官能基を有する化合物が挙げられ、具体的には、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、レイン酸、イタコン酸、ケイ皮酸、アクリル酸2−ヒドロキシエチル、メタクリル酸−2−ヒドロキシエチル、アクリルアミド、メタクリルアミド、イソシアン酸エチルメタクリレート、グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート、無水マレイン酸等が挙げられる。これらの単量体は単独で又は二種類以上を組み合わせて使用することができる。
【0017】
また、上記ビニル共重合体の製造には、必要に応じ、その他のビニル単量体を共重合させることができる。このような単量体としては、例えば、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸エチル、アクリル酸−n−プロピル、メタクリル酸−n−プロピル、アクリル酸−iso−プロピル、メタクリル酸−iso−プロピル、アクリル酸−n−ブチル、メタクリル酸−n−ブチル、アクリル酸−iso−ブチル、メタクリル酸−iso−ブチル、アクリル酸−sec−ブチル、メタクリル酸−sec−ブチル、アクリル酸−tert−ブチル、メタクリル酸−tert−ブチル、アクリル酸ペンチル、メタクリル酸ペンチル、アクリル酸ヘキシル、メタクリル酸ヘキシル、アクリル酸ヘプチル、メタクリル酸ヘプチル、アクリル酸−2−エチルヘキシル、メタクリル酸−2−エチルヘキシル、アクリル酸オクチル、メタクリル酸オクチル、アクリル酸ノニル、メタクリル酸ノニル、アクリル酸デシル、メタクリル酸デシル、アクリル酸ドデシル、メタクリル酸ドデシル、アクリル酸テトラデシル、メタクリル酸テトラデシル、アクリル酸ヘキサデシル、メタクリル酸ヘキサデシル、アクリル酸オクタデシル、メタクリル酸オクタデシル、アクリル酸エイコシル、メタクリル酸エイコシル、アクリル酸ドコシル、メタクリル酸ドコシル、アクリル酸シクロペンチル、メタクリル酸シクロペンチル、アクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸シクロヘプチル、メタクリル酸シクロヘプチル、アクリル酸ベンジル、メタクリル酸ベンジル、アクリル酸フェニル、メタクリル酸フェニル、アクリル酸メトキシエチル、メタクリル酸メトキシエチル、アクリル酸メトキシジエチレングリコール、メタクリル酸メトキシジエチレングリコール、アクリル酸メトキシジプロピレングリコール、メタクリル酸メトキシジプロピレングリコール、アクリル酸メトキシトリエチレングリコール、メタクリル酸メトキシトリエチレングリコール、アクリル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、アクリル酸ジエチルアミノエチル、メタクリル酸ジエチルアミノエチル、アクリル酸ジメチルアミノプロピル、メタクリル酸ジメチルアミノプロピル、アクリル酸2−クロロエチル、メタクリル酸2−クロロエチル、アクリル酸2−フルオロエチル、メタクリル酸−2−フルオロエチル、アクリル酸−2−シアノエチル、メタクリル酸−2−シアノエチル、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、塩化ビニル、酢酸ビニル、N−ビニルピロリドン、ブタジエン、イソプレン、クロロプレン、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等が挙げられる。これらは単独で又は二種類以上を組み合わせて使用することができる。
【0018】
上記の、(C−2)少なくとも1個のエチレン性不飽和基と、オキシラン環、イソシアネート基、水酸基、カルボキシル基、アミノ基、酸無水物等から選ばれるの官能基を有する化合物としては、例えば、グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート、アリルグリシジルエーテル、α−エチルアクリルグリシジル、クロトニルグリシジルエーテル、クロトン酸グリシジル、イソクロトン酸グリシジル、イソシアン酸エチルメタクリレート、アクリル酸−2−ヒドロキシエチル、メタクリル酸−2−ヒドロキシエチル、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、ケイ皮酸、アクリルアミド、メタクリルアミド、無水マレイン酸等が挙げられ、これらは単独で又は二種類以上を組み合わせて使用される。
【0019】
また、その使用量としては、エチレン性不飽和基濃度が3.0×10−4〜6.0×10−3モル/gとなるように設定することが好ましく、6.0×10−4〜5.5×10−3モル/gとすることがより好ましく、9×10−4〜5.0×10−3モル/gとすることが特に好ましい。エチレン性不飽和基濃度が3.0×10−4モル/g未満では、粘着層の保存安定性が低下する傾向があり、6.0×10−3モル/gを超えると側鎖にエチレン性不飽和基を有する放射線重合性共重合体を製造する際にゲル化を起こす傾向がある。ここでエチレン性不飽和基濃度とは、(C)側鎖にエチレン性不飽和基を有する放射線重合性共重合体1gの中に含有されるエチレン性不飽和基のモル数を示し、以下の式で求められる値である。
【数1】
【0020】
本発明における(C)側鎖にエチレン性不飽和基を有する放射線重合性共重合体の重量平均分子量は、1,000〜50万が好ましく、5,000〜30万がより好ましい。重量平均分子量が1,000未満でも50万を超えても作業性が低下する傾向がある。
【0021】
本発明の(C)側鎖にエチレン性不飽和基を有する放射線重合性共重合体の合成は、有機溶媒の存在下で行うことができる。
溶媒としては、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、アセトン、ジエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチル、γ−ブチロラクトン等のエステル系溶媒、ジエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル系溶媒、ブチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、メチルセロソルブアセテート等のセロソルブ系溶媒、トルエン、キシレン、p−シメン等の芳香族炭化水素系溶媒、N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルスルホキシド等を使用することができる。
反応温度は、0〜150℃とすることが好ましく、20〜130℃とすることがより好ましく、30〜120℃とすることが特に好ましい。反応時間は、バッチの規模、採用される反応条件等により適宜選択できる。
【0022】
本発明の粘着層を構成する組成物には、(C)側鎖にエチレン性不飽和基を有する放射線重合性共重合体以外の他の重合性化合物を併用することもできる。
重合性化合物としては特に制限はなく、例えば、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、メタクリル酸ブチル、アクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸2−エチルヘキシル、ペンテニルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、テトラヒドロフルフリルメタクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、テトラエチレングリコールジメタクリレート、トリメチロールプロパンジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパンジメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、1,4−ブタンジオールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、1,4−ブタンジオールジメタクリレート、1,6−ヘキサンジオールジメタクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ペンタエリスリトールトリメタクリレート、ペンタエリスリトールテトラメタクリレート、スチレン、ジビニルベンゼン、4−ビニルトルエン、4−ビニルピリジン、N−ビニルピロリドン、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、1,3−アクリロイルオキシ−2−ヒドロキシプロパン、1,2−メタクリロイルオキシ−2−ヒドロキシプロパン、メチレンビスアクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、N−メチロールアクリルアミド、トリス(β−ヒドロキシエチル)イソシアヌレートのトリアクリレート、下記一般式(I)
【化1】
(式中、R7は水素又はメチル基を示し、q及びrは1以上、好ましくは、1〜20の整数である)
で表される化合物、トリレンジイソシアネートと2−ヒドロキシエチルアクリレート又は2−ヒドロキシエチルメタクリレートとの反応物やトリメチルヘキサメチレンジイソシアネートと2−ヒドロキシエチルアクリレート又は2−ヒドロキシエチルメタクリレートとの反応物等のウレタンアクリレート又はウレタンメタクリレート等が挙げられる。これらは単独又は2種類以上を組み合わせて使用することができる。
【0023】
これら重合性化合物の使用量は、(C)側鎖にエチレン性不飽和基を有する放射線重合性共重合体の100質量%以下であることが好ましく、90質量%以下であることがより好ましく、10〜80質量%であることが特に好ましい。この使用量が100質量%を超えると、得られる接着シートの保存安定性が劣る傾向がある。
【0024】
また、本発明の接着シートを形成する粘着層には、さらに硬化促進剤を添加することもできる。硬化促進剤としては、特に制限はなく、例えば、イミダゾール類等が挙げられる。具体的には、例えば、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、これらは単独で又は二種類以上を組み合わせて使用することができる。
硬化促進剤の添加量は、(A)エポキシ樹脂及びエポキシ硬化剤100質量部に対して5質量部以下が好ましく、0.01〜3質量部がより好ましい。添加量が5質量部を超えると保存安定性が低下する傾向がある。
【0025】
また、本発明の接着シートを形成する粘着層には、活性光の照射によって遊離ラジカルを生成する光重合開始剤を添加することもできる。このような光重合開始剤としては、例えば、ベンゾフェノン、N,N′−テトラメチル−4,4′−ジアミノベンゾフェノン(ミヒラーケトン)、N,N′−テトラエチル−4,4′−ジアミノベンゾフェノン、4−メトキシ−4′−ジメチルアミノベンゾフェノン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルホリノフェニル)−ブタノン−1、2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン、1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン、2−メチル−1−(4−(メチルチオ)フェニル)−2−モルフォリノプロパノン−1、2,4−ジエチルチオキサントン、2−エチルアントラキノン、フェナントレンキノン等の芳香族ケトン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインフェニルエーテル等のベンゾインエーテル、メチルベンゾイン、エチルベンゾイン等のベンゾイン、ベンジルジメチルケタール等のベンジル誘導体、2−(o−クロロフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾール二量体、2−(o−クロロフェニル)−4,5−ジ(m−メトキシフェニル)イミダゾール二量体、2−(o−フルオロフェニル)−4,5−フェニルイミダゾール二量体、2−(o−メトキシフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾール二量体、2−(p−メトキシフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾール二量体、2,4−ジ(p−メトキシフェニル)−5−フェニルイミダゾール二量体、2−(2,4−ジメトキシフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾール二量体等の2,4,5−トリアリールイミダゾール二量体、9−フェニルアクリジン、1,7−ビス(9−アクリジニル)ヘプタン等のアクリジン誘導体などが挙げられ、これらは単独で又は二種類以上を組み合わせて使用することができる。上記光重合開始剤の使用量としては、特に制限はないが、(C)放射線重合性共重合体100質量部に対して通常0.01〜30質量部である。
【0026】
また、本発明の接着シートを形成する粘着層には、その取り扱い性向上、熱伝導性向上、溶融粘度の調整及びチキソトロピック性付与等の目的のため、無機フィラーを添加することもできる。無機フィラーとしては、特に制限はなく、例えば、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、ほう酸アルミウイスカ、窒化ほう素、結晶性シリカ、非晶性シリカ等が挙げられ、フィラーの形状は特に制限されるものではない。これらのフィラーは単独で又は二種類以上を組み合わせて使用することができる。
中でも、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、窒化ほう素、結晶性シリカ、非晶性シリカ等が好ましい。また、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好ましい。
無機フィラーの使用量は、粘着層100体積部に対して1〜20体積部が好ましい。1体積部未満だと添加効果が得られない傾向があり、20体積部を超えると、粘着層の粘着性の低下等の問題を起こす傾向がある。
【0027】
本発明の接着シートを形成する接着層には、熱重合性化合物を使用することもできる。
熱重合性化合物としては特に制限はなく、例えば、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、メタクリル酸ブチル、アクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸2−エチルヘキシル、ペンテニルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、テトラヒドロフルフリルメタクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、テトラエチレングリコールジメタクリレート、トリメチロールプロパンジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパンジメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、1,4−ブタンジオールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、1,4−ブタンジオールジメタクリレート、1,6−ヘキサンジオールジメタクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ペンタエリスリトールトリメタクリレート、ペンタエリスリトールテトラメタクリレート、スチレン、ジビニルベンゼン、4−ビニルトルエン、4−ビニルピリジン、N−ビニルピロリドン、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、1,3−アクリロイルオキシ−2−ヒドロキシプロパン、1,2−メタクリロイルオキシ−2−ヒドロキシプロパン、メチレンビスアクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、N−メチロールアクリルアミド、トリス(β−ヒドロキシエチル)イソシアヌレートのトリアクリレート、下記一般式(I)
【化2】
(式中、R7は水素又はメチル基を示し、q及びrは1以上、好ましくは1〜20の整数である)
で表される化合物、トリレンジイソシアネートと2−ヒドロキシエチルアクリレート又は2−ヒドロキシエチルメタクリレートとの反応物やトリメチルヘキサメチレンジイソシアネートと2−ヒドロキシエチルアクリレート又は2−ヒドロキシエチルメタクリレートとの反応物等のウレタンアクリレート又はウレタンメタクリレート等が挙げられる。これらは単独又は2種類以上を組み合わせて使用することができる。
これら重合性化合物の使用量は、(A)エポキシ樹脂及びエポキシ硬化剤100質量部に対して100質量部以下であることが好ましく、90質量部以下であることがより好ましく、0.1〜80質量部であることが特に好ましい。この使用量が100質量を部を超えると、得られる接着シートの耐熱性が劣る傾向がある。
【0028】
また、本発明の接着シートを形成する接着層には、さらに硬化促進剤を添加することもできる。硬化促進剤としては、特に制限はなく、例えば、イミダゾール類等が挙げられる。具体的には、例えば、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、これらは単独で又は二種類以上を組み合わせて使用することができる。
硬化促進剤の添加量は、(A)エポキシ樹脂及びエポキシ硬化剤100質量部に対して0.1〜5質量部が好ましく、0.2〜3質量部がより好ましい。添加量が0.1質量部未満であると硬化性が劣る傾向があり、5質量部を超えると保存安定性が低下する傾向がある。
【0029】
本発明の接着シートを形成する接着層は、加熱硬化した段階で、貯蔵弾性率が、25℃で10〜2,000MPaであり、260℃で3〜50MPaであることが好ましい。25℃での弾性率は20〜1,900MPaがより好ましく、50〜1,800MPaが特に好ましい。また、260℃での弾性率は5〜50MPaがより好ましく、7〜50MPaが特に好ましい。貯蔵弾性率が25℃で2,000MPa、260℃で50MPaを超えると、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小さくなり、剥離やクラックを発生する傾向がある。また、貯蔵弾性率が25℃で10MPa未満では、接着剤の取り扱い性や接着層の厚み精度が悪くなる傾向があり、260℃で3MPa未満では、リフロークラックを発生し易くなる傾向がある。
上記貯蔵弾性率は、例えば、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で−50℃から300℃まで測定する温度依存性測定モードで行うこと等によって測定することができる。
【0030】
本発明の接着シートを形成する接着層には、可とう性や耐リフロークラック性を向上させる目的で、エポキシ樹脂と相溶性がある高分子量樹脂を添加することができる。このような高分子量樹脂としては、特に制限はなく、例えば、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等が挙げられ、これらは単独で又は二種類以上を組み合わせて使用することができる。
エポキシ樹脂と相溶性がある高分子量樹脂の使用量は、エポキシ樹脂100質量部に対して、40質量部以下とするのが好ましく、0.01〜30質量部とするのがより好ましい。40質量部を超えると、エポキシ樹脂層のTgが低下する傾向がある。
【0031】
また、本発明の接着シートを形成する接着層には、その取り扱い性向上、熱伝導性向上、溶融粘度の調整及びチキソトロピック性付与等の目的のため、無機フィラーを添加することもできる。無機フィラーとしては、特に制限はなく、例えば、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、ほう酸アルミウイスカ、窒化ほう素、結晶性シリカ、非晶性シリカ等が挙げられ、フィラーの形状は特に制限されるものではない。これらのフィラーは単独で又は二種類以上を組み合わせて使用することができる。
中でも、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、窒化ほう素、結晶性シリカ、非晶性シリカ等が好ましい。また、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好ましい。
無機フィラーの使用量は、接着層100体積部に対して1〜20体積部が好ましい。1体積部未満だと添加効果が得られない傾向があり、20体積部を超えると、接着層の貯蔵弾性率の上昇、接着性の低下、ボイド残存による電気特性の低下等の問題を起こす傾向がある。
【0032】
また、本発明の接着シートを形成する粘着層及び接着層には、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、例えば、シラン系、チタン系、アルミニウム系等が挙げられ、中でも効果が高い点でシラン系カップリング剤が好ましい。
上記シラン系カップリング剤としては、特に制限はなく、例えば、ビニルトリクロルシラン、ビニルトリス(β−メトキシエトキシ)シラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、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、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、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エトキシシラン、3−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、3−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、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−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、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メチルジメトキシシラン、3−クロロプロピルメチルジメトキシシラン、3−クロロプロピルジメトキシシラン、3−シアノプロピルトリエトキシシラン、ヘキサメチルジシラザン、N,O−ビス(トリメチルシリル)アセトアミド、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリクロロシラン、n−プロピルトリメトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、アミルトリクロロシラン、オクチルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、メチルトリ(メタクリロイルオキエトキシ)シラン、メチルトリ(グリシジルオキシ)シラン、N−β(N−ビニルベンジルアミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、オクタデシルジメチル〔3−(トリメトキシシリル)プロピル〕アンモニウムクロライド、γ−クロロプロピルメチルジクロロシラン、γ−クロロプロピルメチルジメトキシシラン、γ−クロロプロピルメチルジエトキシシラン、トリメチルシリルイソシアネート、ジメチルシリルイソシアネート、メチルシリルトリイソシアネート、ビニルシリルトリイソシアネート、フェニルシリルトリイソシアネート、テトライソシアネートシラン、エトキシシランイソシアネート等が挙げられ、これらは単独で又は二種類以上を組み合わせて使用することができる。
【0033】
また、チタン系カップリング剤としては、例えば、イソプロピルトリオクタノイルチタネート、イソプロピルジメタクリルイソステアロイルチタネート、イソプロピルトリドデシルベンゼンスルホニルチタネート、イソプロピルイソステアロイルジアクリルチタネート、イソプロピルトリ(ジオクチルホスフェート)チタネート、イソプロピルトリクミルフェニルチタネート、イソプロピルトリス(ジオクチルパイロホスフェート)チタネート、イソプロピルトリス(n−アミノエチル)チタネート、テトライソプロピルビス(ジオクチルホスファイト)チタネート、テトラオクチルビス(ジトリデシルホスファイト)チタネート、テトラ(2,2−ジアリルオキシメチル−1−ブチル)ビス(ジトリデシル)ホスファイトチタネート、ジクミルフェニルオキシアセテートチタネート、ビス(ジオクチルパイロホスフェート)オキシアセテートチタネート、テトライソプロピルチタネート、テトラノルマルブチルチタネート、ブチルチタネートダイマー、テトラ(2−エチルヘキシル)チタネート、チタンアセチルアセトネート、ポリチタンエチルアセトネート、チタンオクチレングリコレート、チタンラクテートアンモニウム塩、チタンラクテート、チタンラクテートエチルエステル、チタントリエタノールアミネート、ポリヒドロキシチタンステアレート、テトラメチルオルソチタネート、テトラエチルオルソチタネート、テトラプロピルオルソチタネート、テトライソブチルオルソチタネート、ステアリルチタネート、クレシルチタネートモノマー、クレシルチタネートポリマー、ジイソプロポキシ−ビス(2,4−ペンタジオネート)チタニウム(IV)、ジイソプロピル−ビス−トリエタノールアミノチタネート、オクチレングリコールチタネート、テトラ−n−ブトキシチタンポリマー、トリ−n−ブトキシチタンモノステアレートポリマー、トリ−n−ブトキシチタンモノステアレート等が挙げられ、これらは単独で又は二種類以上を組み合わせて使用することができる。
【0034】
アルミニウム系カップリング剤としては、例えば、エチルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムトリス(エチルアセトアセテート)、アルキルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムモノアセチルアセテートビス(エチルアセトアセテート)、アルミニウムトリス(アセチルアセトネート)、アルミニウムモノイソプロポキシモノオレオキシエチルアセトアセテート、アルミニウム−ジ−n−ブトキシドモノエチルアセトアセテート、アルミニウム−ジ−iso−プロポキシド−モノエチルアセトアセテート等のアルミニウムキレート化合物、アルミニウムイソプロピレート、モノ−sec−ブトキシアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウム−sec−ブチレート、アルミニウムエチレート等のアルミニウムアルコレートなどが挙げられ、これらは単独で又は二種類以上を組み合わせて使用することができる。
上記カップリング剤の使用量は、その効果や耐熱性及びコストの面から、(A)エポキシ樹脂及びエポキシ樹脂硬化剤100質量部に対し、0.1〜10質量部とするのが好ましい。
【0035】
本発明の接着シートを形成する接着層には、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、さらにイオン捕捉剤を添加することもできる。このようなイオン捕捉剤としては、特に制限はなく、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等の、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、ジルコニウム系、アンチモンビスマス系マグネシウムアルミニウム化合物等の無機イオン吸着剤などが挙げられる。
上記イオン捕捉剤の使用量は、添加による効果や耐熱性、コスト等の点から、(A)エポキシ樹脂及びエポキシ樹脂硬化剤100質量部に対し1〜10質量部が好ましい。
【0036】
本発明の接着シートは、ダイシング工程終了後、放射線を接着シートに照射し、放射線重合性を有する粘着層を重合硬化せしめ、粘着層と接着層界面の接着力を低下させて半導体素子のピックアップを可能にするものである。
本発明の接着シートを構成する粘着層及び接着層は、粘着層及び接着層を形成する組成物を溶剤に溶解あるいは分散してワニスとし、基材フィルム上に塗布、加熱し溶剤を除去することによって得ることができる。
粘着層あるいは接着層を得るために用いる基材フィルムとしては、特に制限はなく、例えば、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリイミドフィルムなどや、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、ポリ酢酸ビニルフィルム等のポリオレフィン系などのプラスチックフィルム等が挙げられる。
【0037】
本発明の接着シートを構成する粘着層及び接着層は、上記別々に作製した粘着層と接着層を貼り合せて製造することができるが、粘着層あるいは接着層の組成物を溶剤に溶解あるいは分散してワニスとし、基材フィルム上に塗布、加熱し溶剤を除去してフィルム状にした後、そのフィルムの粘着層あるいは接着層上に、それぞれ接着層あるいは粘着層を形成する組成物を溶剤に溶解あるいは分散してワニスとしたものを塗布、加熱して溶剤を除去することによって得ることもできる。
【0038】
また、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などを考慮すると、たとえば、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などの目的で、たとえば、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使用することもできる。これらの溶媒は、単独で又は2種類以上を組み合わせて使用することができる。
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、3本ロール、ボールミル及びビーズミルなどを使用するのが好ましく、また、これらを組み合わ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の原料をあらかじめ混合した後、高分子量の原料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できる。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。
基材フィルム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、例えば、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。
【0039】
接着シートの厚みは、特に制限はないが、粘着層は0.1〜50μmが好ましい。0.1μmより薄いとダイシング時の粘着力が十分でなくなる傾向があり、50μmより厚いとダイシング時に半導体素子が傷つき易くなる傾向がある。
また、接着層の厚みも、特に制限はないが、5〜250μmが好ましい。5μmより薄いと応力緩和効果が乏しくなる傾向があり、250μmより厚いと経済的でなくなる上に、半導体装置の小型化の要求に応えられない。
本発明の接着シートに用いる基材フィルムとしては、特に制限はなく、例えば、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリイミドフィルムなどや、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、ポリ酢酸ビニルフィルム等のポリオレフィン系などのプラスチックフィルム等が挙げられるが、プロセスコスト上、別々に作製した粘着層と接着層を貼り合せて製造する場合及び、粘着層の組成物を溶剤に溶解あるいは分散してワニスとし、基材フィルム上に塗布、加熱し溶剤を除去してフィルム状にした後、そのフィルムの粘着層上に、接着層を形成する組成物を溶剤に溶解あるいは分散してワニスとしたものを塗布、加熱して溶剤を除去することによって得る場合は粘着層を作製した際の基材フィルムを使用するのが好ましい。また、基材フィルムの厚みは5〜200μmであることが好ましい。
【0040】
また、本発明の接着シートは、所望のシート厚を得るために、さらに1又は2以上の粘着層あるいは接着層を半導体ウェハと接着層あるいは粘着層と接着層との間に挟むように設けてもよい。この場合、前記所望により設けられる粘着層あるいは接着層として、前記の方法によって調製されたものの他に、従来公知の方法によって調製された接着層を用いることができる。前記所望により設けられる接着層として、商業的に入手可能な接着シート、例えば、ポリイミド系、シリコンオリゴマー系、ゴム−エポキシ系、エポキシ系接着剤を用いることができる。但し、粘着剤あるいは接着剤同士、又は粘着剤と接着剤の剥離が発生しないような貼り合わせ条件を従来公知の技術に基づいて考慮する必要がある。
【0041】
以上説明したような構成の接着シートに放射線照射すると、放射線照射後には粘着層と接着層界面の粘着力は大きく低下し、容易に半導体素子に接着層を保持したまま該接着シートの粘着層からピックアップすることができる。
本発明の接着シートの粘着層は、放射線照射のみで粘着力を低下させる方法以外に放射線照射と同時あるいは放射線照射後に硬化反応を促進する目的で加熱を併用しても良い。加熱を併用することにより、より低温短時間での粘着力低下が可能となる。加熱温度は、粘着層及び接着層の分解点以下であれば特に制限は受けないが、50〜170℃の温度が好ましい。
【0042】
次に、本発明に係る接着シートの使用方法の一例について説明する。基材フィルム1及び4上にそれぞれ別個に粘着剤及び接着剤を塗布し、基材フィルムを備えた粘着層2(図1)及び基材フィルムを備えた接着層3(図2)を作製した後、上記2層を積層して接着シート(図3)を得る方法を使用することもできるし、基材フィルム1を備えた粘着層2(図1)上に接着層のワニスを塗布する方法及び基材フィルム4を備えた接着層3(図2)上に粘着層のワニスを塗布する方法を使用することもできる。上記基材フィルム1を備えた粘着層2(図1)及び基材フィルム4を備えた接着層3(図2)を作製した後、上記2層を積層して接着シート(図3)を得る方法を選択した場合、その後半導体ウエハを貼着する工程において、基材フィルム4を剥離するので、基材フィルム1/粘着層2界面、粘着層2/接着層3界面に比べ、基材フィルム4/接着層3界面の粘着性が最も小さくなるように基材フィルムを選択することが重要になる。図4に示すようにして、この接着層3の上面にダイシング加工すべき半導体ウエハAを貼着した後、この貼着状態で半導体ウエハAに図5のようにダイシング、洗浄、乾燥の工程が加えられる。この際、粘着層2及び接着層3により半導体ウエハAは接着シートに充分に粘着保持されているので、上記各工程の間に半導体ウエハAが脱落することはない。
【0043】
次に、図6に示すように、放射線Bを接着シートの粘着層2に照射し、放射線重合性を有する粘着層2の一部又は大部分を重合硬化せしめる。この際、放射線照射と同時あるいは放射線照射後に硬化反応を促進する目的で加熱を併用しても良い。加熱を併用することにより、より低温短時間での接着力低下が可能となる。加熱温度は、粘着層2の熱分解温度以下であれば特に制限は受けないが、50〜170℃の温度が好ましい。
接着シートへの放射線照射は、基材フィルム1の粘着層2が設けられていない面から行う。したがって前述のように、放射線としてUVを用いる場合には基材フィルム1は光透過性であることが必要であるが、放射線としてEBを用いる場合には基材フィルム2は必ずしも光透過性である必要はない。
【0044】
放射線照射後、ピックアップすべき半導体素子A1、A2、A3を例えば吸引コレット5によりピックアップする。この際、ピックアップすべき半導体素子A1、A2、A3を基材フィルム1の下面から、例えば針扞等により突き上げることもできる。半導体素子A1と接着層3との間の粘着力は、粘着層2と基材フィルム1との間及び粘着層2と接着層3との間の粘着力よりも大きいため、半導体素子A1のピックアップを行うと、接着層3は半導体素子A1の下面に付着した状態で剥離する(図8参照)。次いで、半導体素子A1、A2、A3を接着層3を介して半導体素子搭載用支持部材6に載置し加熱する。加熱により接着層3は接着力が発現し、半導体素子A1、A2、A3と半導体素子搭載用支持部材6との接着が完了する(図9参照)。
【0045】
【実施例】
以下、本発明を実施例により詳細に説明するが、本発明は、これらに限定されるものではない。
(合成例1)
攪拌機、冷却管及び窒素導入管を備えた四ツ口フラスコに、表1に示す(1)を入れ、窒素ガス雰囲気下で80℃に昇温し、反応温度を80℃±2℃に保ちながら、表1に示す(2)を4時間かけて攪拌しながら滴下した。(2)の滴下後、80℃±2℃で6時間攪拌を続けた後、表1に示す(3)を添加した。その後、反応系を100℃に昇温し、0.5時間かけて表1に示す(4)を滴下した。(4)の滴下後、100℃で20時間攪拌を続けた後、室温に冷却して、重量平均分子量が25,000、ガラス転移温度が約10℃である、側鎖にエチレン性不飽和基を有する放射線重合性共重合体(A−1)を得た。
【0046】
【表1】
【0047】
(製造例1)
エピコート828(油化シェルエポキシ(株)製商品名、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、エポキシ当量190)45重量部、ESCN195(住友化学工業(株)商品名、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、エポキシ当量195)15重量部、プライオーフェンLF2882(大日本インキ化学工業(株)製商品名、ビスフェノールAノボラック樹脂)40重量部、フェノトートYP−50(東都化成(株)商品名、フェノキシ樹脂、分子量5万)15重量部、HTR−860P−3(帝国化学産業(株)商品名、エポキシ基含有アクリルゴム、分子量100万、Tg−7℃)150重量部、キュアゾール2PZ−CN(四国化成工業(株)製商品名、1−シアノエチル−2−フェニルイミダゾール)0.5重量部、NUC A−187(日本ユニカー(株)製商品名、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン)0.7重量部からなる組成物に、メチルエチルケトンを加えて攪拌混合し、真空脱気した。このワニスを、厚さ75μmの離型処理したポリエチレンテレフタレートフィルム(帝人デュポンフィルム(株)製、テイジンピューレックス:S31)上に塗布し、140℃で5分間加熱乾燥して、基材フィルムを備えた膜厚が50μmのBステージ状態のフィルム状接着層(F−1)を得た。
このフィルム状接着層(F−1)を170℃1時間硬化させた場合の貯蔵弾性率を動的粘弾性測定装置(レオロジ社製、DVE−V4)を用いて測定(サンプルサイズ:長さ20mm、幅4mm、膜厚80μm、昇温速度5℃/min、引張りモード、10Hz、自動静荷重)した結果、25℃で330MPa、260℃で10MPaであった。
【0048】
(実施例1)
YDCN−703(東都化成(株)製商品名、o−クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、エポキシ当量210)42.3質量部、プライオーフェンLF2882(大日本インキ化学工業(株)製商品名、ビスフェノールAノボラック樹脂)23.9質量部、HTR−860P−3(帝国化学産業(株)製商品名、エポキシ基含有アクリルゴム、分子量100万、Tg−7℃)44.1質量部、NUC A−187(日本ユニカー(株)製商品名、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン)0.7質量部、合成例1で得られた側鎖にエチレン性不飽和基を有する放射線重合性共重合体(A−1)22.05質量部からなる組成物に、メチルエチルケトンを加えて攪拌混合し、真空脱気した。このワニスを、厚さ50μmのポリエチレンテレフタレート(帝人(株)製、テイジンテトロンフィルム:G2−50)上に塗布し、100℃で5分間加熱乾燥して、基材フィルムを備えた膜厚が10μmのBステージ状態のフィルム状粘着層を作製した後、製造例1で得られた基材フィルムを備えた膜厚が50μmのBステージ状態のフィルム状接着層(F−1)をカバーフィルムとして積層し、接着シート(接着層と粘着層を併せた厚みが60μm)(接着シート1)を得た。
【0049】
得られた接着シート1を厚さ150μmのシリコンウェハ上に接着層側がシリコンウエハと接するように貼付け、接着シート付きシリコンウェハをダイシング装置上に載置した。次いで、半導体ウェハをダイシング装置上に固定して100mm/secの速度で5mm×5mmにダイシングした後、(株)オーク製作所製UV−330 HQP−2型露光機を使用して、500mJ/cm2の露光量で接着シートの支持体フィルム側から露光し、ピックアップ装置にてダイシングしたチップをピックアップし、ダイシング時のチップ飛び及びピックアップ性を評価した。
さらに、上記接着シート付きシリコンウェハに500mJ/cm2の露光量で接着シートの支持体フィルム側から露光し、露光前後の接着層/粘着層界面の接着強度を、90ーピール強度で測定した(引張り速度 50m/min)。初期値として表2に示す。
また、得られた接着シート1を温度25℃、湿度:23%の雰囲気中で30日間保管した後、上記と同様にダイシング時のチップ飛び、ピックアップ性及び露光前後の接着層/粘着層界面の接着強度を測定した。保管後として表2に示す。
一方、上記ピックアップした接着層付きチップ(温度25℃、湿度:23%の雰囲気中で30日間保管していないもの)を厚み25μmのポリイミドフィルムを基材に貼り合せた半導体装置サンプル(片面にはんだボールを形成、半導体チップと接着層が接するように貼り合せ)を作製し、耐熱性及び耐湿性を調べた。耐熱性の評価方法には、耐リフロークラック性と温度サイクル試験を適用した。耐リフロークラック性の評価は、サンプル表面の最高温度が240℃でこの温度を20秒間保持するように温度設定した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中のクラックを目視と超音波顕微鏡で視察した。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。耐温度サイクル性は、サンプルを−55℃雰囲気に30分間放置し、その後125℃の雰囲気に30分間放置する工程を1サイクルとして、1000サイクル後において超音波顕微鏡を用いて剥離やクラック等の破壊が発生していないものを○、発生したものを×とした。また、耐湿性評価は、温度121℃、湿度100%、2.03×105Paの雰囲気(プレッシャークッカ−テスト:PCT処理)で72時間処理後に剥離を観察することにより行った。剥離の認められなかったものを○とし、剥離のあったものを×とした。これらの評価結果をまとめて表2に示す。
【0050】
(実施例2)
エピコート828(油化シェルエポキシ(株)製商品名、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、エポキシ当量190)23.4質量部、ESCN195(住友化学工業(株)商品名、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、エポキシ当量195)15質量部、プライオーフェンLF2882(大日本インキ化学工業(株)製商品名、ビスフェノールAノボラック樹脂)23.9質量部、HTR−860P−3)帝国化学産業(株)製商品名、エポキシ基含有アクリルゴム、分子量100万、Tg−7℃)44.1質量部、キュアゾール2PZ−CN(四国化成工業(株)製商品名、1−シアノエチル−2−フェニルイミダゾール)0.4質量部、NUC A−187(日本ユニカー(株)製商品名、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン)0.7質量部、合成例1で得られた側鎖にエチレン性不飽和基を有する放射線重合性共重合体(A−1)22.05質量部及び1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン 0.5質量部からなる組成物に、メチルエチルケトンを加えて攪拌混合し、真空脱気した。この接着剤ワニスを、厚さ50μmのポリエチレンテレフタレートフィルム上に塗布し、100℃で5分間加熱乾燥して、基材フィルムを備えた膜厚が10μmのBステージ状態のフィルム状粘着層を作製した後、製造例1で得られた基材フィルムを備えた膜厚が50μmのBステージ状態のフィルム状接着層(F−1)をカバーフィルムとして積層し、接着シート(接着層と粘着層を併せた厚みが60μm)(接着シート2)を作製した。
得られた接着シート2を実施例1と同様の条件で評価した結果を表2に示す。
【0051】
(比較例1)
実施例1において、合成例1で得られた側鎖にエチレン性不飽和基を有する放射線重合性共重合体(A−1)を除いた以外は実施例1と全く同様の操作を行い、接着シート(接着層と接着層を併せた厚みが60μm)(接着シート3)を得た。
得られた接着シート3を実施例1と同様の条件で評価した結果を表2に示す。
【0052】
(比較例2)
実施例1において、側鎖にエチレン性不飽和基を有する放射線重合性共重合体を4G(新中村化学(株)製商品名、テトラエチレングリコールジメタクリレート)にした以外は実施例1と全く同様の操作を行い、接着シート(接着層と接着層を併せた厚みが60μm)(接着シート4)を得た。
得られた接着シート4を実施例1と同様の条件で評価した結果を表2に示す。
【0053】
【表2】
表2から、本発明の接着シートは耐熱性及び耐湿性に優れ、ダイシング時のチップ飛びも無く、ピックアップ性も良好であり、貼り合せた後の保存安定性にも優れる。さらに、露光前後の接着強度差が大きいため、作業条件の許容度が大きく、作業性に優れるものである。
【0054】
【発明の効果】
本発明の接着シートは、ダイシング工程ではダイシングテープとして、半導体素子と支持部材の接合工程では接続信頼性に優れる接着剤として使用することができ、また、半導体搭載用支持部材に熱膨張係数の差が大きい半導体素子を実装する場合に必要な耐熱性、耐湿性を有し、かつ作業性に優れるものである。また、本発明の接着シートを使用した半導体装置の製造方法は、製造工程を簡略化でき、しかも製造した半導体装置は、半導体搭載用支持部材に熱膨張係数の差が大きい半導体素子を実装する場合に必要な耐熱性、耐湿性及び作業性を兼ね備えるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る接着シートの基材フィルムを備えた粘着層の一例の断面図である。
【図2】本発明に係る接着シートの基材フィルムを備えた接着層の一例の断面図である。
【図3】本発明の接着シートの一例の断面図である。
【図4】本発明に係る接着シートに半導体ウエハを貼着した状態を示す断面図である。
【図5】本発明に係る接着シートを半導体ウエハのダイシング工程に用いた場合の断面図である。
【図6】図5に示す工程の後、接着シートに、裏面から放射線を照射した状態を示す断面図である。
【図7】図6に示す工程の後、半導体素子をピックアップする工程を示す断面図である。
【図8】ピックアップされた半導体素子と接着層を示す断面図である。
【図9】半導体素子を半導体素子搭載用支持部材に熱圧着した状態を示す断面図である。
【符号の説明】
1 基材フィルム
2 粘着層
3 接着層
4 基材フィルム
5 吸引コレット
6 半導体素子搭載用支持部材
A 半導体ウエハ
A1 半導体素子
A2 半導体素子
A3 半導体素子
B 放射線
Claims (8)
- (1)(A)エポキシ樹脂及びエポキシ樹脂硬化剤、(B)重量平均分子量が10万以上である高分子量成分、及び(C)側鎖にエチレン性不飽和基を有する放射線重合性共重合体を含む放射線重合型粘着層、
(2)(A)エポキシ樹脂及びエポキシ樹脂硬化剤、及び(B)重量平均分子量が10万以上である高分子量成分を含む接着層、並びに
(3)基材フィルムがこの順に形成されてなることを特徴とする接着シート。 - (B)重量平均分子量が10万以上である高分子量成分が官能基を有する重量平均分子量が10万以上である高分子量成分である請求項1記載の接着シート。
- (B)官能基を有する重量平均分子量が10万以上である高分子量成分が、エポキシ樹脂と非相溶である請求項2記載の接着シート。
- (B)官能基を有する重量平均分子量が10万以上である高分子量成分が、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に由来する構造単位を0.5〜6質量%有し、かつ重量平均分子量が10万以上のエポキシ基含有アクリル共重合体である請求項2又は3記載の接着シート。
- (1)(A)エポキシ樹脂及びエポキシ樹脂硬化剤100質量部に対し、(B)重量平均分子量が10万以上である高分子量成分10〜400質量部、及び(C)側鎖にエチレン性不飽和基を有する放射線重合性共重合体5〜400質量部を含む放射線重合型粘着層、
(2)(A)エポキシ樹脂及びエポキシ樹脂硬化剤100質量部に対し、(B)重量平均分子量が10万以上である高分子量成分10〜400質量部を含む接着層、並びに
(3)基材フィルムからなる請求項1〜4のいずれか1項記載の接着シート。 - 放射線照射することで粘着層と接着層との間の接着力が制御可能な請求項1〜5いずれか1項記載の接着シート。
- (I)請求項1〜6のいずれかに記載の接着シートを、接着層を介して半導体ウエハに貼り付ける工程、
(II)ダイシング前又はダイシング後のいずれかにおいて、該接着シートに放射線を照射して粘着層を硬化させ、粘着層を粘着層と接着層の界面で剥離して、接着層付き半導体素子を得る工程、及び
(III)接着層付き半導体素子と半導体素子搭載用の支持部材とを、該接着層を介して接着する工程、
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 請求項1〜6のいずれかに記載の接着シートを使用して得られた半導体素子と支持部材とを接着した構造を有してなる半導体装置。
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