JP2006321216A - 封止用シート - Google Patents

Abstract

【課題】 低出力でのレーザーマーキングが可能であるとともに、良好な耐リフロー性を有する封止用シートを提供すること。
【解決手段】 架橋性官能基を有し、ガラス転移温度が−２０℃以上２０℃以下である第１の高分子量成分を含有する第１の樹脂層１と、熱硬化性成分、無機フィラー及び第２の高分子量成分を含有する第２の樹脂層２と、を備え、前記第２の樹脂層２において、前記無機フィラーの含有量が、前記第２の樹脂層２全体の３０〜８０体積％であり、かつ、前記第２の高分子量成分の含有量が、前記熱硬化性成分１００重量部に対して５〜３０重量部であることを特徴とする封止用シート。
【選択図】 図１

Description

本発明は、半導体パッケージを樹脂封止することができ、かつ低出力レーザーで印字することが可能である封止用シートに関する。

従来から、電子機器の小型化・軽量化が進められており、これに伴い基板への高密度実装が要求され、電子機器に搭載する半導体パッケージの小型化、薄型化、軽量化が進められている。従来より、ＬＯＣ（Ｌｅａｄ Ｏｎ Ｃｈｉｐ）やＱＦＰ（Ｑｕａｄ Ｆｌａｔ Ｐａｃｋａｇｅ）等と呼ばれるパッケージがあり、ＬＯＣやＱＦＰ等のパッケージよりも、さらに小型化・軽量化したＣＳＰ（Ｃｈｉｐ Ｓｉｚｅ Ｐａｃｋａｇｅ）やμＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）等のパッケージの開発が行われている。最近では、半導体素子の回路面が半導体配線基板側に向けられている、いわゆるフェイスダウン型パッケージであるフリップチップ、ウエハレベルＣＳＰなどが開発されている。

上述したパッケージでは、固形のエポキシ樹脂封止材をトランスファー成形法により成形することで封止パッケージを得ていたが、パッケージが薄型あるいは、大型の場合の成形は、難しかった。また、無機フィラーの含有量が増大すると、一般にトランスファー成形時の溶融粘度が高くなり、成形物のボイドの残存、キヤビテイ充填不良、ワイヤフローおよびステージシフトの増大等が生じて成形物の品質が低下するなどの問題が発生する。

また近年、フリップチップやウエハレベルＣＳＰなどで、突起状電極を有するものがあり、その突起部の保護及び突起間の充てんのため、封止材を使用することがあったが、固形のエポキシ樹脂封止材による成形は難しかった。そのため、エポキシ樹脂、無機フィラーを主体としたフィルム状の封止用シートが提案されている（例えば、特許文献１〜３参照）。

また、樹脂封止されたチップを含む半導体パッケージでは、封止樹脂の表面に品番等がレーザーマーキング法などにより印字されることがある。レーザーマーキング法とは、レーザー光により樹脂表面を削り取り印字を行う技術であるが、一般にシリカフィラーが主成分である封止樹脂では、レーザーマーキング時に高出力レーザーを用いる必要がある場合や、封止樹脂の黒色顔料配合比の最適化を行なう必要があるなど困難な点が多い。なお、特許文献１〜３に記載された封止用シートにおいて、レーザーマーキングにより印字するためには、無機フィラー、及び黒色顔料の配合比の最適化を行い、高出力レーザーでマーキングしなければならないという問題がある。

一方、チップ裏面の保護を目的とし、レーザーマーキング可能なチップ用保護膜形成シートなるものが知られている（例えば、特許文献４参照）。しかしながら、特許文献４に記載されたチップ用保護膜形成シートでは、半導体パッケージでの突起部の保護及び突起間の充填が困難であるという問題がある。
特開平５−２８３４５６号公報 特開平５−１９０６９７号公報 特開平８−７３６２１号公報 特開２００４−２１４２８８号公報

本発明は、上記のような従来技術に鑑みてなされたものであって、低出力でのレーザーマーキングが可能であるとともに、良好な耐リフロー性を有する封止用シートを提供することを目的としている。

請求項１記載の発明は、低出力でのレーザーマーキングが可能であるとともに、良好な耐リフロー性を有する封止用シートを提供するものである。
請求項２または３記載の発明は、請求項１の発明の効果を奏し、さらに品質安定性に優れた封止用シートを提供するものである。
請求項４記載の発明は、請求項１〜３の発明の効果を奏し、さらにレーザーマーキング性に優れた封止用シートを提供するものである。
請求項５〜７記載の発明は、請求項１〜４の発明の効果を奏し、さらに樹脂封止性に優れた封止用シートを提供するものである。
請求項８記載の発明は、請求項１〜４の発明の効果を奏し、さらに作業性に優れた封止用シートを提供するものである。

本発明は、低出力でのレーザーマーキングが可能であるとともに、良好な耐リフロー性を有する封止用シートの提供を目的とする。

本発明の封止用シートは、架橋性官能基を有し、ガラス転移温度が−２０℃以上２０℃以下である第１の高分子量成分を含有する第１の樹脂層と、熱硬化性成分、無機フィラー及び第２の高分子量成分を含有する第２の樹脂層と、を備え、第２の樹脂層において、無機フィラーの含有量が、第２の樹脂層全体の３０〜８０体積％であり、かつ、第２の高分子量成分の含有量が、熱硬化性成分１００重量部に対して５〜３０重量部であることを特徴とするものである。

かかる封止用シートによれば、第１の樹脂層に対してレーザー光を照射することにより、第１の樹脂層中の樹脂を低出力で昇華させて、当該樹脂層表面を削り取ることが可能であるとともに、印字された文字のコントラストを良好に保つように、削り取られた部分の凹凸性が保たれ、良好なレーザーマーキング性を得ることができる。また、第２の樹脂層が、上記含有量の範囲で無機フィラーを含有することにより、第２の樹脂層の低線膨張係数化が可能となり、良好なパッケージの接続信頼性が得られ、良好な耐リフロー性が得られる。また、第２の樹脂層が上記含有量の範囲で高分子量成分を含有することにより、無機フィラーを含む第２の樹脂層のフィルム化が可能である。

本発明の封止用シートにおいては、第１の樹脂層における第１の高分子量成分の架橋性官能基がエポキシ基であることが好ましく、第１の高分子量成分がアクリル樹脂であることが好ましい。

本発明の封止用シートにおいては、第１の樹脂層がエポキシ樹脂、硬化剤、フィラー及び着色剤を更に含有することが好ましい。

本発明の封止用シートにおいては、第２の樹脂層における無機フィラーがシリカフィラーであることが好ましく、熱硬化性成分がエポキシ樹脂と硬化剤とを含むものであることが好ましく、第２の高分子量成分の重量平均分子量が１０万〜１００万であることが好ましい。

本発明の封止用シートにおいては、第１の樹脂層と第２の樹脂層の片側、または両側に剥離シートを有することが好ましい。すなわち、第１の樹脂層における第２の樹脂層と反対側の面、及び、第２の樹脂層における第１の樹脂層と反対側の面の一方又は両方の面上に剥離シートを有することが好ましい。

本発明の封止用シートは、低出力でのレーザーマーキングが可能であるとともに、良好な耐リフロー性を有し、半導体素子を良好に樹脂封止することができる。よって、封止用シートを用いて半導体素子を封止し、かつレーザーマーキングを行う半導体パッケージにおいて非常に有用である。

以下、本発明について図面を参照しながら具体的に説明する。

図１は、本発明の封止用シートの好適な一実施形態を示す模式断面図である。本発明の封止用シートは、第１の樹脂層１と第２の樹脂層２とを積層してなり、第１の樹脂層１の上に剥離シート３を有し、必要に応じて第２の樹脂層２の上に剥離シート４を仮着してもよい。図２は、本発明の封止用シートを用いて作製した半導体パッケージの一例を示す模式断面図である。図１に示した本発明の封止用シートを用いて図２に示す半導体パッケージを作製する場合、まず、はんだボール６を介し、基板７上に、半導体素子５を接続する。次に、剥離シート４を取り除いた封止用シートを、半導体素子５の上部から熱圧着、樹脂封止を行い、剥離シート３を取り除くことで、半導体パッケージを作製することができる。

以下、各層の具体例について説明するが、本発明の封止用シートを構成する層は、これらに限定されるものではない。

（第１の樹脂層）
第１の樹脂層１は、架橋性官能基を有し、ガラス転移温度が−２０℃以上２０℃以下である第１の高分子量成分を含有してなる層である。

本発明で使用される第１の高分子量成分の重量平均分子量は、１０万以上であることが好ましく、３０万〜１５０万であることがより好ましく、５０万〜１００万であることが特に好ましい。重量平均分子量が１０万以上あると、シート状またはフィルム状としたときの強度、可とう性、およびタック性が適当なものとなる。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。

このような第１の高分子量成分としては、ポリイミド樹脂、（メタ）アクリル樹脂、ウレタン樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、フェノキシ樹脂、変性ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ブタジエンゴム、アクリルゴム、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂等、及びそれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されるものではない。

その中でも、第１の高分子量成分であるアクリルゴム（ポリマー）などのガラス転移温度（以下「Ｔｇ」という）は、−２０℃〜２０℃であることが必要であり、特に−１０℃〜１０℃であることが好ましい。Ｔｇが−２０℃未満であるとレーザーマーキング性におけるコントラストが良好でなく、２０℃を超えるとＢステージ状態での第１の樹脂層１のタック性が不適当であり、取扱い性、接着性に問題を生じる可能性がある。また、モノマーを用い、アクリルゴム（ポリマー）などの第１の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、たとえば、パール重合、溶液重合などの方法を使用することができる。

また、第１の高分子量成分は架橋性官能基を有していることが必要である。本発明に関する架橋性官能基としては、エポキシ基、アミノ基などが挙げられるが、硬化特性からエポキシ基が好ましく、グリシジルメタクリレートなどのエポキシ基含有アクリルモノマーを上記重合方法で重合し、第１の高分子量成分にエポキシ基を導入することができる。

第１の樹脂層１における第１の高分子量成分の含有量は、第１の樹脂層１全量を基準として５〜８０重量％であることが好ましく、１０〜７５重量％であることがより好ましく、１５〜７０重量％であることが特に好ましい。この含有量が５重量％未満であると、フィルムの可とう性が乏しくなる傾向にあり、８０重量％を超えると、フィルムのタック性が不十分となる傾向にある。

第１の樹脂層１は、上述した第１の高分子量成分の他に、エポキシ樹脂、硬化剤、フィラー及び着色剤を更に含有することが好ましい。

本発明に関するエポキシ樹脂としては、ビスフェノールＡ型エポキシ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を使用することができる。また、多官能エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、複素環含有エポキシ樹脂または脂環式エポキシ樹脂など、一般に知られているものを適用することができる。

ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂としては、油化シェルエポキシ株式会社製、商品名：エピコート８０７、８１５、８２５、８２７、８２８、８３４、１００１、１００４、１００７、１００９、ダウケミカル社製、商品名：ＤＥＲ−３３０、３０１、３６１、東都化成株式会社製、商品名：ＹＤ８１２５、ＹＤＦ８１７０などが挙げられる。

フェノールノボラック型エポキシ樹脂としては、油化シェルエポキシ株式会社製、商品名：エピコート１５２、１５４、日本化薬株式会社製、商品名：ＥＰＰＮ−２０１、ダウケミカル社製、商品名：ＤＥＮ−４３８などが挙げられる。また、ｏ−クレゾールノボラック型エポキシ樹脂としては、日本化薬株式会社製、商品名：ＥＯＣＮ−１０２Ｓ、１０３Ｓ、１０４Ｓ、１０１２、１０２５、１０２７、東都化成株式会社製、商品名：ＹＤＣＮ７０１、７０２、７０３、７０４などが挙げられる。

多官能エポキシ樹脂としては、油化シェルエポキシ株式会社製、商品名：Ｅｐｏｎ １０３１Ｓ、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０１６３、ナガセ化成株式会社製、商品名：デナコールＥＸ−６１１、６１４、６１４Ｂ、６２２、５１２、５２１、４２１、４１１、３２１などが挙げられる。アミン型エポキシ樹脂としては、油化シェルエポキシ株式会社製、商品名：エピコート６０４、東都化成株式会社製、商品名：ＹＨ−４３４、三菱ガス化学株式会社製、商品名：ＴＥＴＲＡＤ−Ｘ、ＴＥＴＲＡＤ−Ｃ、住友化学工業株式会社製、商品名：ＥＬＭ−１２０などが挙げられる。

複素環含有エポキシ樹脂としては、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等の、ＵＣＣ社製、商品名：ＥＲＬ４２３４、４２９９、４２２１、４２０６などが挙げられる。

これらエポキシ樹脂は、単独または２種類以上を組み合わせても、使用することができる。エポキシ樹脂を２種類以上組合せて使用する場合、軟化点が３０℃超のエポキシ樹脂を含んでいても、これらの混合物である熱硬化性成分の軟化点が−４０℃以上、３０℃以下であれば使用することができる。

本発明に関する硬化剤は、通常用いられている公知の硬化剤を使用することができる。たとえば、アミン類、ポリアミド、酸無水物、ポリスルフィド、三フッ化ホウ素、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＳのようなフェノール性水酸基を１分子中に２個以上有するビスフェノール類、フェノールノボラック樹脂、ビスフェノールＡノボラック樹脂またはクレゾールノボラック樹脂などのフェノール樹脂などが挙げられる。

これらの中でも、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ノボラック樹脂またはクレゾールノボラック樹脂などのフェノール樹脂が好ましい。好ましいフェノール樹脂系硬化剤としては、たとえば、大日本インキ化学工業株式会社製、商品名：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ＶＨ−４１５０、フェノライトＶＨ４１７０、三井化学株式会社製、商品名：ＸＬＣ−ＬＬ、ＸＬＣ−４Ｌなどが挙げられる。

本発明に関する着色剤としては、例えば、カーボンブラック、黒鉛、チタンカーボン、二酸化マンガン、フタロシアニン系等の顔料及び染料を用いることができる。中でも、レーザーマーキングに使用されるレーザーは、ＹＡＧレーザーであることが多いため、着色剤としてＹＡＧレーザーにより揮発し易いカーボンブラックを使用することが好ましく、山陽色素株式会社からＪ−３０８、御国色素株式会社からＣＦブラックＨＧＢＫ−０２等の商品名で、分散処理を施し、分散剤や溶媒等をふくんだペースト状態で市販されている。中でも、カーボンブラックとしてＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌａｃｋ ７を用いているＪ−３０８が好ましい。

第１の樹脂層１における着色剤の含有量は、第１の樹脂層１全量を基準として０．１〜１０重量％であることが好ましく、０．５〜２．０重量％であることがより好ましい。着色剤の含有量が０．１重量％未満になると、フィルムに色が付かずレーザーマーキング部の視認性が悪くなる傾向にあり、逆に、着色剤の含有量が１０重量％を超すと、イオン性不純物の増加、フィルム延性の低下または半導体素子との接着強度の低下等の問題が発生してしまう傾向にある。

本発明における第１の樹脂層１は、上記の熱硬化性成分及び第１の高分子量成分等の他に、硬化促進剤、触媒、添加剤、カップリング剤等を更に含有していてもよい。本発明においては、上述した硬化剤とともに硬化促進剤を用いることが好ましく、硬化促進剤としては、各種イミダゾール類を用いることが好ましい。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。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という商品名で市販されているが、中でも２ＰＺ−ＣＮが好ましい。第１の樹脂層１における硬化促進剤の配合量は、接着剤の硬化を必要以上に進ませず、長期安定性を確保する観点から、第１の樹脂層１全量（第１の樹脂層１を形成するための樹脂ワニス中の固形分全量）を基準として０．０１〜１０重量％であることが好ましく、０．０５〜５重量％であることがより好ましく、０．０８〜１重量％であることが特に好ましい。

また、樹脂間の接着力を向上させるためにカップリング剤を用いることが好ましく、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。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ＮＣＵ Ａ−１８７、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシランがＮＣＵ Ａ−１８９、γ−アミノプロピルトリエトキシシランがＮＣＵ Ａ−１１００、γ−ウレイドプロピルトリエトキシシランがＮＣＵ Ａ−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ＮＣＵ Ａ−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。中でも、Ａ−１１６０とＡ−１８９が好ましい。第１の樹脂層１における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、第１の樹脂層１全量（第１の樹脂層１を形成するための樹脂ワニス中の固形分全量）を基準として０．０１〜１０重量％であることが好ましく、０．１〜５重量％がより好ましく、０．５〜２重量％が特に好ましい。

また、樹脂層の強度向上、及びレーザーマーキング性を向上させるために、無機フィラーを用いることが好ましく、使用できる無機フィラーとしては、例えば、結晶性シリカ、非晶性シリカ、酸化アルミニウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、窒化アルミニウム、窒化ホウ素等が挙げられる。中でも汎用性からシリカフィラーがよく用いられる。シリカフィラーとしては日本アエロジル株式会社からＲ９７２、Ｒ９７２Ｖ、Ｒ９７２ＣＦ、株式会社アドマテックスからＳＯ−Ｅ１、ＳＯ−Ｅ２、ＳＯ−Ｅ５、ＳＯ−Ｃ１、ＳＯ−Ｃ２、ＳＯ−Ｃ３、ＳＯ−Ｃ５、株式会社龍森からＰＬＶ−６、ＰＬＶ−４、ＴＦＣ−１２、ＴＦＣ−２４、ＵＳＶ−５、ＵＳＶ−１０の製品名で市販されている。無機フィラーの平均粒径は０．０１〜２０μｍであることが好ましいが、粒径は細かすぎると溶液の増粘効果が大きく作業性の低下を生じる恐れがあり、また大きすぎると沈殿による分散不良の原因となることから、０．１〜１０μｍであることがより好ましく、０．２〜１μｍであることが特に好ましい。

（第２の樹脂層）
第２の樹脂層２は、熱硬化性成分、無機フィラー及び第２の高分子量成分を含有してなる層である。

本発明において使用される第２の高分子量成分の重量平均分子量は、１０万〜１００万であることが好ましく、３０万〜９０万であることがより好ましく、５０万〜８０万であることが特に好ましい。重量平均分子量が１０万以上あると、シート状またはフィルム状としたときの強度、可とう性、およびタック性が適当なものとなり、また、フロー性が適当なものとなるため配線の回路充填性が確保できる。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。

このような第２の高分子量成分としては、ポリイミド樹脂、（メタ）アクリル樹脂、ウレタン樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、フェノキシ樹脂、変性ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ブタジエンゴム、アクリルゴム、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂等、及びそれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されるものではない。

その中でも、第２の高分子量成分であるアクリルゴム（ポリマー）などのガラス転移温度（以下「Ｔｇ」という）は、−５０℃以上、３０℃以下であることが好ましい。Ｔｇが−５０℃以上であると、Ｂステージ状態での第２の樹脂層２のタック性が適当なものとなり、第２の樹脂層２が粘接着剤層として有効に機能し、取扱い性に問題を生じないからである。また、モノマーを用い、アクリルゴム（ポリマー）などの第２の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、たとえば、パール重合、溶液重合などの方法を使用することができる。

また、第２の樹脂層２における第２の高分子量成分の含有量は、第２の樹脂層２における熱硬化性成分１００重量部に対して、５〜３０重量部であることが必要である。この含有量が５重量部未満であると、硬化前のフィルムの強度が低く、またフィルムの伸びが小さくなり、取扱い性が低下する点で好ましくない。また、３０重量部を超えると第２の高分子量成分が島状に相分離せず、連続相になり、流動性が低下するため、好ましくない。

また、本発明における第２の樹脂層２は、封止用フィルムの線膨張係数低減と機械的強度の向上を目的に、無機フィラーを第２の樹脂層２の全体積を基準として３０〜８０体積％含有している。無機フィラーとしては、室温（２５℃）での線膨張係数が１０ｐｐｍ以下であるものが好ましい。使用できる無機フィラーとしては、例えば、結晶性シリカ、非晶性シリカ、酸化アルミニウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、窒化アルミニウム、窒化ホウ素等が挙げられる。中でも汎用性からシリカフィラーがよく用いられる。シリカフィラーとしては日本アエロジル株式会社からＲ９７２、Ｒ９７２Ｖ、Ｒ９７２ＣＦ、株式会社アドマテックスからＳＯ−Ｅ１、ＳＯ−Ｅ２、ＳＯ−Ｅ５、ＳＯ−Ｃ１、ＳＯ−Ｃ２、ＳＯ−Ｃ３、ＳＯ−Ｃ５、株式会社龍森からＰＬＶ−６、ＰＬＶ−４、ＴＦＣ−１２、ＴＦＣ−２４、ＵＳＶ−５、ＵＳＶ−１０、電気化学工業株式会社からＦＢシリーズ、ＦＢＸシリーズ、ＦＳシリーズの製品名で市販されている。無機フィラーの平均粒径は０．０１〜７０μｍであることが好ましいが、粒径は細かすぎると溶液の増粘効果が大きく作業性の低下を生じる恐れがあり、また大きすぎると沈殿による分散不良の原因となることから、０．１〜５０μｍであることがより好ましく、０．２〜２０μｍであることが特に好ましい。また、無機フィラーの含有量は、第２の樹脂層２の全体積を基準として３０〜８０体積％とすることが必要であり、４０〜７８体積％とすることが好ましく、５０〜７５体積％とすることがより好ましい。無機フィラーの含有量が３０体積％未満になると、線膨張係数が増大するため好ましくなく、無機フィラーの含有量が８０体積％を超すと、第２の樹脂層２がもろくなり成形性が低下し、シリコンウエハとの接着強度の低下等の問題が発生する。

本発明における第２の樹脂層２に用いられる樹脂組成物の熱硬化性成分としては、軟化点が−４０℃〜３０℃であれば、特に制限はない。使用できる熱硬化性成分としては、エポキシ樹脂、シアネート樹脂及びフェノール樹脂、並びに、それらの硬化剤等が挙げられるが、耐熱性が高い点で、エポキシ樹脂が好ましい。エポキシ樹脂としては、ビスフェノールＡ型エポキシ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を使用することができる。また、多官能エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、複素環含有エポキシ樹脂または脂環式エポキシ樹脂など、一般に知られているものを適用することができる。

ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂としては、油化シェルエポキシ株式会社製、商品名：エピコート８０７、８１５、８２５、８２７、８２８、８３４、１００１、１００４、１００７、１００９、ダウケミカル社製、商品名：ＤＥＲ−３３０、３０１、３６１、東都化成株式会社製、商品名：ＹＤ８１２５、ＹＤＦ８１７０などが挙げられる。

フェノールノボラック型エポキシ樹脂としては、油化シェルエポキシ株式会社製、商品名：エピコート１５２、１５４、日本化薬株式会社製、商品名：ＥＰＰＮ−２０１、ダウケミカル社製、商品名：ＤＥＮ−４３８などが挙げられる。また、ｏ−クレゾールノボラック型エポキシ樹脂としては、日本化薬株式会社製、商品名：ＥＯＣＮ−１０２Ｓ、１０３Ｓ、１０４Ｓ、１０１２、１０２５、１０２７、東都化成株式会社製、商品名：ＹＤＣＮ７０１、７０２、７０３、７０４などが挙げられる。

多官能エポキシ樹脂としては、油化シェルエポキシ株式会社製、商品名：Ｅｐｏｎ １０３１Ｓ、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０１６３、ナガセ化成株式会社製、商品名：デナコールＥＸ−６１１、６１４、６１４Ｂ、６２２、５１２、５２１、４２１、４１１、３２１などが挙げられる。アミン型エポキシ樹脂としては、油化シェルエポキシ株式会社製、商品名：エピコート６０４、東都化成株式会社製、商品名：ＹＨ−４３４、三菱ガス化学株式会社製、商品名：ＴＥＴＲＡＤ−Ｘ、ＴＥＴＲＡＤ−Ｃ、住友化学工業株式会社製、商品名：ＥＬＭ−１２０などが挙げられる。

複素環含有エポキシ樹脂としては、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等の、ＵＣＣ社製、商品名：ＥＲＬ４２３４、４２９９、４２２１、４２０６などが挙げられる。

これらエポキシ樹脂は、単独または２種類以上を組み合わせても、使用することができる。エポキシ樹脂を２種類以上組合せて使用する場合、軟化点が３０℃超のエポキシ樹脂を含んでいても、これらの混合物である熱硬化性成分の軟化点が−４０℃以上、３０℃以下であれば使用することができる。

また、熱硬化性成分に含まれるエポキシ樹脂の硬化剤としては、通常用いられている公知の硬化剤を使用することができる。たとえば、アミン類、ポリアミド、酸無水物、ポリスルフィド、三フッ化ホウ素、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＳのようなフェノール性水酸基を１分子中に２個以上有するビスフェノール類、フェノールノボラック樹脂、ビスフェノールＡノボラック樹脂またはクレゾールノボラック樹脂などのフェノール樹脂などが挙げられる。

これらの中でも、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ノボラック樹脂またはクレゾールノボラック樹脂などのフェノール樹脂が好ましい。好ましいフェノール樹脂系硬化剤としては、たとえば、大日本インキ化学工業株式会社製、商品名：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ＶＨ−４１５０、フェノライトＶＨ４１７０などが挙げられる。

第２の樹脂層２における熱硬化性成分の含有量は、第２の樹脂層２全量を基準として５〜５０重量％であることが好ましく、８〜４５重量％であることがより好ましく、１０〜４０重量％であることが特に好ましい。この含有量が５重量％未満であると、硬化不足により十分な強度が得られない傾向にあり、４５重量％を超えると、熱硬化時に硬化収縮による反りが生じやすくなる傾向にある。

また、第２の樹脂層２は、波長３００〜１１００ｎｍの領域の光の透過率が１０％以下であることが好ましく、そのためには微細な相分離構造を有し、不透明であることが好ましい。したがって第２の樹脂層２は、着色剤を含むことが好ましく、着色剤としては、例えば、カーボンブラック、黒鉛、チタンカーボン、二酸化マンガン、フタロシアニン系等の顔料及び染料を用いることができる。

また、本発明における第２の樹脂層２は、上記の熱硬化性成分、第２の高分子量成分及び無機フィラー等の他に、硬化促進剤、触媒、添加剤、カップリング剤等を更に含有していてもよい。本発明においては、上述した硬化剤とともに硬化促進剤を用いることが好ましく、硬化促進剤としては、各種イミダゾール類を用いることが好ましい。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。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という商品名で市販されているが、中でも２ＰＺ−ＣＮが好ましい。第２の樹脂層２における硬化促進剤の配合量は、接着剤の硬化を必要以上に進ませず、長期安定性を確保する観点から、第２の樹脂層２全量（第２の樹脂層２を形成するための樹脂ワニス中の固形分全量）を基準として０．０１〜１０重量％であることが好ましく、０．０５〜５重量％であることがより好ましく、０．０８〜１重量％であることが特に好ましい。

また、樹脂間の接着力を向上させるためにカップリング剤を用いることが好ましく、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。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ＮＣＵ Ａ−１８７、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシランがＮＣＵ Ａ−１８９、γ−アミノプロピルトリエトキシシランがＮＣＵ Ａ−１１００、γ−ウレイドプロピルトリエトキシシランがＮＣＵ Ａ−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ＮＣＵ Ａ−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。中でも、Ａ−１８７が好ましい。第２の樹脂層２における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、第２の樹脂層２全量（第２の樹脂層２を形成するための樹脂ワニス中の固形分全量）を基準として０．０１〜１０重量％であることが好ましく、０．１〜５重量％がより好ましく、０．５〜２重量％が特に好ましい。

（第１の樹脂層、第２の樹脂層、及び封止用シートの作製方法）
本発明における第１の樹脂層１及び第２の樹脂層２は、基材層に、前記熱硬化性成分、前記高分子量成分、前記着色剤及び前記無機フィラー等の各樹脂層を形成するための材料を含む樹脂ワニスを塗工乾燥して作製することが好ましく、これに用いられる基材層としては、特に制限されることなく従来公知のものを使用することができる。なお、樹脂ワニスは、シクロヘキサノンなどの溶剤を加えて攪拌混合し、得ることができる。

用いられる基材層としては、例えば、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などのプラスチックフィルム等が挙げられる。また、必要に応じて基材層の表面に、プライマー塗布、ＵＶ処理、コロナ放電処理、研磨処理、エッチング処理、離型処理等の表面処理を行っても良い。

基材層が粘着性を有していてもよく、また、基材層の片面に粘着剤層を設けても良い。また、粘着剤層は、低分子量成分（テルペン化合物等の粘着付与剤）とＴｇを調整した高分子量成分を含む適度なタック強度を有する樹脂ワニスを塗布乾燥することで形成可能である。

また、封止用シートに対し、保護フィルムを用いることが好ましく、保護フィルムとしては、例えば、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などのプラスチックフィルム等が挙げられる。また、必要に応じてプライマー塗布、ＵＶ処理、コロナ放電処理、研磨処理、エッチング処理、離型処理等の表面処理を行っても良い。なお、前記基材層を保護フィルムとして使用してもかまわないし、封止用シートの片面、すなわち基材層の反対側に保護フィルムを設置してもかまわない。封止用シートが、第１の樹脂層１における第２の樹脂層２と反対側の面上、及び、第２の樹脂層２における第１の樹脂層１と反対側の面上に、基材層又は保護フィルムを備える場合、封止用シートは、例えば図１に示す構成を有することとなる。このとき、図１中の剥離シート３及び４が、それぞれ基材層又は保護フィルムとなっている。

第１の樹脂層１及び第２の樹脂層２の厚みは、特に制限はないが、第１の樹脂層１の厚みは、３〜１００μｍであることが好ましく、５〜６０μｍであることがより好ましく、第２の樹脂層２の厚みは、５〜１０００μｍであることが好ましく、５０〜５００μｍであることがより好ましく、１００〜３００μｍであることが特に好ましい。第２の樹脂層２については、厚みが５μｍより薄いと応力緩和効果が乏しくなる傾向があり、１０００μｍより厚いと経済的でなくなる上に、半導体パッケージの小型化の要求に応えられない。

本発明の封止用シートは、第１の樹脂層１及び第２の樹脂層２を別々に作製し、その後熱ラミネートにより貼り合せても良い。熱ラミネートの温度条件としては、２０〜１５０℃が好ましく、第１の樹脂層１及び第２の樹脂層２の密着性、基材層の耐熱性の点から、６０〜１２０℃がより好ましい。

（封止用シートの使用方法）
封止用シートの使用方法としては、従来の固形状または液状封止材が使用されていた用途と同様の方法が考えられる。例えば、図１に示した構成の封止用シートを使用する場合には、剥離シート４を剥離した封止用シートを、半導体チップや部品を実装した基板上に、第２の樹脂層２が基板側となるように熱板プレスやラミネータなどを使用して積層した後、加熱硬化し、剥離シート３をはく離する方法を取る。なお、剥離シート３をはく離した後、更に加熱硬化してもよい。上記方法により封止用シートを基板上に積層することで、半導体チップ周辺に空隙が残らないように積層することが可能である。しかし、高周波用途のフリップチップ実装の場合などは、半導体チップや部品の下部に、あえて空隙が残るように積層することも可能である。図２に示したのは、本発明の封止用フィルムを用いて、前記の方法により作製した半導体パッケージの断面である。

また、図３に示すように半導体チップの回路を形成していない面に、封止用シートを積層することも可能である。

通常、半導体パッケージには、製品を識別するためにロットナンバーやメーカー名などの識別情報を印字しており、製品がどのように作製されたかが判別できるようになっている。中でも、作業性、量産性の点で、レーザーマーキング法により印字を行うことが好ましい。レーザーマーキングに使用されるレーザーとしては、炭酸ガスレーザーとＹＡＧレーザーとがあり、封止材にレーザーマーキングをする際には、レーザー波長がより短いＹＡＧレーザーを使用することが好ましい。

以下、本発明の封止用フィルムについて、実施例により、具体的に説明するが、本発明は、これらに限定されるものではない。

（実施例１）
第１の樹脂層Ａ−１を以下の手順で作製した。まず、熱硬化性成分（エポキシ樹脂）としてビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（エポキシ当量：１７５、東都化成株式会社製のＹＤＦ−８１７０Ｃを使用）２９重量部、及び、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂（エポキシ当量：２２０、東都化成株式会社製ＹＤＣＮ−７０３を使用）１０重量部、熱硬化性成分（硬化剤）としてビスフェノールＡノボラック樹脂（大日本インキ化学工業株式会社製のＬＦ−２８８２を使用）２７重量部、無機フィラーとしてシリカフィラー（株式会社アドマテックス製のＳＯ−Ｃ２を使用）９４重量部、着色剤としてカーボンブラック２重量部、第１の高分子量成分として、エポキシ基含有アクリルゴム（分子量：７０万、Ｔｇ：−７℃、帝国化学産業株式会社製のＨＴＲ−８６０Ｐ−３）２８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（キュアゾール２ＰＺ−ＣＮを使用）０．１重量部からなる成分に溶剤としてシクロヘキサノンを３３０重量部加えて攪拌混合し、樹脂ワニスを作製した。得られた樹脂ワニスを基材層である離型処理済みベースフィルム（帝人株式会社製ピューレックスＡ３１）上に塗工し、９０℃で２分間、次いで１２０℃で３分間乾燥して、厚み２５μｍの第１の樹脂層Ａ−１を作製した。これにより、基材層と第１の樹脂層Ａ−１とからなる積層体Ａ−１を得た。

第２の樹脂層Ｂを以下の手順で作製した。まず、熱硬化性成分としてビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（エポキシ当量１７５、東都化成株式会社製のＹＤ−８１７０を使用）３４重量部、及び、低吸水性フェノール樹脂（三井化学株式会社製ＸＬＣ−ＬＬ使用）３４重量部、無機フィラーとしてシリカフィラー（株式会社龍森製のＴＦＣ−２４を使用）３５０重量部（第２の樹脂層Ｂの全体積を基準として７０体積％）、着色剤としてカーボンブラック２重量部、第２の高分子量成分として、エポキシ基含有アクリルゴム（分子量：７０万、Ｔｇ：−７℃、帝国化学産業株式会社製のＨＴＲ−８６０Ｐ−３）１２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（キュアゾール２ＰＺ−ＣＮを使用）０．１重量部からなる成分に溶剤としてシクロヘキサノンを１７０重量部加えて攪拌混合し、樹脂ワニスを作製した。得られた樹脂ワニスを基材層である離型処理済みベースフィルム（帝人株式会社製ピューレックスＡ３１）上に塗工し、９０℃で２分間、次いで１４０℃で３分間乾燥して、厚み１００μｍの第２の樹脂層Ｂを作製した。これにより、基材層と第２の樹脂層Ｂとからなる積層体Ｂを得た。

上記で得られた積層体Ａ−１と積層体Ｂとを、第１の樹脂層Ａ−１と第２の樹脂層Ｂとが接するように８０℃のヒートロールで挟み込み、熱ラミネートにより貼り合わせ、封止用シートを得た。

（実施例２）
第１の樹脂層Ａ−２を以下の手順で作製した。まず、熱硬化性成分として、クレゾ−ルノボラック型エポキシ樹脂（エポキシ当量２２０、東都化成株式会社製ＹＤＣＮ−７０３を使用）３６重量部、及び、低吸水性フェノール樹脂（三井化学株式会社製ＸＬＣ−ＬＬ使用）３０重量部、無機フィラーとしてシリカフィラー（株式会社日本アエロジル製のＲ−９７２を使用）２１重量部、着色剤としてカーボンブラック０．５重量部、第１の高分子量成分として、エポキシ基含有アクリルゴム（分子量：７０万、Ｔｇ：−７℃、帝国化学産業株式会社製のＨＴＲ−８６０Ｐ−３）１８０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（キュアゾール２ＰＺ−ＣＮを使用）０．３重量部からなる成分に溶剤としてシクロヘキサノンを１５００重量部加えて攪拌混合し、樹脂ワニスを作製した。得られた樹脂ワニスを基材層である離型処理済みベースフィルム（帝人株式会社製ピューレックスＡ３１）上に塗工し、９０℃で２分間、次いで１２０℃で３分間乾燥して、厚み２５μｍの第１の樹脂層Ａ−２を作製した。これにより、基材層と第１の樹脂層Ａ−２とからなる積層体Ａ−２を得た。

実施例１と同様の手順で、基材層と第２の樹脂層Ｂとからなる積層体Ｂを得た。

上記で得られた積層体Ａ−２と積層体Ｂとを、第１の樹脂層Ａ−２と第２の樹脂層Ｂとが接するように８０℃のヒートロールで挟み込み、熱ラミネートにより貼り合わせ、封止用シートを得た。

（比較例１〜６）
上記第１の樹脂層Ａ−２における第１の高分子量成分として、エポキシ基含有アクリルゴム（分子量：７０万、Ｔｇ：−７℃、帝国化学産業株式会社製のＨＴＲ−８６０Ｐ−３）の代わりに、アクリル樹脂Ｃ１（分子量：４０万、Ｔｇ：−４０℃、ブチルアクリレート−アクリロニトリル共重合体）、アクリル樹脂Ｃ２（分子量：２５万、Ｔｇ：−２５℃、帝国化学産業株式会社製のＷＳ−０３２）、アクリル樹脂Ｃ３（分子量：２０万、Ｔｇ：２８℃、帝国化学産業株式会社製のＳＧ−Ｐ−２６）、アクリル樹脂Ｃ４（分子量：５万、Ｔｇ：８０℃、アクリロニトリル−スチレン共重合体）、フェノキシ樹脂Ｃ５（分子量：４万、Ｔｇ：１００℃、東都化成株式会社製のＹＰ−５０）をそれぞれ用いた以外は実施例２と同様にして、比較例１〜５の封止用シートを得た。また、第１の樹脂層Ａ−２を有しない、第２の樹脂層Ｂのみで構成される封止用シート（すなわち、積層体Ｂ）を比較例６とした。

得られた封止用シートの、レーザーマーキング性、及び信頼性について、下記要領にて評価を行った。評価結果を表１に示す。

（レーザーマーキング性）
熱硬化後の封止用シートについて、基材層を剥離した後、第１の樹脂層を有する場合は第１の樹脂層側に、第１の樹脂層を有しない場合は第２の樹脂層側に、出力１．９、２．５、４．０、５．０、５．７Ｊ／パルスのＹＡＧレーザーによりレーザーマーキングを行って視認性を確認した。なお、視認性の評価は以下の手順で行った。まず、レーザーマーキング後のフィルム表面をスキャナによって画像取り込みを行い、画像処理ソフト（Ａｄｏｂｅ社製ＰＨＯＴＯＳＨＯＰ）によってマーキング部分及びその周りの非マーキング部分の２階調化を行う。この操作により、画像は明度によって白黒の２５６段階に分けられる。次に、マーキング部分が白く、非マーキング部分が黒く表示される明度（マーキング部分及び非マーキング部分の両方が白く表示されていた状態から、マーキング部分が白く、非マーキング部分が黒く表示されるようになる明度）をしきい値Ａとし、マーキング部も黒く表示されマーキング部分／非マーキング部分の境界が無くなる明度をしきい値Ｂとし、しきい値Ａとしきい値Ｂとの差が４０以上である場合に視認性が良好であるとし（○）、その差が３０以上４０未満である場合に視認性がほぼ良好であるとし（△）、その差が３０未満である場合に視認性が不良である（×）として評価を行った。

（信頼性）
熱硬化後の封止用シートについて、基材層を剥離した後、シリコンウェハに８０℃、１．５ｋｇｆ／ｃｍ、０．５ｍ／ｍｉｎの条件で、第２の樹脂層がシリコンウェハと隣接するように熱ラミネートし、１７０℃で１時間熱硬化させた。次いで、８５℃／８５％ＲＨの恒温恒湿槽に１６８時間放置し、その後ＩＲリフロー装置により熱処理を行った後のデラミネーションなどの接着性に関わる状態を目視および顕微鏡にて観察し、耐リフロー性を評価した。封止用シートとシリコンウェハとの間での剥離、及び発泡の見られないものを良好（○）、見られるものを不良（×）として評価を行った。

表１より、実施例１、２、比較例３、４、５は低出力レーザーマーキング性に優れることが分かった。また、実施例１、２、比較例１、２、６は良好な信頼性を示すことがわかった。以上から、実施例１、２が、低出力レーザーマーキング性、及び良好な信頼性の両方を満たすことが分かった。

本発明の封止用シートの一実施形態を示す模式断面図である。 本発明の封止用シート用いて作製した半導体パッケージの一例を示す模式断面図である。 本発明の封止用シート用いて作製した半導体パッケージの他の一例を示す模式断面図である。

符号の説明

１…第１の樹脂層、２…第２の樹脂層、３…第１の樹脂層側剥離シート、４…第２の樹脂層側剥離シート、５…半導体素子、６…はんだボール、７…基板。

Claims (8)

1. 架橋性官能基を有し、ガラス転移温度が−２０℃以上２０℃以下である第１の高分子量成分を含有する第１の樹脂層と、
   熱硬化性成分、無機フィラー及び第２の高分子量成分を含有する第２の樹脂層と、
   を備え、
   前記第２の樹脂層において、前記無機フィラーの含有量が、前記第２の樹脂層全体の３０〜８０体積％であり、かつ、前記第２の高分子量成分の含有量が、前記熱硬化性成分１００重量部に対して５〜３０重量部であることを特徴とする封止用シート。
2. 前記架橋性官能基がエポキシ基である、請求項１記載の封止用シート。
3. 前記第１の高分子量成分がアクリル樹脂である、請求項１又は２記載の封止用シート。
4. 前記第１の樹脂層がエポキシ樹脂、硬化剤、フィラー及び着色剤を更に含有する、請求項１〜３のうちのいずれか一項に記載の封止用シート。
5. 前記無機フィラーがシリカフィラーである、請求項１〜４のうちのいずれか一項に記載の封止用シート。
6. 前記熱硬化性成分がエポキシ樹脂と硬化剤とを含むものである、請求項１〜５のうちのいずれか一項に記載の封止用シート。
7. 前記第２の高分子量成分の重量平均分子量が１０万〜１００万である、請求項１〜６のうちのいずれか一項に記載の封止用シート。
8. 前記第１の樹脂層における前記第２の樹脂層と反対側の面、及び、前記第２の樹脂層における前記第１の樹脂層と反対側の面の一方又は両方の面上に剥離シートを有する、請求項１〜７のうちのいずれか一項に記載の封止用シート。
   
   

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