JP2007302881A - Adhesive composition and adhesive sheet - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、接着剤組成物及び接着シートに関するものである。 The present invention relates to an adhesive composition and an adhesive sheet.
従来、配線板に半導体素子を始めとする各種電子部品を搭載した実装基板の最も重要な特性の一つとして信頼性が挙げられる。その中でも、熱疲労に対する接続信頼性は実装基板を用いた機器の信頼性に直接影響を与えるため、非常に重要な項目である。この接続信頼性を低下させる原因の一つとして、熱膨張係数の異なる各種材料を用いていることから生じる熱応力が挙げられる。 Conventionally, reliability is one of the most important characteristics of a mounting board in which various electronic components such as semiconductor elements are mounted on a wiring board. Among them, connection reliability against thermal fatigue is a very important item because it directly affects the reliability of equipment using a mounting board. One of the causes for reducing the connection reliability is thermal stress caused by using various materials having different thermal expansion coefficients.
配線板に実装される半導体素子の熱膨張係数は一般的に約４ｐｐｍ／℃と小さいのに対し、それを実装する配線板の熱膨張係数は、通常１５ｐｐｍ／℃以上と大きくなっている。そのため、実装基板が熱衝撃を受けると、半導体素子と配線板との間での熱歪みによって熱応力が発生する。 The thermal expansion coefficient of a semiconductor element mounted on a wiring board is generally as small as about 4 ppm / ° C., whereas the thermal expansion coefficient of a wiring board on which the semiconductor element is mounted is usually as large as 15 ppm / ° C. or more. Therefore, when the mounting substrate receives a thermal shock, thermal stress is generated due to thermal strain between the semiconductor element and the wiring board.
近年、半導体チップを接着して多段に積層したスタックドＭＣＰ（Ｍｕｌｔｉ Ｃｈｉｐ Ｐａｃｋａｇｅ）が普及している。このようなパッケージでの接続信頼性を左右する要素の一つとして、接着面に空隙を発生させることなく半導体チップを実装できるか否かが挙げられる。特に、配線などに起因する凹凸を表面に有する基板上に半導体チップを積層する場合、凹部における埋め込み性が重要となる。 In recent years, a stacked MCP (Multi Chip Package) in which semiconductor chips are bonded and stacked in multiple stages has become widespread. One of the factors that influence the connection reliability in such a package is whether or not a semiconductor chip can be mounted without generating a gap on the bonding surface. In particular, when a semiconductor chip is stacked on a substrate having unevenness due to wiring or the like on the surface, the embedding property in the recesses is important.
このようなパッケージは、接着層を有する接着シートを用いた以下のような方法で製造することができる。まず、接着シートを備えた半導体チップを、凹凸表面を有する半導体チップ搭載用の配線板や半導体ウエハ等の基材に接着シートを介して圧着する。その後、接着シートの加熱硬化により半導体チップと基材を接着し、更にワイヤボンディングにより半導体チップを基材に接続する。その後、さらに別の半導体チップを接着層を介して接着しながら積層して半導体チップを基材にワイヤボンディングにより接続する工程を必要に応じて繰り返して行う。これにより半導体チップが多段に積層される。そして、ワイヤボンディングにより接続する工程をすべて終了後、半導体チップを樹脂封止する。 Such a package can be manufactured by the following method using an adhesive sheet having an adhesive layer. First, a semiconductor chip provided with an adhesive sheet is pressure-bonded to a substrate such as a semiconductor chip mounting wiring board or a semiconductor wafer having an uneven surface via the adhesive sheet. Thereafter, the semiconductor chip and the base material are bonded by heat curing of the adhesive sheet, and the semiconductor chip is connected to the base material by wire bonding. Thereafter, another semiconductor chip is laminated while being bonded via an adhesive layer, and the process of connecting the semiconductor chip to the base material by wire bonding is repeated as necessary. As a result, the semiconductor chips are stacked in multiple stages. Then, after all the steps of connecting by wire bonding are completed, the semiconductor chip is sealed with resin.
最近、半導体装置の小型化や薄型化を実現するため、基材の薄型化が進んでいる。一方で、上述の熱膨張係数の差異に由来する素子の歪み（反り）を低減する観点から、基材に対して低温・低荷重での実装が強く求められている。しかしながら、従来、半導体チップを低温・低荷重で基材に圧着して実装するだけでは、基材表面の凹部（窪みや溝）に接着層を埋め込むことは困難である。 Recently, in order to reduce the size and thickness of semiconductor devices, the thickness of base materials has been reduced. On the other hand, from the viewpoint of reducing the distortion (warpage) of the element resulting from the difference in thermal expansion coefficient described above, mounting at a low temperature and a low load is strongly required for the base material. However, conventionally, it is difficult to embed an adhesive layer in a concave portion (a depression or a groove) on the surface of a base material by simply mounting the semiconductor chip by pressure bonding to the base material at a low temperature and a low load.
そこで、接着シート付き半導体チップにおける接着シートを基材の表面に熱圧着して固定し、更にその後のパッケージ封止工程で、熱及び圧力により凹部に封止材を埋め込む処理が現在の主流となっている。特許文献１に記載された接着シートは、このようなプロセスに適合し、高い接続信頼性を有する接着シートである。
Therefore, the current mainstream is a process in which the adhesive sheet in the semiconductor chip with the adhesive sheet is fixed by thermocompression bonding to the surface of the base material, and then the sealing material is embedded in the recesses by heat and pressure in the subsequent package sealing process. ing. The adhesive sheet described in
スタックドＭＣＰは、携帯電話及び携帯オーディオ機器等に搭載されるメモリパッケージとして広く用いられている。近年では、携帯電話等の多機能化に伴い、かかるパッケージの更なる高密度化及び高集積化が推し進められている。これに伴い、スタックドＭＣＰにおける半導体チップの更なる多段化及びパッケージ自体の薄型化が要望されている。ところが、半導体チップの多段化は、圧着工程及びワイヤボンディング工程など熱処理を必要とする工程を増加させ、結果として接着剤成分の熱硬化を促進する。このため、基材表面の凹部への接着層の埋め込み性が低下し、封止工程を経た後でも凹部に空隙が残りやすくなる。また、パッケージは薄型化に伴い耐荷重性が低下する傾向にある。したがって、従来よりも低温及び低荷重で基材表面の凹部に埋め込める接着シートが切望されている。 Stacked MCP is widely used as a memory package mounted on mobile phones, mobile audio devices, and the like. In recent years, with the increase in functionality of mobile phones and the like, higher density and higher integration of such packages have been promoted. Along with this, there is a demand for further multistage semiconductor chips and thinner packages in stacked MCPs. However, the increase in the number of stages of semiconductor chips increases the number of processes that require heat treatment such as a crimping process and a wire bonding process, and as a result, promotes thermosetting of the adhesive component. For this reason, the embedding property of the adhesive layer in the recesses on the surface of the substrate is lowered, and voids are likely to remain in the recesses even after the sealing process. Further, the load resistance tends to decrease as the package becomes thinner. Therefore, an adhesive sheet that can be embedded in the concave portion of the substrate surface at a lower temperature and a lower load than before has been desired.
また、チップサイズも多様化し、パッケージの高集積化を達成するために、大きなチップサイズが必要となる場合がある。この場合、封止工程では、上述のような半導体チップ内部の空隙を完全になくすことは却って困難となる。また、半導体チップ端部に空隙が残存しても、パッケージの信頼性は低下する。よって、圧着工程で凹部に接着層を埋め込み、空隙を生じさせないようにすることが望ましい。
しかしながら、上記特許文献１で提案されたものを始めとする従来の接着シートは、低温及び低荷重での半導体チップの圧着に用いた場合、基材表面の凹部に接着層を十分に埋め込むには十分とはいえず、更に改善の余地がある。
However, when the conventional adhesive sheet including the one proposed in
そこで、本発明は上記事情にかんがみてなされたものであり、基材の表面に半導体チップを圧着により搭載する際に、従来よりも低温及び低荷重での圧着によっても、基材及び半導体チップの表面における凹部に従来と同程度又はそれ以上に接着層を埋め込むことが可能な接着シート及びその接着シートを構成する接着剤組成物を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of the above circumstances, and when the semiconductor chip is mounted on the surface of the base material by pressure bonding, the base material and the semiconductor chip are also bonded by pressure bonding at a lower temperature and lower load than before. It is an object of the present invention to provide an adhesive sheet in which an adhesive layer can be embedded in the concave portion on the surface as much as or more than the conventional one and an adhesive composition constituting the adhesive sheet.
上記目的を達成する本発明は、（ａ）エポキシ樹脂と下記一般式（１）又は（２）で表される構造単位を有するフェノール樹脂との混合物１００質量部と、（ｂ）重量平均分子量が１０万〜１２０万、かつＴｇが−５０〜＋５０℃であって、分子内に架橋性官能基を有する高分子量成分（ただし、前記（ａ）成分を除く。）１５〜４０質量部と、（ｃ）無機フィラー４０〜１８０質量部とを含有する接着剤組成物を提供する。 The present invention that achieves the above object is characterized in that (a) 100 parts by mass of a mixture of an epoxy resin and a phenol resin having a structural unit represented by the following general formula (1) or (2), and (b) a weight average molecular weight is 100,000 to 1,200,000 and a Tg of −50 to + 50 ° C. and a high molecular weight component having a crosslinkable functional group in the molecule (however, excluding the component (a)) c) An adhesive composition containing 40 to 180 parts by mass of an inorganic filler is provided.
ここで、式（１）中、Ｒ１は、直鎖状、分岐状若しくは環状のアルキル基、アラルキル基、アルケニル基、水酸基、アリール基又はハロゲン原子を示し、ｋは０〜３の整数を示す。式（２）中、Ｒ２及びＲ３は、それぞれ独立に、水素原子又は炭素数１〜５の直鎖状、分岐状若しくは環状のアルキル基を示し、Ｒ４は、直鎖状、分岐状若しくは環状のアルキル基、アラルキル基、アルケニル基、水酸基、アリール基又はハロゲン原子を示し、ｎは０〜４の整数を示す。 In the formula (1), R 1 represents a linear, branched or cyclic alkyl group, aralkyl group, alkenyl group, hydroxyl group, aryl group or halogen atom, and k represents an integer of 0 to 3. . In formula (2), R 2 and R 3 each independently represent a hydrogen atom or a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and R 4 is linear or branched. Alternatively, it represents a cyclic alkyl group, an aralkyl group, an alkenyl group, a hydroxyl group, an aryl group or a halogen atom, and n represents an integer of 0 to 4.
この本発明の接着剤組成物は、基材の表面に半導体チップを圧着により搭載する際に、従来よりも低温及び低荷重での圧着によっても、基材及び半導体チップの表面における凹部に従来と同程度又はそれ以上に接着層を埋め込むことが可能な接着シートを形成できる。これは、本発明の接着剤組成物が、従来よりも低粘度であることに起因する。 The adhesive composition according to the present invention can be applied to the recesses on the surface of the base material and the semiconductor chip even when the semiconductor chip is mounted on the surface of the base material by pressure bonding. An adhesive sheet in which the adhesive layer can be embedded at the same level or higher can be formed. This is due to the fact that the adhesive composition of the present invention has a lower viscosity than before.
本発明は、熱硬化性であって、硬化前の８０℃における溶融粘度が８００Ｐａ・ｓ〜４００００Ｐａ・ｓ、特定の基材への接着強度が３ＭＰａ以上、かつ厚みが５〜２５０μｍである接着層を備える接着シートを提供する。 The present invention is an adhesive layer that is thermosetting, has a melt viscosity at 80 ° C. before curing of 800 Pa · s to 40000 Pa · s, an adhesive strength to a specific substrate of 3 MPa or more, and a thickness of 5 to 250 μm. An adhesive sheet is provided.
ここで、溶融粘度は平行板プラストメーター法により測定される。また、特定の基材への接着強度は下記のようにして測定される。すなわち、まず、厚さ４００μｍのシリコンウエハに６０℃で接着層を貼り付ける。次いで、その接着層とシリコンウエハとの積層体に対して、大気中１００℃で１時間、１１０℃で１時間、１２０℃で１時間、及び１７０℃で１時間の順にステップキュアを施し、接着層を熱硬化させる。さらに、その積層体を８５℃、６０ＲＨ％の環境下に１６８時間静置した後、２６５℃でのダイシェア強度を測定し、これを「特定の基材への接着強度」とする。 Here, the melt viscosity is measured by a parallel plate plastometer method. Moreover, the adhesive strength to a specific base material is measured as follows. That is, first, an adhesive layer is attached to a silicon wafer having a thickness of 400 μm at 60 ° C. Next, step cure is applied to the laminate of the adhesive layer and the silicon wafer in the order of 100 ° C. for 1 hour, 110 ° C. for 1 hour, 120 ° C. for 1 hour, and 170 ° C. for 1 hour. Heat cure the layer. Further, the laminate was allowed to stand in an environment of 85 ° C. and 60 RH% for 168 hours, and then the die shear strength at 265 ° C. was measured, and this was defined as “adhesive strength to a specific substrate”.
かかる本発明の接着シートは、接着層の硬化前の溶融粘度が上述の数値範囲内にあり、かつ、その厚みが５〜２５０μｍであることにより、例えば１１０℃、０．００１ＭＰａ程度の低温、低荷重の圧着によっても、基材の表面における凹部に接着層をより十分に埋め込むことができる。 Such an adhesive sheet of the present invention has a melt viscosity before curing of the adhesive layer in the above-mentioned numerical range and a thickness of 5 to 250 μm, for example, 110 ° C., low temperature of about 0.001 MPa, low The adhesive layer can be more sufficiently embedded in the concave portion on the surface of the base material by pressing the load.
また、この接着シートは、特定の基材との接着強度を上記数値範囲内に収めているため、空隙の埋め込み性に加えて、接着性にも十分優れたものとなる。 Further, since the adhesive sheet has an adhesive strength with a specific base material within the above numerical range, the adhesive sheet is sufficiently excellent in adhesiveness in addition to the gap embedding property.
本発明は、（ａ）必須成分として重量平均分子量８００以上のエポキシ樹脂及び融点４０℃以上のエポキシ樹脂を含み、かつ、任意成分としてフェノール樹脂を含む熱硬化性成分であって、熱硬化性成分の総量に対して重量平均分子量が８００以上のエポキシ樹脂、融点が４０℃以上のエポキシ樹脂及びフェノール樹脂を合計で５０〜７０質量％含む前記熱硬化性成分１００質量部と、（ｂ）重量平均分子量が１０万〜１２０万、かつＴｇが−５０〜＋５０℃であって、分子内に架橋性官能基を有する高分子量成分（ただし、上記（ａ）成分を除く。）１５〜４０質量部と、（ｃ）無機フィラー４０〜１８０質量部とを含有する接着剤組成物をシート状に成形した接着層を備える接着シートを提供する。 The present invention is a thermosetting component comprising (a) an epoxy resin having a weight average molecular weight of 800 or more and an epoxy resin having a melting point of 40 ° C. or more as essential components, and a phenol resin as an optional component, 100 parts by mass of the thermosetting component containing 50 to 70% by mass in total of an epoxy resin having a weight average molecular weight of 800 or more, an epoxy resin having a melting point of 40 ° C. or more, and a phenol resin with respect to the total amount of (b), 15 to 40 parts by mass of a molecular weight component having a molecular weight of 100,000 to 1,200,000 and a Tg of −50 to + 50 ° C. and having a crosslinkable functional group in the molecule (excluding the component (a) above) (C) An adhesive sheet provided with the contact bonding layer which shape | molded the adhesive composition containing 40-180 mass parts of inorganic fillers in the sheet form is provided.
この本発明の接着シートは、基材の表面に半導体チップを圧着により搭載する際に、従来よりも低温及び低荷重での圧着によっても、基材及び半導体チップの表面における凹部に従来と同程度又はそれ以上に接着層を埋め込むことが可能な接着シートとなる。これは、本発明の接着剤組成物が、従来よりも低粘度であることに起因する。 When the semiconductor chip is mounted on the surface of the base material by pressure bonding, the adhesive sheet of the present invention can be applied to the recesses on the surface of the base material and the semiconductor chip as much as in the past even by pressure bonding at a lower temperature and lower load than in the past. Or it becomes an adhesive sheet which can embed an adhesive layer in more than that. This is due to the fact that the adhesive composition of the present invention has a lower viscosity than before.
上記接着剤組成物は１５０℃以上の温度で重合するモノマーを含有し、そのモノマーがエポキシ樹脂ではないことが好適である。これにより、接着層の粘度の経時変化を更に抑制して、そのフィルム特性をより長く一定に維持させることができる。また、１５０℃以上での加熱により重合して高分子化するため、硬化による接着後の耐熱性及び耐湿性に大きな影響を及ぼさない。 It is preferable that the adhesive composition contains a monomer that polymerizes at a temperature of 150 ° C. or higher, and that the monomer is not an epoxy resin. Thereby, the time-dependent change of the viscosity of the adhesive layer can be further suppressed, and the film characteristics can be maintained longer and constant. Moreover, since it superposes | polymerizes and polymerizes by heating at 150 degreeC or more, it does not have big influence on the heat resistance and moisture resistance after adhesion | attachment by hardening.
上述の接着剤組成物は重量平均分子量が互いに異なる２種類又は３種類の高分子量成分を含有することが好ましい。接着剤組成物がこのような高分子量成分を含有することにより、接着層がより一層高い接着力を有する。その結果、接着層は、低粘度で埋め込み性が更に高く、かつ、硬化後の耐熱性及び耐湿性に優れたものとなる。 The above-mentioned adhesive composition preferably contains two or three kinds of high molecular weight components having different weight average molecular weights. When the adhesive composition contains such a high molecular weight component, the adhesive layer has an even higher adhesive force. As a result, the adhesive layer has a low viscosity, a higher embedding property, and excellent heat resistance and moisture resistance after curing.
上記接着剤組成物は平均粒径が互いに異なる２種類又は３種類の無機フィラーを含有すると好ましい。これにより、接着層が一層高い接着力を示すと共に、より良好なフィルム成形性を得ることができる。 The adhesive composition preferably contains two or three inorganic fillers having different average particle sizes. Thereby, while an adhesive layer shows much higher adhesive force, more favorable film moldability can be obtained.
本発明は、８０℃での圧着により基材表面への埋め込みが可能な接着層を備える接着シートを提供する。このような接着シートは、例えば、上述の接着シートであればよい。 The present invention provides an adhesive sheet comprising an adhesive layer that can be embedded in the surface of a substrate by pressure bonding at 80 ° C. Such an adhesive sheet should just be the above-mentioned adhesive sheet, for example.
本発明によれば、基材の表面に半導体チップを圧着により搭載する際に、従来よりも低温及び低荷重での圧着によっても、基材及び半導体チップの表面における凹部に従来と同程度又はそれ以上に接着層を埋め込むことが可能な接着シート及びその接着シートを構成する接着剤組成物を提供することができる。 According to the present invention, when the semiconductor chip is mounted on the surface of the base material by pressure bonding, the concave portion on the surface of the base material and the semiconductor chip is equal to or higher than that in the past even by pressure bonding at a lower temperature and lower load than in the past. As described above, an adhesive sheet in which an adhesive layer can be embedded and an adhesive composition constituting the adhesive sheet can be provided.
以下、必要に応じて図面を参照しつつ、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面中、同一要素には同一符号を付すこととし、重複する説明は省略する。また、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。更に、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。また、本明細書における「（メタ）アクリル酸」とは「アクリル酸」及びそれに対応する「メタクリル酸」を意味し、「（メタ）アクリレート」とは「アクリレート」及びそれに対応する「メタクリレート」を意味する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as necessary. In the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. Further, the positional relationship such as up, down, left and right is based on the positional relationship shown in the drawings unless otherwise specified. Further, the dimensional ratios in the drawings are not limited to the illustrated ratios. In the present specification, “(meth) acrylic acid” means “acrylic acid” and “methacrylic acid” corresponding thereto, and “(meth) acrylate” means “acrylate” and “methacrylate” corresponding thereto. means.
図１は、本発明の好適な実施形態に係る接着シートを示す模式断面図である。この接着シート１０は、支持フィルム（基材フィルム）１と、その表面上に形成された接着層２とを備える。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an adhesive sheet according to a preferred embodiment of the present invention. The
接着層２は、（ａ）熱硬化性成分と、（ｂ）高分子量成分と、（ｃ）フィラーとを含有する接着剤組成物をシート状に成形したものである。
The
（ａ）熱硬化性成分は、半導体チップを実装する場合に要求される耐熱性及び耐湿性を接着層に付与するためには、エポキシ樹脂及びその硬化剤を主成分とすることが好ましい。 The (a) thermosetting component preferably contains an epoxy resin and its curing agent as main components in order to impart heat resistance and moisture resistance required for mounting a semiconductor chip to the adhesive layer.
エポキシ樹脂は、硬化して接着作用を奏するものであれば特に限定されない。具体的には、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ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。エポキシ樹脂は１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いられる。 The epoxy resin is not particularly limited as long as it cures and exhibits an adhesive action. Specifically, bifunctional epoxy resins such as bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin and bisphenol S type epoxy resin, and novolak type epoxy resins such as phenol novolac type epoxy resin and cresol novolac type epoxy resin are used. be able to. Moreover, what is generally known, such as a polyfunctional epoxy resin, a glycidyl amine type epoxy resin, a heterocyclic ring-containing epoxy resin, or an alicyclic epoxy resin, can be applied. An epoxy resin is used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.
特に硬化前（Ｂステージ状態）での接着層の可撓性を高くすることができる点で、エポキシ樹脂の重量平均分子量は１０００以下であることが好ましく、５００以下であることがより好ましい。また、接着力を更に向上させる観点から、エポキシ樹脂の重量平均分子量は、８００以上であることが好ましい。さらには、Ｂステージ状態での可撓性に優れる重量平均分子量５００以下のビスフェノールＡ型又はビスフェノールＦ型エポキシ樹脂５０〜９０質量部と、硬化物の耐熱性に優れる重量平均分子量が８００〜３０００の多官能エポキシ樹脂１０〜５０質量部とを併用することが好ましい。 In particular, the weight average molecular weight of the epoxy resin is preferably 1000 or less, and more preferably 500 or less, in that the flexibility of the adhesive layer before curing (B stage state) can be increased. Further, from the viewpoint of further improving the adhesive force, the weight average molecular weight of the epoxy resin is preferably 800 or more. Furthermore, 50 to 90 parts by mass of a bisphenol A type or bisphenol F type epoxy resin having a weight average molecular weight of 500 or less, which is excellent in flexibility in the B stage state, and a weight average molecular weight which is excellent in heat resistance of the cured product is 800 to 3000. It is preferable to use together 10-50 mass parts of polyfunctional epoxy resins.
また、熱硬化性成分は、融点が４０℃以上のエポキシ樹脂を含有することが好ましい。特に、エポキシ樹脂の重量平均分子量が８００以上である場合、そのエポキシ樹脂の融点が４０℃以上であるか、あるいは、そのエポキシ樹脂とは別の融点が４０℃以上のエポキシ樹脂を併用することが好ましい。融点が４０℃以上のエポキシ樹脂を用いることにより、融点が４０℃以上のエポキシ樹脂を用いない場合と比較して、室温での接着層のタック強度が低減する傾向にある。これにより、実装基板作製プロセスにおける作業性が向上する傾向にある。 Moreover, it is preferable that a thermosetting component contains the epoxy resin whose melting | fusing point is 40 degreeC or more. In particular, when the weight average molecular weight of the epoxy resin is 800 or more, the melting point of the epoxy resin is 40 ° C. or higher, or an epoxy resin having a melting point different from the epoxy resin of 40 ° C. or higher may be used in combination. preferable. By using an epoxy resin having a melting point of 40 ° C. or higher, the tack strength of the adhesive layer at room temperature tends to be lower than when an epoxy resin having a melting point of 40 ° C. or higher is not used. Thereby, the workability in the mounting substrate manufacturing process tends to be improved.
融点が４０℃以上のエポキシ樹脂の熱硬化性成分中での含有割合は、熱硬化性成分がエポキシ樹脂及び後述の上記一般式（１）又は（２）で表される構造単位を有するフェノール樹脂を含む場合、それらの合計量１００質量部に対して、５０質量部以下であると好ましい。これにより、８０℃での溶融粘度が４００００Ｐａ・ｓ以下である接着剤組成物を一層容易に得ることができる。
The content of the epoxy resin having a melting point of 40 ° C. or higher in the thermosetting component is such that the thermosetting component has an epoxy resin and a structural unit represented by the general formula (1) or (2) described later. When it contains, it is preferable in it being 50 mass parts or less with respect to those
かかるエポキシ樹脂は、市販のものを入手可能であり、常法により合成することもできる。重量平均分子量が８００以上のエポキシ樹脂としては、例えば、ＹＤＣＮ−７００−１０（東都化成社製、商品名）が挙げられる。また、融点が４０℃以上のエポキシ樹脂としては、例えば、ＹＳＬＶ−８０ＸＹ、ＹＤＣＮ−７００−１０（以上東都化成社製、商品名）が挙げられる。 Such an epoxy resin is commercially available and can be synthesized by a conventional method. Examples of the epoxy resin having a weight average molecular weight of 800 or more include YDCN-700-10 (trade name, manufactured by Tohto Kasei Co., Ltd.). Moreover, as an epoxy resin whose melting | fusing point is 40 degreeC or more, YSLV-80XY, YDCN-700-10 (above Toto Kasei company make, brand name) is mentioned, for example.
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。例えば、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る。これらは１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いられる。 As the curing agent for the epoxy resin, a known curing agent that is usually used can be used. For example, bisphenols having two or more phenolic hydroxyl groups in one molecule such as amines, polyamides, acid anhydrides, polysulfides, boron trifluoride, bisphenol A, bisphenol F, and bisphenol S, phenol novolac resins, bisphenol A Examples thereof include phenolic resins such as novolak resin and cresol novolak resin. These are used singly or in combination of two or more.
これらの中で、上記一般式（１）又は（２）で表される構造単位を有するフェノール樹脂は、本発明の目的をより効果的かつ確実に達成することができるので、硬化剤として好適である。ここで、上記式（１）及び（２）で表される構造単位の繰り返し数は、１分子当たり１〜５０であると好ましい。 Among these, the phenol resin having the structural unit represented by the general formula (1) or (2) can achieve the object of the present invention more effectively and reliably, and thus is suitable as a curing agent. is there. Here, the number of repeating structural units represented by the above formulas (1) and (2) is preferably 1 to 50 per molecule.
上述の埋め込み性向上の効果をより確実かつ有効に奏する観点から、式（１）、（２）中、Ｒ１及びＲ４はそれぞれ独立に、炭素数１〜５の直鎖状、分岐状若しくは環状のアルキル基であると好ましく、炭素数１〜３の直鎖状又は分岐状のアルキル基であるとより好ましく、水素原子であると更に好ましい。また、同様の観点から、式（２）中、Ｒ２及びＲ３は、それぞれ独立に、水素原子又は炭素数１〜３の直鎖状又は分岐状のアルキル基であると好ましく、水素原子又はメチル基であるとより好ましい。 From the viewpoint of more surely and effectively achieving the effect of improving the embedding property described above, in formulas (1) and (2), R 1 and R 4 are each independently a straight-chain, branched or It is preferably a cyclic alkyl group, more preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and even more preferably a hydrogen atom. From the same viewpoint, in formula (2), R 2 and R 3 are each independently preferably a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, A methyl group is more preferred.
このようなフェノール樹脂の中でも、８５℃、８５％ＲＨの恒温恒湿槽内に４８時間放置された後の吸水率が、恒温恒湿槽内で放置される前に対して２質量％以下であるフェノール樹脂が好ましい。それに加えて、熱重量分析計（ＴＧＡ）において、窒素雰囲気中、室温から３５０℃まで５℃／ｍｉｎで昇温した際の質量減少率が５質量％未満であると更に好ましい。 Among such phenolic resins, the water absorption after being left in a constant temperature and humidity chamber at 85 ° C. and 85% RH for 48 hours is 2% by mass or less compared with that before being left in the constant temperature and humidity chamber. Certain phenolic resins are preferred. In addition, in the thermogravimetric analyzer (TGA), it is more preferable that the mass reduction rate when the temperature is increased from room temperature to 350 ° C. at 5 ° C./min in a nitrogen atmosphere is less than 5% by mass.
かかるフェノール樹脂は、市販のものを入手可能であり、常法により合成することもできる。市販の上記フェノール樹脂としては、例えば、ミレックスＸＬＣシリーズ及びミレックスＸＬシリーズ（以上、三井化学社製、商品名）、並びに、フェノライトＬＦシリーズ（大日本インキ社製、商品名）が挙げられる。 Such a phenol resin is commercially available and can be synthesized by a conventional method. Examples of the commercially available phenolic resin include the Milex XLC series and the Milex XL series (above, Mitsui Chemicals, trade name), and the Phenolite LF series (Dainippon Ink, trade name).
熱硬化性成分は、重量平均分子量が８００以上のエポキシ樹脂、融点が４０℃以上のエポキシ樹脂、及び必要に応じてフェノール樹脂を含有する場合、それらの合計の含有割合は熱硬化性成分の全体量に対して５０〜７０質量％であると好ましく、６０〜７０質量％であるとより好ましい。この含有割合が５０質量％を下回ると、５０〜７０質量％である場合と比較して、タック強度の上昇により実装基板の作製プロセスにおける作業性の低下を招く傾向にある。また、この含有割合が７０質量％を超えると、５０〜７０質量％である場合と比較して、粘度の上昇により、基板の凹部への埋め込み性が低下する傾向にある。 When the thermosetting component contains an epoxy resin having a weight average molecular weight of 800 or more, an epoxy resin having a melting point of 40 ° C. or more, and if necessary, a phenol resin, the total content thereof is the entire thermosetting component It is preferable in it being 50-70 mass% with respect to quantity, and it is more preferable in it being 60-70 mass%. When this content ratio is less than 50% by mass, compared to the case of 50 to 70% by mass, the workability in the manufacturing process of the mounting substrate tends to be lowered due to the increase in tack strength. Moreover, when this content rate exceeds 70 mass%, compared with the case where it is 50-70 mass%, it exists in the tendency for the embedding property to the recessed part of a board | substrate to fall by the raise of a viscosity.
熱硬化性成分がエポキシ樹脂とフェノール樹脂とを併せて含有する場合、それらの配合比は、（エポキシ当量／水酸基当量）で、０．７０／０．３０〜０．３０／０．７０であると好ましく、０．６５／０．３５〜０．３５／０．６５であるとより好ましく、０．６０／０．４０〜０．４０／０．６０であると更に好ましく、０．６０／０．４０〜０．５０／０．５０であると特に好ましい。ここで（エポキシ当量／水酸基当量）は、フェノール樹脂における水酸基当量に対する、エポキシ樹脂におけるエポキシ当量の比を示す。この配合比が上記範囲外となると、０．７０／０．３０〜０．３０／０．７０である場合と比較して、接着層の硬化性が低下したり、未硬化の状態での接着層の粘度が高くなったり、流動性が低下したりする傾向にある。 When the thermosetting component contains both an epoxy resin and a phenol resin, the blending ratio thereof is (epoxy equivalent / hydroxyl equivalent) and is 0.70 / 0.30 to 0.30 / 0.70. And preferably 0.65 / 0.35 to 0.35 / 0.65, more preferably 0.60 / 0.40 to 0.40 / 0.60, and 0.60 / 0. .40 to 0.50 / 0.50 is particularly preferable. Here, (epoxy equivalent / hydroxyl equivalent) indicates the ratio of the epoxy equivalent in the epoxy resin to the hydroxyl equivalent in the phenol resin. When this blending ratio is out of the above range, the curability of the adhesive layer is lowered or the adhesive is uncured as compared with 0.70 / 0.30 to 0.30 / 0.70. There is a tendency for the viscosity of the layer to increase and the fluidity to decrease.
（ｂ）高分子量成分は、重量平均分子量が１０万〜１２０万、かつＴｇが−５０〜＋５０℃であって、分子内に架橋性官能基を有するものである。ただし、上述の（ａ）成分に該当するものは除かれる。 (B) The high molecular weight component has a weight average molecular weight of 100,000 to 1,200,000, Tg of −50 to + 50 ° C., and has a crosslinkable functional group in the molecule. However, those corresponding to the above component (a) are excluded.
高分子量成分は、エポキシ基、アルコール性又はフェノール性水酸基、カルボキシル基等の架橋性官能基を有することが好ましい。架橋性官能基を有する高分子量成分としては、（メタ）アクリル共重合体（（メタ）アクリル樹脂）、ポリイミド樹脂、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等が挙げられる。これらの中でも、（メタ）アクリル基を有するモノマーを重合して得られる（メタ）アクリル共重合体が好ましい。これらは１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いられる。 The high molecular weight component preferably has a crosslinkable functional group such as an epoxy group, an alcoholic or phenolic hydroxyl group, or a carboxyl group. Examples of the high molecular weight component having a crosslinkable functional group include (meth) acrylic copolymer ((meth) acrylic resin), polyimide resin, urethane resin, polyphenylene ether resin, polyetherimide resin, phenoxy resin, and modified polyphenylene ether resin. Is mentioned. Among these, a (meth) acrylic copolymer obtained by polymerizing a monomer having a (meth) acrylic group is preferable. These are used singly or in combination of two or more.
（メタ）アクリル共重合体としては、（メタ）アクリル酸エステル共重合体、アクリルゴムなど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。 As the (meth) acrylic copolymer, a (meth) acrylic acid ester copolymer, acrylic rubber or the like can be used, and acrylic rubber is more preferable. Acrylic rubber is a rubber mainly composed of an acrylate ester and mainly composed of a copolymer such as butyl acrylate and acrylonitrile, a copolymer such as ethyl acrylate and acrylonitrile, or the like.
（メタ）アクリル共重合体は、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などの、エポキシ基を有するアクリルモノマーをモノマー単位として有することが好ましい。すなわち、（メタ）アクリル共重合体（好ましくはアクリルゴム）はエポキシ基を有することが好ましい。 The (meth) acrylic copolymer preferably has an acrylic monomer having an epoxy group such as glycidyl acrylate or glycidyl methacrylate as a monomer unit. That is, the (meth) acrylic copolymer (preferably acrylic rubber) preferably has an epoxy group.
高分子量成分の重量平均分子量は、好ましくは１０万以上１００万以下である。この分子量が１０万未満であると接着層の硬化後の耐熱性及び接着力が低下する傾向があり、分子量が１２０万を超えると接着層の流動性が低下する傾向がある。なお、上記重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー法（ＧＰＣ）で標準ポリスチレンによる検量線を用いたポリスチレン換算値である。 The weight average molecular weight of the high molecular weight component is preferably 100,000 or more and 1,000,000 or less. If the molecular weight is less than 100,000, the heat resistance and adhesive strength after curing of the adhesive layer tend to decrease, and if the molecular weight exceeds 1.2 million, the fluidity of the adhesive layer tends to decrease. In addition, the said weight average molecular weight is a polystyrene conversion value using the calibration curve by a standard polystyrene by the gel permeation chromatography method (GPC).
また、高分子量成分は重量平均分子量が互いに異なる２種類又は３種類のものを併せて用いることが好ましい。さらに、１０万〜３０万の重量平均分子量を有する１種類以上の高分子量成分と、互いに異なる５０万以上の重量平均分子量を有する２種類又は３種類の高分子量成分とを併せて用いることがより好ましい。これらにより、一層高い接着強度を有する接着層が得られる。この接着層は、粘度が低くても、硬化後の耐熱性及び耐湿性により優れたものとなる In addition, it is preferable to use two or three types of high molecular weight components having different weight average molecular weights. Furthermore, it is more preferable to use in combination one or more high molecular weight components having a weight average molecular weight of 100,000 to 300,000 and two or three high molecular weight components having a weight average molecular weight of 500,000 or more different from each other. preferable. As a result, an adhesive layer having higher adhesive strength can be obtained. This adhesive layer is excellent in heat resistance and moisture resistance after curing even if the viscosity is low.
なお、高分子量成分が２種類以上接着剤組成物に含まれる場合、それらは別個に重合して得られるものである。 In addition, when two or more types of high molecular weight components are contained in the adhesive composition, they are obtained by polymerizing separately.
高分子量成分のガラス転移温度（Ｔｇ）は−５０〜＋５０℃であることが好ましい。Ｔｇが−５０℃未満であると、−５０〜＋５０℃の範囲内にある場合と対比して、接着層の柔軟性が高くなりすぎる傾向にある。これにより、ウエハダイシング時に接着層を切断し難くなり、その結果バリが発生してダイシング性が低下する傾向にある。またＴｇが＋５０℃を超えると、−５０〜＋５０℃の範囲内にある場合と対比して、接着層の柔軟性が低下する傾向にある。 The glass transition temperature (Tg) of the high molecular weight component is preferably −50 to + 50 ° C. When Tg is less than −50 ° C., the flexibility of the adhesive layer tends to be too high as compared with the case where it is in the range of −50 to + 50 ° C. This makes it difficult to cut the adhesive layer during wafer dicing, and as a result, burrs are generated and the dicing property tends to be reduced. Moreover, when Tg exceeds + 50 ° C., the flexibility of the adhesive layer tends to be reduced as compared with the case where it is in the range of −50 to + 50 ° C.
高分子量成分は、ガラス転移温度（Ｔｇ）が−２０℃〜＋４０℃で重量平均分子量が１０万〜９０万であることが好ましく、Ｔｇが−１０℃〜＋４０℃で重量分子量が２０万〜８５万であることがより好ましい。これにより、特に、半導体ウエハダイシング時に接着シートの切断が一層容易になり、切断の際に樹脂くずが更に発生し難くなり、また、耐熱性がより高くなる。 The high molecular weight component preferably has a glass transition temperature (Tg) of −20 ° C. to + 40 ° C. and a weight average molecular weight of 100,000 to 900,000, and a Tg of −10 ° C. to + 40 ° C. and a weight molecular weight of 200,000 to 85. More preferably, it is 10,000. This makes it easier to cut the adhesive sheet, particularly during semiconductor wafer dicing, makes it less likely to generate resin waste during cutting, and increases heat resistance.
高分子量成分の好適な例としては、グリシジル（メタ）アクリレート等の官能基を有するモノマーを含有するモノマー群を重合して得られる、重量平均分子量が１０万〜１２０万であるエポキシ基含有（メタ）アクリル共重合体が挙げられる。 As a suitable example of the high molecular weight component, an epoxy group-containing (meta) group having a weight average molecular weight of 100,000 to 1,200,000 obtained by polymerizing a monomer group containing a monomer having a functional group such as glycidyl (meth) acrylate. ) Acrylic copolymer.
（ｃ）フィラーは固体粒子であり、Ｂステージ状態における接着シートのダイシング性の向上、接着シートの取り扱い性の向上、熱伝導性の向上、溶融粘度の調整、チクソトロピック性の付与、接着力の向上などを目的として接着剤組成物に配合される。かかる観点から、フィラーは無機フィラーであると好ましい。 (C) The filler is solid particles, and the dicing property of the adhesive sheet in the B-stage state is improved, the handling property of the adhesive sheet is improved, the thermal conductivity is improved, the melt viscosity is adjusted, the thixotropic property is imparted, and the adhesive strength is increased. It mix | blends with the adhesive composition for the purpose of improvement. From this viewpoint, the filler is preferably an inorganic filler.
無機フィラーは固体粒子状の無機化合物であれば特に限定されない。無機フィラーの材質の具体例としては、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、アルミナ、窒化アルミニウム、ほう酸アルミウイスカ、窒化ホウ素、結晶性シリカ、非晶性シリカ、アンチモン酸化物などが挙げられる。無機フィラーは１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いられる。 The inorganic filler is not particularly limited as long as it is a solid particulate inorganic compound. Specific examples of the material of the inorganic filler include, for example, aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, calcium carbonate, magnesium carbonate, calcium silicate, magnesium silicate, calcium oxide, magnesium oxide, alumina, aluminum nitride, aluminum borate whisker, and nitride. Examples thereof include boron, crystalline silica, amorphous silica, and antimony oxide. An inorganic filler is used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.
熱伝導性向上のためには、無機フィラーの材質が、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、結晶性シリカ又は非晶性シリカであると好ましい。溶融粘度の調整やチクソトロピック性の付与の目的には、無機フィラーが、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、アルミナ、結晶性シリカ又は非晶性シリカであると好ましい。また、ダイシング性を向上させるために、無機フィラーはアルミナ又はシリカであると好ましい。 In order to improve thermal conductivity, the material of the inorganic filler is preferably alumina, aluminum nitride, boron nitride, crystalline silica, or amorphous silica. For the purpose of adjusting melt viscosity and imparting thixotropic properties, the inorganic filler is aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, calcium carbonate, magnesium carbonate, calcium silicate, magnesium silicate, calcium oxide, magnesium oxide, alumina, crystal It is preferable that it is a crystalline silica or an amorphous silica. In order to improve dicing properties, the inorganic filler is preferably alumina or silica.
無機フィラーは、平均粒径が互いに異なる２種類又は３種類の無機フィラーであると好ましい。これにより、接着力が更に高まると共に、一層良好なフィルム成形性を示す接着剤組成物が得られる。 The inorganic filler is preferably two or three types of inorganic fillers having different average particle sizes. Thereby, while further improving adhesive force, the adhesive composition which shows much better film moldability is obtained.
無機フィラーの平均粒径は、０．００５〜２．０μｍであると好ましい。平均粒径がこの範囲外であると、この範囲内にある場合と比較して接着層の接着力が低下する傾向にある。更に高い接着力を得ると共に良好な成膜性を達成する観点から、この平均粒径は０．００５〜１．５μｍであるとより好ましく、０．００５〜１．０μｍであると更に好ましい。 The average particle size of the inorganic filler is preferably 0.005 to 2.0 μm. When the average particle size is outside this range, the adhesive force of the adhesive layer tends to be lower than when the average particle size is within this range. From the viewpoint of obtaining higher adhesive strength and achieving good film formability, the average particle size is more preferably 0.005 to 1.5 μm, and further preferably 0.005 to 1.0 μm.
接着剤組成物において、上記熱硬化性成分、高分子量成分及びフィラーの合計の含有割合は、接着剤組成物の全量に対して９５〜１００質量％であると好ましく、９７〜１００質量％であるとより好ましい。上述の各成分の含有割合がこの数値範囲内にあると、接着剤組成物としてより十分有効に機能することができる。 In the adhesive composition, the total content of the thermosetting component, the high molecular weight component and the filler is preferably 95 to 100% by mass, and 97 to 100% by mass with respect to the total amount of the adhesive composition. And more preferred. When the content ratio of each of the above components is within this numerical range, it can function more effectively as an adhesive composition.
高分子量成分の含有割合は、熱硬化性成分１００質量部に対して、１５〜４０質量部であると好ましく、１５〜３０質量部であるとより好ましく、２０〜３０質量部であると更に好ましい。この含有割合が上記数値範囲内にあることで、１５質量部を下回る場合と比較して、フィルム成形性に優れるという効果を奏する。また、この含有割合が上記数値範囲内にあることで、４０質量部を超える場合と比較して、接着剤組成物の更なる低粘度化が実現できるという効果を奏する。 The content of the high molecular weight component is preferably 15 to 40 parts by mass, more preferably 15 to 30 parts by mass, and still more preferably 20 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the thermosetting component. . When this content ratio is within the above numerical range, the film formability is excellent as compared with the case where the content ratio is less than 15 parts by mass. Moreover, when this content rate exists in the said numerical range, compared with the case where it exceeds 40 mass parts, there exists an effect that the further viscosity reduction of an adhesive composition is realizable.
フィラーの含有割合は、熱硬化性成分１００質量部に対して、４０〜１８０質量部であると好ましく、６０〜１２０質量部であるとより好ましい。この含有割合が上記数値範囲内にあることで、４０質量部を下回る場合と比較して、ダイシング時に樹脂のバリの発生をより抑制し、ダイシング性が向上すると共に接着力が高まり、ワイヤボンディング性が良好になるという効果を奏する。また、この含有割合が上記数値範囲内にあることで、１８０質量部を超える場合と比較して、未硬化の状態での流動性が高くなり、フィルム成形性が更に優れたものとなるという効果を奏する。さらに、フィラーの含有割合を上記数値範囲内に収めることにより、接着層が硬化した後の１７０℃における貯蔵弾性率を２０〜１０００ＭＰａに調整しやすくなる。 The content of the filler is preferably 40 to 180 parts by mass and more preferably 60 to 120 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the thermosetting component. When this content ratio is within the above numerical range, compared to the case where the content is less than 40 parts by mass, the occurrence of resin burrs is further suppressed during dicing, and the dicing property is improved and the adhesive force is increased, so that the wire bonding property is increased. Has the effect of improving. In addition, when the content ratio is in the above numerical range, the fluidity in an uncured state is increased and the film formability is further improved as compared with the case where the content ratio exceeds 180 parts by mass. Play. Furthermore, it becomes easy to adjust the storage elastic modulus in 170 degreeC after the contact bonding layer hardens | cures by adjusting the content rate of a filler in the said numerical range to 20-1000 MPa.
本実施形態の接着剤組成物は、１５０℃以上の温度で重合するモノマーを含有してもよく、そのモノマーがエポキシ樹脂以外のモノマーであると好ましい。これにより、接着剤組成物を接着層２のようなフィルム形状にして用いた場合、接着層２の粘度の経時変化を一層抑制することができ、フィルム特性をより長く維持することができる。一方で、接着層２を１５０℃以上に加熱して、このモノマーを高分子量化させて硬化することで、硬化後の接着層２の耐熱性及び耐湿性を高い状態で保持することができる。なお、ここでの「モノマー」は、重合可能な化合物を意味する。
The adhesive composition of the present embodiment may contain a monomer that polymerizes at a temperature of 150 ° C. or higher, and the monomer is preferably a monomer other than an epoxy resin. As a result, when the adhesive composition is used in the form of a film such as the
このようなモノマーとしては、例えば、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート及びジペンタエリスリトールヘキサアクリレート（ＤＰＨＡ）等の多官能（メタ）アクリレートモノマーなどが挙げられる。その中でも、ＤＰＨＡが好ましい。１５０℃以上の温度で重合するモノマーは１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いられる。 Examples of such monomers include polyfunctional (meth) acrylate monomers such as ditrimethylolpropane tetraacrylate, pentaerythritol tetraacrylate, and dipentaerythritol hexaacrylate (DPHA). Among these, DPHA is preferable. Monomers that polymerize at a temperature of 150 ° C. or higher are used alone or in combination of two or more.
本実施形態の接着剤組成物は、上述の各成分の他、本発明の目的を達成する限りにおいて、硬化促進剤、触媒、添加剤、カップリング剤、可塑剤、粘着性付与剤、硬化促進剤等、接着剤組成物に含まれ得る通常の成分を含んでもよい。 The adhesive composition of the present embodiment has a curing accelerator, a catalyst, an additive, a coupling agent, a plasticizer, a tackifier, and a curing accelerator as long as the object of the present invention is achieved in addition to the above-described components. Ordinary components that may be included in the adhesive composition such as an agent may be included.
以上、説明した接着剤組成物は、本発明の目的を達成する限りにおいて、上述の各成分のそれぞれにおいて例示されたもののいずれを組み合わせてもよい。 As long as the adhesive composition demonstrated above achieves the objective of this invention, you may combine any of what was illustrated in each of the above-mentioned each component.
上記接着剤組成物の好適な実施形態は、（ａ）エポキシ樹脂と上記一般式（１）又は（２）で表される構造単位を有するフェノール樹脂との混合物１００質量部と、（ｂ）重量平均分子量が１０万〜１２０万、かつＴｇが−５０〜＋５０℃であって、分子内に架橋性官能基を有する高分子量成分（ただし、上記（ａ）成分を除く。）１５〜４０質量部と、（ｃ）無機フィラー４０〜１８０質量部とを含有するものである。 A preferred embodiment of the adhesive composition includes (a) 100 parts by mass of a mixture of an epoxy resin and a phenol resin having a structural unit represented by the general formula (1) or (2), and (b) weight. High molecular weight component having an average molecular weight of 100,000 to 1,200,000 and Tg of −50 to + 50 ° C. and having a crosslinkable functional group in the molecule (excluding the component (a)) 15 to 40 parts by mass And (c) 40 to 180 parts by mass of an inorganic filler.
また、上記接着剤組成物の別の好適な実施形態は、（ａ）必須成分として重量平均分子量が８００以上のエポキシ樹脂及び融点が４０℃以上のエポキシ樹脂を含み、かつ、任意成分としてフェノール樹脂を含む熱硬化性成分であって、上述の熱硬化性成分の総量に対して上記重量平均分子量が８００以上のエポキシ樹脂、上記融点が４０℃以上のエポキシ樹脂及び上記フェノール樹脂を合計で５０〜７０質量％含む熱硬化性成分１００質量部と、（ｂ）重量平均分子量が１０万〜１２０万、かつＴｇが−５０〜＋５０℃であって、分子内に架橋性官能基を有する高分子量成分（ただし、上記（ａ）成分を除く。）１５〜４０質量部と、（ｃ）無機フィラー４０〜１８０質量部とを含有するものである。 Another preferred embodiment of the adhesive composition includes (a) an epoxy resin having a weight average molecular weight of 800 or more and an epoxy resin having a melting point of 40 ° C. or more as essential components, and a phenol resin as an optional component. The epoxy resin having a weight average molecular weight of 800 or more, the epoxy resin having a melting point of 40 ° C. or more, and the phenol resin in a total of 50 to 50% of the total amount of the thermosetting component described above. 100 parts by mass of a thermosetting component containing 70% by mass, (b) a high molecular weight component having a weight average molecular weight of 100,000 to 1,200,000 and a Tg of −50 to + 50 ° C. and having a crosslinkable functional group in the molecule (However, the said (a) component is excluded.) It contains 15-40 mass parts and (c) 40-180 mass parts of inorganic fillers.
接着層２は、熱硬化性であって、硬化前（Ｂステージ状態）の８０℃における溶融粘度が８００Ｐａ・ｓ〜４００００Ｐａ・ｓであると好ましく、８００Ｐａ・ｓ〜２８０００Ｐａ・ｓであるとより好ましい。また、特定の基材への接着強度が３ＭＰａ以上、かつ厚みが５〜２５０μｍであると好ましい。上述の溶融粘度が８００Ｐａ・ｓを下回ると、上記数値範囲内にある場合と比較して、半導体チップ側面からの接着剤組成物のはみ出しが生じやすくなる。また、この溶融粘度が４００００Ｐａ・ｓを超えると、上記数値範囲内にある場合と比較して、被着体表面における凹部への接着層の埋め込み性が低下する。
The
また、上記特定の基材への接着強度が３ＭＰａ未満であると、接着性が低下する傾向にある。さらに、接着層２の厚みが５μｍを下回ると、上記数値範囲内にある場合と比較して、被着体表面における凹部への接着層の埋め込み性が低下し、応力緩和効果や接着性が低下する。一方、この厚みが２５０μｍを上回ると、経済性が低下すると共に、半導体装置の小型化の要求に反するという不具合が生じる。同様の観点から接着層２の厚みは１０〜２５０μｍであるとより好ましく、２０〜１００μｍであると更に好ましく、４０〜８０μｍであると特に好ましい。
Moreover, when the adhesive strength to the specific substrate is less than 3 MPa, the adhesiveness tends to be lowered. Furthermore, when the thickness of the
接着層２の硬化前の８０℃における溶融粘度は、上述のエポキシ樹脂の種類の選定、（ｂ）高分子量成分の分子量分布の調整、接着剤組成物における融点が４０℃以上のエポキシ樹脂の含有割合の調整、（ｂ）高分子量成分と（ｃ）フィラーとの配合比の調整、並びに接着層２の形成条件の調整などにより、上記数値範囲内に収めることができる。また、上述のエポキシ樹脂の選定、（ｂ）高分子量成分の分子量分布の調整、並びに（ｂ）高分子量成分と（ｃ）フィラーとの配合比の調整などにより、接着強度を３ＭＰａ以上に制御することができる。
The melt viscosity at 80 ° C. before curing of the
このような接着層２は、８０℃での圧着により基材表面への埋め込みが可能となる。
Such an
接着シート１０は、例えば、下記のようにして得ることができる。まず、上述の接着剤組成物を有機溶媒中で混合、混練してワニスを調製する。次いで、このワニスを支持フィルム１の表面上に塗布し、加熱により乾燥する。こうして、支持フィルム１と、その表面上に形成された接着層２とを備える接着シート１０が得られる。
The
上記の混合、混練は、通常の撹拌機、らいかい機、三本ロール、ボールミル等の分散機を適宜組み合わせて行うことができる。乾燥のための加熱の条件は、使用した溶媒が十分に揮発する条件であれば特に制限はないが、通常６０〜２００℃で、０．１〜９０分間加熱して行う。 The above mixing and kneading can be performed by appropriately combining dispersers such as a normal stirrer, a raking machine, a three-roller, and a ball mill. The heating conditions for drying are not particularly limited as long as the solvent used is sufficiently volatilized, but the heating is usually performed at 60 to 200 ° C. for 0.1 to 90 minutes.
上記ワニスの調製に用いる有機溶媒は、材料を均一に溶解、混練又は分散できるものであれば制限はなく、従来公知のものを使用することができる。このような溶剤としては、例えば、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルピロリドン、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン系溶媒、トルエン、キシレン等が挙げられる。これらは１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いられる。これらの中でも、乾燥速度が速く、価格が安い点でメチルエチルケトン、シクロヘキサノンなどを使用することが好ましい。これら有機溶剤の一部は、通常、接着シート１０中の接着層２に揮発分として残存する。
The organic solvent used for the preparation of the varnish is not particularly limited as long as the material can be uniformly dissolved, kneaded or dispersed, and conventionally known ones can be used. Examples of such a solvent include ketone solvents such as dimethylformamide, dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone, acetone, methyl ethyl ketone, and cyclohexanone, toluene, xylene, and the like. These are used singly or in combination of two or more. Among these, it is preferable to use methyl ethyl ketone, cyclohexanone, etc. in terms of fast drying speed and low price. Some of these organic solvents usually remain as volatile components in the
接着層２中に揮発分として残存する有機溶媒の含有量は、接着層２の全質量基準で３質量％以下であることが好ましい。耐熱信頼性及び作業効率向上の観点からは、この割合は１．５質量％以下であることがより好ましく、１．０質量％以下であることが更に好ましい。なお、この有機溶媒の含有量の下限は特に限定されないが、上述と同様の観点から０．０１質量％であることが好ましい。
The content of the organic solvent remaining as a volatile component in the
ダイシング性に優れる点から、接着層の硬化前（Ｂステージ状態）の２５℃における貯蔵弾性率は２００〜６０００ＭＰａであることが好ましい。更に、ダイシング性に優れ、かつ半導体ウエハとの密着性が優れる点でこの貯蔵弾性率は２００〜２０００ＭＰａであることがより好ましい。 From the viewpoint of excellent dicing properties, the storage elastic modulus at 25 ° C. before curing of the adhesive layer (B stage state) is preferably 200 to 6000 MPa. Furthermore, it is more preferable that the storage elastic modulus is 200 to 2000 MPa in terms of excellent dicing properties and excellent adhesion to a semiconductor wafer.
また、硬化前（Ｂステージ状態）の接着層２の８０℃における貯蔵弾性率は０．０００１〜１０ＭＰａであることが好ましい。これにより、８０℃程度の温度における半導体ウエハへの良好なラミネート性が得られる。特に半導体ウエハへの密着性が高い点で、８０℃における貯蔵弾性率は０．００１〜５ＭＰａであることがより好ましい。
Moreover, it is preferable that the storage elastic modulus in 80 degreeC of the
硬化後（Ｃステージ状態）の接着層２の１７０℃における貯蔵弾性率は２０〜１０００ＭＰａであることが好ましい。これにより、接着層２は、更に良好なワイヤボンディング性を示すことができる。
The storage elastic modulus at 170 ° C. of the
接着層２の貯蔵弾性率は、動的粘弾性測定装置（ＵＢＭ社製商品名「Ｒｈｅｏｇｅｌ−Ｅ４０００」等）を用いて測定することができる。測定条件は、サンプルサイズ：長さ２０ｍｍ、幅４ｍｍ、温度範囲−６０（又は室温）〜＋２６０℃、昇温速度３℃／ｍｉｎ、変位１０ｐｐｍ、引張りモード、１０Ｈｚ、自動静荷重とされる。
The storage elastic modulus of the
支持フィルム１は、従来公知のダイシングテープであってもよい。この場合、接着シート１０は、ダイシングテープ１と、その表面上に形成された接着層２とを備えたダイシングテープ一体型の接着シートとなる。このダイシングテープ一体型の接着シートを用いると、半導体ウエハへのラミネート工程が一回で済むため、作業の更なる効率化が可能である。
The
上記ダイシングテープとしては、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。これらのフィルムに対して、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、エッチング処理等の表面処理を行ってもよい。 Examples of the dicing tape include plastic films such as a polytetrafluoroethylene film, a polyethylene terephthalate film, a polyethylene film, a polypropylene film, a polymethylpentene film, and a polyimide film. These films may be subjected to surface treatment such as primer application, UV treatment, corona discharge treatment, polishing treatment, etching treatment, etc., as necessary.
ダイシングテープは粘着性を有することが好ましい。そのため、上述のプラスチックフィルムに粘着性を付与したものを用いてもよいし、上述のプラスチックフィルムの片面に粘着剤層を設けても良い。粘着剤層は、液状成分の比率、高分子量成分のＴｇを調整すること等によって得られる適度なタック強度を有する樹脂組成物を塗布乾燥することで形成可能である。 The dicing tape preferably has adhesiveness. Therefore, you may use what gave the adhesiveness to the above-mentioned plastic film, and you may provide an adhesive layer in the single side | surface of the above-mentioned plastic film. The pressure-sensitive adhesive layer can be formed by applying and drying a resin composition having an appropriate tack strength obtained by adjusting the ratio of the liquid component and the Tg of the high molecular weight component.
接着シート１０を半導体装置を製造する際に用いる場合、接着層２は、ダイシングの際には半導体チップが飛散しない粘着力を有し、その後のピックアップの際にはダイシングテープから容易に剥離することが望まれる。例えば、接着層２の粘着性が高すぎるとピックアップが困難になることがある。そのため、適宜、接着層２のタック強度を調節することが好ましい。そのためには、接着層２の室温におけるフローを上昇させることにより、粘着強度及びタック強度が上昇する傾向があり、フローを低下させれば粘着強度及びタック強度が低下する傾向があることを利用すればよい。
When the
例えば、フローを上昇させるためには、可塑剤の含有量の増加、粘着性付与剤含有量の増加等の方法がある。逆にフローを低下させるためには、上記化合物の含有量を減らせばよい。可塑剤としては、例えば、単官能のアクリルモノマー、単官能エポキシ樹脂、液状エポキシ樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ系のいわゆる希釈剤等が挙げられる。 For example, in order to increase the flow, there are methods such as increasing the plasticizer content and increasing the tackifier content. Conversely, in order to reduce the flow, the content of the above compound may be reduced. Examples of the plasticizer include monofunctional acrylic monomers, monofunctional epoxy resins, liquid epoxy resins, acrylic resins, and epoxy-based diluents.
ダイシングテープ上に接着層を積層する方法としては、印刷のほか、予め作成したフィルム状の接着層をダイシングテープ上にプレスやホットロールによってラミネートする方法が挙げられる。特に、連続的に製造でき、効率が良い点でホットロールによってラミネートする方法が好ましい。 Examples of the method of laminating the adhesive layer on the dicing tape include printing and laminating a film-like adhesive layer prepared in advance on the dicing tape by a press or hot roll. In particular, a method of laminating with a hot roll is preferable because it can be continuously produced and has high efficiency.
ダイシングテープの膜厚は、特に制限はなく、接着層の膜厚や接着シートの用途によって適宜、当業者の知識に基づいて定められるものであるが、経済性がよく、フィルムの取扱い性が良い点で好ましくは６０〜１５０μｍ、より好ましくは７０〜１３０μｍである。 The film thickness of the dicing tape is not particularly limited, and is determined based on the knowledge of those skilled in the art as appropriate depending on the film thickness of the adhesive layer and the use of the adhesive sheet. However, the film thickness is good and the film is easy to handle. In this respect, the thickness is preferably 60 to 150 μm, more preferably 70 to 130 μm.
本実施形態に係る接着シート１０は、配線回路等に起因して形成された凹凸表面の凹部充填性が良好である。したがって、半導体装置の製造における半導体チップと基材との間や半導体チップ同士の間を接着するための工程において、接着信頼性に優れる接着シートとして使用することができる。本実施形態に係る接着シート１０は、半導体素子搭載用の基材に半導体チップを実装する場合に必要な耐熱性、耐湿性、絶縁性を有し、かつ作業性にも優れる。
The
上記半導体チップにおける半導体ウエハとしては、単結晶シリコンの他、多結晶シリコン、各種セラミック、ガリウム砒素などの化合物半導体が挙げられる。また、半導体搭載用の基材としては、例えば、ダイパットを有するリードフレーム、セラミック基板、有機基板が挙げられる。これらは、基材の材質に制限されることなく用いられる。セラミック基板としては、例えば、アルミナ基板及び窒化アルミニウム基板が挙げられる。また、有機基板としては、例えば、ガラスクロス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、ポリイミドフィルムを用いたポリイミドフィルム基板が挙げられる。 Examples of the semiconductor wafer in the semiconductor chip include compound semiconductors such as polycrystalline silicon, various ceramics, and gallium arsenide in addition to single crystal silicon. In addition, examples of the substrate for mounting a semiconductor include a lead frame having a die pad, a ceramic substrate, and an organic substrate. These are used without being restricted by the material of the base material. Examples of the ceramic substrate include an alumina substrate and an aluminum nitride substrate. Examples of the organic substrate include an FR-4 substrate impregnated with a glass cloth epoxy resin, a BT substrate impregnated with a bismaleimide-triazine resin, and a polyimide film substrate using a polyimide film.
有機基板と接着層２との間の接着強度は、より十分な接着力を確保する観点から、２６５℃で３ＭＰａ以上であると好ましい。なお、ここでの「接着強度」は、上記「特定の基材への接着強度」における「特定の基材」を有機基板に代えて測定されるものである。この接着強度は、上述のエポキシ樹脂の選定、（ｂ）高分子量成分の分子量分布の調整、並びに（ｂ）高分子量成分と（ｃ）フィラーとの配合比の調整などにより３ＭＰａ以上に制御することができる。
The adhesive strength between the organic substrate and the
図２は、本発明に係る半導体装置の一実施形態を示す断面図である。図２に示す半導体装置１００は、同サイズの半導体チップを２つ以上備えるパッケージであって、いわゆるスタックドＣＳＰと称されるものである。半導体装置１００は、基材２０及び基材２０の一面側において積層された３個の半導体チップＡ１を備えている。そして、半導体チップＡ１と基材２０との間、及び半導体チップＡ１同士の間に、上記実施形態に係る接着シート１０から形成された硬化接着層２ａが介在している。硬化接着層２ａは、上記接着層２の硬化体である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing an embodiment of a semiconductor device according to the present invention. A
基材２０は、基板３と、基板３の一面上に設けられた配線４と、配線４の下方において基板３を貫通する貫通孔を通って基板３の他方面側に導出された端子５とから主として構成される。基材２０の配線４側の面は、配線４が形成されているために凹凸表面が形成されている。各半導体チップＡ１は、ワイヤ６を介して配線４と接続されている。
The
このような構成を有する半導体装置１００の製造において、本実施形態では、基材２０の凹部を埋め込み、かつ上部の半導体チップＡ１との絶縁性を確保することが可能となる。
In the manufacture of the
硬化接着層２ａを介して半導体チップＡ１を基材２０上に形成するには、例えば、下記のような工程を経る。まず、ダイシングテープである支持フィルム１及びその表面上に設けられた接着層２からなる接着シート１０の接着層２側に、更に半導体ウエハを０〜８０℃程度で貼り合わせる。次いで、回転刃又はレーザーを用いてそれらを所定の寸法及び形状になるように切断して、接着層２と貼り合わされた半導体チップＡ１を得る。支持フィルム１を接着層２から剥離除去した後、接着層２を、半導体チップＡ１とは反対側の面で基材２０に圧着し、更に加熱する。この加熱により、接着層２は基材２０と半導体チップＡ１及び半導体チップＡ１同士を接着する硬化接着層２ａとなる。
In order to form the semiconductor chip A1 on the
この際の圧着荷重は、０．００１〜１ＭＰａ程度であると好ましく、０．０１〜０．５ＭＰａであるとより好ましく、０．０１〜０．３ＭＰａであると更に好ましい。圧着荷重が０．００１ＭＰａ未満であると、ボイド（空隙）が発生しやすくなり、耐熱性に劣る。また、圧着荷重が１ＭＰａを超えると、半導体チップＡ１を破壊する可能性がある。また、圧着温度（加熱温度）は８０〜１４０℃であると好ましく、１００〜１２０℃であるとより好ましい。 The crimping load at this time is preferably about 0.001 to 1 MPa, more preferably 0.01 to 0.5 MPa, and still more preferably 0.01 to 0.3 MPa. When the pressure bonding load is less than 0.001 MPa, voids (voids) are likely to be generated, resulting in poor heat resistance. Further, if the pressure bonding load exceeds 1 MPa, the semiconductor chip A1 may be destroyed. The pressure bonding temperature (heating temperature) is preferably 80 to 140 ° C, and more preferably 100 to 120 ° C.
また、加熱処理は、硬化すべき接着層２と貼り合わされた半導体チップＡ１のみに施されることが好ましい。あるいはその半導体チップＡ１と、接着対象である基材２０又は別の半導体チップＡ１との両方が加熱されてもよい。加熱温度は６０〜２４０℃であることが好ましく、８０〜１８０℃であることがより好ましい。加熱温度が６０℃を下回ると、凹部への埋め込み性が低下する傾向にあり、２４０℃を超えると基材２０などが変形し、反りが大きくなる傾向にある。加熱方法は、加熱対象をホットプレートに接触させる方法、加熱対象に赤外線又はマイクロ波を照射する方法、並びに加熱対象に熱風を吹き付ける方法などが挙げられる。
The heat treatment is preferably performed only on the semiconductor chip A1 bonded to the
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。 The preferred embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to the above embodiment. The present invention can be variously modified without departing from the gist thereof.
例えば、本発明の別の実施形態において、接着シートは接着層のみから構成されてもよい。この場合、接着剤組成物を含む上記ワニスを被塗布用フィルムの表面上に塗布し、更にワニスを加熱により乾燥した後、被塗布用フィルムを剥離除去して接着層からなる接着シートが得られる。 For example, in another embodiment of the present invention, the adhesive sheet may be composed only of an adhesive layer. In this case, after applying the varnish containing the adhesive composition on the surface of the film to be coated, and further drying the varnish by heating, the film to be coated is peeled and removed to obtain an adhesive sheet comprising an adhesive layer. .
被塗布用フィルムとしては、例えば、ポリエステルフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリイミドフィルム、ポリエーテルイミドフィルム、ポリエーテルナフタレートフィルム及びメチルペンテンフィルムが挙げられる。 Examples of the film to be coated include polyester film, polypropylene film, polyethylene terephthalate film, polyimide film, polyetherimide film, polyether naphthalate film, and methylpentene film.
また、このようにして得られた接着層を支持フィルム上に圧着等の手段により積層して、支持フィルムと、その表面上に形成された接着層とを備える接着シートが作製されてもよい。 Moreover, the adhesive layer obtained by laminating | stacking the adhesive layer obtained in this way on a support film by means, such as crimping | compression-bonding, may be produced provided with a support film and the adhesive layer formed on the surface.
接着シートが接着層のみから構成される場合、まず半導体ウエハと接着層とを貼り合わせた後に、ダイシングテープを、接着層の半導体ウエハとは反対側の主面に貼り合わせてもよい。 When the adhesive sheet includes only the adhesive layer, the semiconductor wafer and the adhesive layer may be bonded together, and then the dicing tape may be bonded to the main surface of the adhesive layer opposite to the semiconductor wafer.
接着シートを半導体ウエハに貼り付ける際のラミネート温度は、０〜８０℃が好ましく、１５〜８０℃がより好ましく、２０〜７０℃が更に好ましい。この温度が８０℃を超えると、接着シートを貼り付けた後の半導体ウエハが反りを生じやすくなる傾向にある。 0-80 degreeC is preferable, as for the lamination temperature at the time of sticking an adhesive sheet to a semiconductor wafer, 15-80 degreeC is more preferable, and 20-70 degreeC is still more preferable. When this temperature exceeds 80 ° C., the semiconductor wafer after the adhesive sheet is attached tends to be warped.
また、接着シートは、接着層の支持フィルムとは反対側に保護フィルムを備えたものであってもよい。保護フィルムは、通常の接着シートに保護フィルムとして用いられるものであれば特に限定されず、例えばポリエチレン（ＰＥ）フィルムなどが挙げられる。 Further, the adhesive sheet may include a protective film on the side opposite to the support film of the adhesive layer. A protective film will not be specifically limited if it is used as a protective film for a normal adhesive sheet, For example, a polyethylene (PE) film etc. are mentioned.
さらに、接着層自体がダイシングテープとしての役割を果たしてもよい。このような接着層を有する接着シートは、ダイシングダイボンド一体型接着シートなどと呼ばれ、一つのシートでダイシングテープとしての役割と、接着シートとしての役割をともに果たす。接着シートにこのような機能を持たせるには、例えば、接着層が、光硬化性高分子量成分、光硬化性モノマー、光開始剤等の光硬化性成分を含んでいればよい。 Furthermore, the adhesive layer itself may serve as a dicing tape. An adhesive sheet having such an adhesive layer is called a dicing die bond integrated adhesive sheet or the like, and a single sheet serves as both a dicing tape and an adhesive sheet. In order to give such a function to the adhesive sheet, for example, the adhesive layer may contain a photocurable component such as a photocurable high molecular weight component, a photocurable monomer, or a photoinitiator.
さらに接着層は１層のみでなくてもよく、２層以上が積層されていてもよい。 Furthermore, the adhesive layer is not limited to one layer, and two or more layers may be laminated.
また、上記接着シートから形成された硬化接着層を備えた半導体装置は、図２に示すものに限定されず、半導体チップと基材との間に上記硬化接着層を設けたものであればよい。したがって、例えば、いわゆるピラミッド型、逆ピラミッド型のスタックドＣＳＰであってもよい。 Moreover, the semiconductor device provided with the hardened | cured adhesive layer formed from the said adhesive sheet is not limited to what is shown in FIG. 2, What is necessary is just to provide the said hardened | cured adhesive layer between the semiconductor chip and the base material. . Therefore, for example, a so-called pyramid type or inverted pyramid type stacked CSP may be used.
以下、実施例によって本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、下記の実施例における各操作は全て大気中で行われた。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited to these Examples. In addition, all the operations in the following examples were performed in the atmosphere.
（実施例１〜５及び比較例１〜３）
表１又は表２に商品名及び配合比（質量比）を示すエポキシ樹脂、フェノール樹脂、モノマー及びフィラーからなる組成物にシクロヘキサノンを加え、撹拌混合した。これに、表１又は表２に同様に示すアクリルゴムを加えて撹拌し、更に表１又は表２に同様に示すカップリング剤及び硬化促進剤を加えて各成分が均一になるまで撹拌してワニスを得た。
(Examples 1-5 and Comparative Examples 1-3)
Cyclohexanone was added to a composition composed of an epoxy resin, a phenol resin, a monomer, and a filler, each having a trade name and a blending ratio (mass ratio) shown in Table 1 or Table 2, and mixed by stirring. To this, add the acrylic rubber similarly shown in Table 1 or Table 2 and stir, and further add the coupling agent and curing accelerator similarly shown in Table 1 or Table 2 and stir until each component becomes uniform. A varnish was obtained.
次に、そのワニスを１００メッシュのフィルターで濾過して真空脱泡した。真空脱泡後のワニスを、支持フィルムの主面上に塗布した。支持フィルムとしては、厚さ３８μｍの離型処理を施したポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムを採用した。塗布したワニスを１４０℃で５分間加熱乾燥した。こうして支持フィルムの主面上に、Ｂステージ状態にある厚み４０μｍの接着層を備えた接着シートを得た。 Next, the varnish was filtered through a 100 mesh filter and vacuum degassed. The varnish after vacuum degassing was applied on the main surface of the support film. As the support film, a polyethylene terephthalate (PET) film having a release treatment with a thickness of 38 μm was employed. The applied varnish was dried by heating at 140 ° C. for 5 minutes. Thus, an adhesive sheet provided with an adhesive layer having a thickness of 40 μm in the B stage state on the main surface of the support film was obtained.
以下に、上記表１及び表２に示した各成分の詳細を示す。
ＹＳＬＶ−８０ＸＹ（商品名）：東都化成社製、ビスキシレノール型エポキシ樹脂、エポキシ当量１９２
ＹＤ−８１２５（商品名）：東都化成社製、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、エポキシ当量１７３
ＹＤＦ−８１７０Ｃ（商品名）：東都化成社製、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、エポキシ当量１５９
ＹＤＣＮ−７００−１０（商品名）：東都化成社製、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、エポキシ当量２１０
Below, the detail of each component shown to the said Table 1 and Table 2 is shown.
YSLV-80XY (trade name): manufactured by Tohto Kasei Co., Ltd., bisxylenol type epoxy resin, epoxy equivalent 192
YD-8125 (trade name): manufactured by Tohto Kasei Co., Ltd., bisphenol A type epoxy resin, epoxy equivalent 173
YDF-8170C (trade name): manufactured by Tohto Kasei Co., Ltd., bisphenol F type epoxy resin, epoxy equivalent 159
YDCN-700-10 (trade name): manufactured by Tohto Kasei Co., Ltd., cresol novolac type epoxy resin, epoxy equivalent 210
ＬＦ−４８７１：フェノライトＬＦ−４８７１（商品名）、大日本インキ社製、フェノール樹脂、水酸基当量１１８
ＸＬＣ−ＬＬ：ミレックスＸＬＣ−ＬＬ（商品名）、三井化学社製、フェノール樹脂、水酸基当量１７５
ＳＣ２０５０−ＨＬＧ（商品名）：アドマテックス社製、シリカフィラー分散液、平均粒径０．５００μｍ
Ｒ９７２：アエロジルＲ９７２（商品名）、日本アエロジル社製、シリカフィラー、平均粒径０．０１６μｍ
LF-4871: Phenolite LF-4871 (trade name), manufactured by Dainippon Ink Co., Ltd., phenol resin, hydroxyl group equivalent 118
XLC-LL: Millex XLC-LL (trade name), manufactured by Mitsui Chemicals, phenol resin, hydroxyl equivalent 175
SC2050-HLG (trade name): manufactured by Admatechs, silica filler dispersion, average particle size 0.500 μm
R972: Aerosil R972 (trade name), manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd., silica filler, average particle size 0.016 μm
ＤＰＨＡ：ＫＡＹＡＲＡＤ ＤＰＨＡ（商品名）、日本化薬社製、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート
Ａ−１８９：ＮＵＣ Ａ−１８９（商品名）、日本ユニカー社製、γ―メルカプトプロピルトリメトキシシラン
Ａ−１１６０：ＮＵＣ Ａ−１１６０（商品名）、日本ユニカー社製、γ―ウレイドプロピルトリエトキシシラン
DPHA: KAYARAD DPHA (trade name), manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd., dipentaerythritol hexaacrylate A-189: NUC A-189 (trade name), manufactured by Nippon Unicar Co., Ltd., γ-mercaptopropyltrimethoxysilane A-1160: NUC A-1160 (trade name), manufactured by Nippon Unicar Co., Ltd., γ-ureidopropyltriethoxysilane
２ＰＺ−ＣＮ：キュアゾール２ＰＺ−ＣＮ（商品名）、四国化成社製、１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾール
ＨＴＲ−８６０Ｐ−３：アクリルゴムＨＴＲ−８６０Ｐ−３（商品名）、帝国化学産業社製、重量平均分子量８０万
ＨＴＲ−８６０Ｐ−２３０ｋ：アクリルゴムＨＴＲ−８６０Ｐ−２３０ｋ（商品名）、帝国化学産業社製、重量平均分子量２０万
2PZ-CN: Curesol 2PZ-CN (trade name), manufactured by Shikoku Kasei Co., Ltd., 1-cyanoethyl-2-phenylimidazole HTR-860P-3: acrylic rubber HTR-860P-3 (trade name), manufactured by Teikoku Chemical Industry Co., Ltd. Weight average molecular weight 800,000 HTR-860P-230k: Acrylic rubber HTR-860P-230k (trade name), manufactured by Teikoku Chemical Industry Co., Ltd., weight average molecular weight 200,000
（各種物性の評価）
得られた接着シートについて、８０℃での溶融粘度、室温でのタック強度、接着強度及び耐リフロー性の測定及び試験を行った。
(Evaluation of various physical properties)
About the obtained adhesive sheet, the melt viscosity at 80 ° C., the tack strength at room temperature, the adhesive strength and the reflow resistance were measured and tested.
［溶融粘度の測定］
接着層の溶融粘度を平行板プラストメーター法により測定した。具体的には、まず、上記接着シート３枚から、支持フィルムを剥離除去した後、３枚の接着層を６０℃で３枚貼り合わせて厚み１２０μｍの接着シートを得た。次いで、その接着シートを、厚み方向に打ち抜き、直径６ｍｍ、厚み１２０μｍの円板状の接着シートを得た。円板状の接着シートを厚さ１５０μｍのスライドガラスで、その厚み方向に挟んでサンプルを得た。圧着（圧縮）時に８０℃となるように設定した圧着（圧縮）機を使用して、得られたサンプルを３ｋｇｆで３秒間厚み方向に圧着（圧縮）した。そのときの接着シートとスライドガラスとの間の接触面積の変化から、溶融粘度を導出した。結果を表３に示す。
[Measurement of melt viscosity]
The melt viscosity of the adhesive layer was measured by a parallel plate plastometer method. Specifically, first, the support film was peeled and removed from the three adhesive sheets, and three adhesive layers were bonded at 60 ° C. to obtain an adhesive sheet having a thickness of 120 μm. Next, the adhesive sheet was punched in the thickness direction to obtain a disk-shaped adhesive sheet having a diameter of 6 mm and a thickness of 120 μm. A sample was obtained by sandwiching a disk-shaped adhesive sheet with a slide glass having a thickness of 150 μm in the thickness direction. Using a pressure bonding (compression) machine set to 80 ° C. during pressure bonding (compression), the obtained sample was pressure bonded (compressed) in the thickness direction with 3 kgf for 3 seconds. The melt viscosity was derived from the change in the contact area between the adhesive sheet and the slide glass at that time. The results are shown in Table 3.
［タック強度の測定］
接着層のタック強度をプローブ法により測定した。具体的には、まず、接着シートの接着層側をガラス板に両面テープを介して貼り付けた。次いで、支持フィルム（ＰＥＴフィルム）を接着シートから剥離除去した。次に、室温で、接着層の支持フィルムを剥離除去した後の表面にプローブを押し付け、それを接着層から引き離す際の強度を測定して、タック強度とした。なお、この測定の際のテストスピードは６００ｍｍ／ｍｉｎ、圧着時間は１．０秒、荷重は５０ｇｆとした。結果を表３に示す。
[Measurement of tack strength]
The tack strength of the adhesive layer was measured by the probe method. Specifically, first, the adhesive layer side of the adhesive sheet was attached to a glass plate via a double-sided tape. Next, the support film (PET film) was peeled off from the adhesive sheet. Next, at room temperature, the probe was pressed against the surface after the support film of the adhesive layer was peeled and removed, and the strength when the probe was pulled away from the adhesive layer was measured to obtain tack strength. In this measurement, the test speed was 600 mm / min, the pressure bonding time was 1.0 second, and the load was 50 gf. The results are shown in Table 3.
［接着強度の測定］
接着層のダイシェア強度（接着強度）を下記の方法により測定した。まず、ダイシングテープと貼り合わせた接着シートの接着層を厚み４００μｍの半導体ウエハに６０℃で貼り付けた。次に、それらを３．２ｍｍ角にダイシングしてチップを得た。個片化したチップをダイシングテープからピックアップし、その接着層側をレジスト（商品名「ＡＵＳ３０８」、太陽インキ社製）を塗布した基板（日立化成工業社製、商品名「Ｅ−６９７ＦＧ」）表面上に、１００℃、０．０１ＭＰａ、１秒間の条件で熱圧着してサンプルを得た。その後、得られたサンプルの接着層を１００℃で１時間、１１０℃で１時間、１２０℃で１時間、１７０℃で１時間の順のステップキュアにより硬化した。更に、接着層硬化後のサンプルを８５℃、６０ＲＨ％条件の下、１６８時間放置した。放置後即座に２６５℃でダイシェア強度を測定し、これを接着強度とした。結果を表３に示す。
[Measurement of adhesive strength]
The die shear strength (adhesive strength) of the adhesive layer was measured by the following method. First, the adhesive layer of the adhesive sheet bonded to the dicing tape was attached to a semiconductor wafer having a thickness of 400 μm at 60 ° C. Next, they were diced to 3.2 mm square to obtain chips. A chip (Hitachi Kasei Kogyo Co., Ltd., trade name “E-697FG”) surface coated with a resist (trade name “AUS308”, Taiyo Ink Co., Ltd.) on the adhesive layer side is picked up from the dicing tape. A sample was obtained by thermocompression bonding under conditions of 100 ° C., 0.01 MPa, and 1 second. Thereafter, the adhesive layer of the obtained sample was cured by step cure in the order of 100 ° C. for 1 hour, 110 ° C. for 1 hour, 120 ° C. for 1 hour, and 170 ° C. for 1 hour. Further, the sample after the adhesive layer was cured was left for 168 hours under the conditions of 85 ° C. and 60 RH%. Immediately after standing, the die shear strength was measured at 265 ° C., and this was taken as the adhesive strength. The results are shown in Table 3.
なお、比較例１については上記方法に代えて、下記のようにして接着強度の測定を行った。上述と同様にして個片化したチップをダイシングテープからピックアップし、その接着層側をレジスト（商品名「ＡＵＳ３０８」、太陽インキ社製）を塗布した基板（日立化成工業社製、商品名「Ｅ−６９７ＦＧ」）表面上に、１００℃、０．０１ＭＰａ、１秒間の条件で熱圧着した。得られたチップ付き基板を、更に１７０℃で３０分間加熱処理を施し、１７５℃、７．６ＭＰａ、３０秒間の条件でチップ及び基板間を圧着してサンプルを得た。その後、サンプルを上述と同条件のステップキュアにより硬化した。更に、接着層硬化後のサンプルを８５℃、６０ＲＨ％条件の下、１６８時間放置した。放置後即座に２６５℃でダイシェア強度を測定し、これを接着強度とした。 In Comparative Example 1, the adhesive strength was measured as follows instead of the above method. In the same manner as described above, a chip separated into individual pieces is picked up from a dicing tape, and a substrate (trade name “AUS308”, manufactured by Taiyo Ink Co., Ltd.) coated with a resist (trade name “Hitachi Chemical Industry Co., Ltd., product name“ E ”on the adhesive layer side). −697FG ”) was thermocompression bonded onto the surface under conditions of 100 ° C., 0.01 MPa, and 1 second. The obtained substrate with a chip was further subjected to a heat treatment at 170 ° C. for 30 minutes, and a sample was obtained by pressure bonding between the chip and the substrate under the conditions of 175 ° C., 7.6 MPa, and 30 seconds. Thereafter, the sample was cured by step cure under the same conditions as described above. Further, the sample after the adhesive layer was cured was left for 168 hours under the conditions of 85 ° C. and 60 RH%. Immediately after standing, the die shear strength was measured at 265 ° C., and this was taken as the adhesive strength.
［耐リフロー性の評価］
接着層の耐リフロー性を下記の方法により評価した。まず、接着シートの接着層を厚み７５μｍの半導体ウエハに６０℃で貼り付けた。次に、それらを７．５ｍｍ角にダイシングしてチップを得た。個片化したチップの接着層を、レジスト（商品名「ＡＵＳ３０８」、太陽インキ社製）を塗布した基板表面上に１２０℃、０．０５ＭＰａ、１秒間の条件で圧着してサンプルを得た。次に、得られたサンプルを１２０℃で６０分間加熱し、更にホットプレートを用いて、ワイヤボンディングと同等の熱履歴（１７０℃、１時間）をサンプルに与えた。次いで、モールド用封止材（日立化成工業社製、商品名「ＣＥＬ−９７００ＨＦ」）を用いて、１７５℃、５時間の条件でサンプルを樹脂封止してパッケージを得た。
[Evaluation of reflow resistance]
The reflow resistance of the adhesive layer was evaluated by the following method. First, the adhesive layer of the adhesive sheet was attached to a semiconductor wafer having a thickness of 75 μm at 60 ° C. Next, they were diced into 7.5 mm squares to obtain chips. The adhesive layer of the chip | tip separated into pieces was crimped | bonded on the board | substrate surface which apply | coated the resist (Brand name "AUS308", Taiyo Ink Co., Ltd.) on 120 degreeC, 0.05 Mpa and 1 second conditions, and the sample was obtained. Next, the obtained sample was heated at 120 ° C. for 60 minutes, and a thermal history equivalent to wire bonding (170 ° C., 1 hour) was given to the sample using a hot plate. Next, the sample was resin-sealed at 175 ° C. for 5 hours using a mold sealing material (trade name “CEL-9700HF”, manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.) to obtain a package.
得られたパッケージを、ＪＥＤＥＣで定めた環境下（レベル２、８５℃、６０ＲＨ％、１６８時間）に曝して吸湿させた。続いて、ＩＲリフロー炉（２６０℃、最高温度２６５℃）に吸湿後のパッケージを３回通過させた。パッケージの破損や厚みの変化、界面の剥離等が１個も観察されない場合を「Ａ」、１個でも観察された場合を「Ｂ」と評価した。結果を表３に示す。
The obtained package was exposed to the environment defined by JEDEC (
実施例と比較例とを対比すると、実施例の方が比較例よりも粘度、タック性、接着強度及び耐リフロー性にバランスよく優れていることが判明した。 When the Examples and Comparative Examples were compared, it was found that the Examples were superior to the Comparative Examples in terms of viscosity, tackiness, adhesive strength, and reflow resistance in a well-balanced manner.
Ａ１…半導体チップ、１…支持フィルム、２…接着層、３…基板、４…配線、５…端子、６…ワイヤ、１０…接着シート、２０…基材、１００…半導体装置。
A1 ... semiconductor chip, 1 ... support film, 2 ... adhesive layer, 3 ... substrate, 4 ... wiring, 5 ... terminal, 6 ... wire, 10 ... adhesive sheet, 20 ... substrate, 100 ... semiconductor device.
Claims (8)
（ｂ）重量平均分子量が１０万〜１２０万、かつＴｇが−５０〜＋５０℃であって、分子内に架橋性官能基を有する高分子量成分（ただし、前記（ａ）成分を除く。）１５〜４０質量部と、
（ｃ）無機フィラー４０〜１８０質量部と、
を含有する接着剤組成物。
（式（１）中、Ｒ１は、直鎖状、分岐状若しくは環状のアルキル基、アラルキル基、アルケニル基、水酸基、アリール基又はハロゲン原子を示し、ｋは０〜３の整数を示す。式（２）中、Ｒ２及びＲ３は、それぞれ独立に、水素原子又は炭素数１〜５の直鎖状、分岐状若しくは環状のアルキル基を示し、Ｒ４は、直鎖状、分岐状若しくは環状のアルキル基、アラルキル基、アルケニル基、水酸基、アリール基又はハロゲン原子を示し、ｎは０〜４の整数を示す。） (A) 100 parts by mass of a mixture of an epoxy resin and a phenol resin having a structural unit represented by the following general formula (1) or (2);
(B) High molecular weight component having a weight average molecular weight of 100,000 to 1,200,000 and Tg of −50 to + 50 ° C. and having a crosslinkable functional group in the molecule (excluding the component (a)) 15 ~ 40 parts by mass;
(C) 40 to 180 parts by mass of an inorganic filler;
An adhesive composition containing
(In formula (1), R 1 represents a linear, branched or cyclic alkyl group, aralkyl group, alkenyl group, hydroxyl group, aryl group or halogen atom, and k represents an integer of 0 to 3.] In (2), R 2 and R 3 each independently represent a hydrogen atom or a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and R 4 is linear, branched or A cyclic alkyl group, an aralkyl group, an alkenyl group, a hydroxyl group, an aryl group or a halogen atom, and n represents an integer of 0 to 4.)
前記熱硬化性成分の総量に対して前記重量平均分子量が８００以上のエポキシ樹脂、前記融点が４０℃以上のエポキシ樹脂及び前記フェノール樹脂を合計で５０〜７０質量％含む前記熱硬化性成分１００質量部と、
（ｂ）重量平均分子量が１０万〜１２０万、かつＴｇが−５０〜＋５０℃であって、分子内に架橋性官能基を有する高分子量成分（ただし、前記（ａ）成分を除く。）１５〜４０質量部と、
（ｃ）無機フィラー４０〜１８０質量部と、
を含有する接着剤組成物をシート状に成形した接着層を備える接着シート。 (A) a thermosetting component containing an epoxy resin having a weight average molecular weight of 800 or more as an essential component and an epoxy resin having a melting point of 40 ° C. or more, and a phenol resin as an optional component;
100 masses of the thermosetting component containing 50 to 70 mass% in total of the epoxy resin having a weight average molecular weight of 800 or more, the epoxy resin having a melting point of 40 ° C or more, and the phenol resin with respect to the total amount of the thermosetting component. And
(B) High molecular weight component having a weight average molecular weight of 100,000 to 1,200,000 and Tg of −50 to + 50 ° C. and having a crosslinkable functional group in the molecule (excluding the component (a)) 15 ~ 40 parts by mass;
(C) 40 to 180 parts by mass of an inorganic filler;
An adhesive sheet comprising an adhesive layer formed by molding an adhesive composition containing
The said adhesive layer is an adhesive sheet as described in any one of Claims 2-6 which can be embedded to the base-material surface by the crimping | compression-bonding at 80 degreeC.
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