JP2012153804A - 接着剤組成物および接着シート - Google Patents

Abstract

【課題】半導体パッケージの高信頼性化を可能とする接着剤組成物および接着シートを提供すること。また、多段スタックの半導体パッケージを製造する際に、製造工程を容易にし、生産性を良好にできる接着剤組成物および接着シートを提供する。
【解決手段】接着剤組成物は、アクリル重合体（Ａ）、エポキシ系熱硬化性化合物（Ｂ）、熱硬化剤（Ｃ）および多孔質シリカ（Ｄ）を含有することを特徴とする。
【選択図】なし

Description

本発明は、半導体素子（半導体チップ）を有機基板、リードフレームおよび他の半導体チップなどにダイボンディングする工程、あるいは半導体ウエハをダイシングし、かつ半導体チップを有機基板、リードフレームおよび他の半導体チップなどにダイボンディングする工程で使用する際に特に適した接着剤組成物、ならびに該接着剤組成物から形成された接着剤層を有する接着シートに関する。

シリコン、ガリウムヒ素などの半導体ウエハは大径の状態で製造される。半導体ウエハは、素子小片（半導体チップ）に切断分離（ダイシング）された後に、次工程であるボンディング工程に移されている。この際、半導体ウエハは予め接着シートに貼着された状態でダイシング、洗浄、乾燥、エキスパンディングおよびピックアップの各工程が加えられた後、次工程のボンディング工程に移送される。

これらの工程の中で、ピックアップ工程およびボンディング工程のプロセスを簡略化するため、ウエハ固定機能とダイ接着機能とを同時に兼ね備えたダイシング・ダイボンディング用粘接着シートが種々提案されている（例えば特許文献１〜４参照）。特許文献１〜４に開示されている粘接着シートは、いわゆるダイレクトダイボンディングを可能にし、ダイ接着用粘接着剤の塗布工程を省略できるようになる。例えば、前記粘接着シートを用いることにより、有機基板−チップ間、リードフレーム−チップ間、多段スタックのチップ−チップ間などのダイレクトダイボンディングが可能となる。

上記粘接着シートの製造性や使用時の工程適性（特にダイシング適性）に優れることから、アクリルバインダーとエポキシ系熱硬化性化合物とを含有する粘接着剤組成物から形成された粘接着剤層を有する粘接着シートが広く用いられている。

特開平０２−０３２１８１号公報 特開平０８−２３９６３６号公報 特開平１０−００８００１号公報 特開２０００−０１７２４６号公報

近年、ウエハ固定機能とダイ接着機能とを同時に兼ね備えた接着シートにおいて、接着剤組成物からなる接着剤層は、半導体装置（例えば半導体パッケージ）の製造工程であるモールド封止工程の際に高温に長時間晒される。その結果、未硬化の該接着剤層は完全に硬化し、基板や半導体チップに接着する。

しかしながら、該接着剤層は、モールド封止工程前に行われるワイヤボンディング工程時の加熱により、基板や半導体チップとの界面において部分的に硬化することがあり、そのため、基板や半導体チップに対する接着強度が低下し、半導体パッケージに対する信頼性が低下することがあった。このような半導体パッケージに対する信頼性の低下は、半導体チップ上に接着剤層を介して半導体チップを積層する多段スタックの半導体パッケージの製造の際に顕著であった。

従来、多段スタックの半導体パッケージの製造は、パッケージ信頼性の低下を防止するために、半導体チップ上に接着剤層を介して半導体チップを積層後、接着剤層を逐次硬化することにより行われていたが、このような製法では半導体パッケージの製造工程が煩雑になると共に、生産性が低下してしまう。

また、半導体チップの高密度化に伴い、半導体チップの積層数も増加しており、半導体パッケージに対する信頼性などの要求性能が従来よりも高まっている。

本発明の課題は、半導体パッケージの高信頼性化を可能とする接着剤組成物および接着シートを提供することにある。また、多段スタックの半導体パッケージを製造する際に、製造工程を容易にし、生産性を良好にできる接着剤組成物および接着シートを提供することにある。

本発明は、以下の要旨を含む。
（１）アクリル重合体（Ａ）、エポキシ系熱硬化性化合物（Ｂ）、熱硬化剤（Ｃ）および多孔質シリカ（Ｄ）を含有する接着剤組成物。

（２）多孔質シリカ（Ｄ）の含有量が、接着剤組成物１００質量部に対して１〜３５質量部である（１）に記載の接着剤組成物。

（３）多孔質シリカ（Ｄ）がメソポーラス構造を有する（１）または（２）に記載の接着剤組成物。

（４）多孔質シリカ（Ｄ）の平均細孔直径が２〜５０ｎｍである（３）に記載の接着剤組成物。

（５）上記（１）〜（４）のいずれかに記載の接着剤組成物から形成された接着剤層を有することを特徴とする接着シート。

本発明によれば、半導体パッケージの高信頼性化を可能とする接着剤組成物および接着シートを提供することができる。また、本発明の接着シートを用いることで、多段スタックの半導体パッケージの製造が容易になると共に、生産性が向上する。

以下、本発明の接着剤組成物および接着シートの詳細を説明する。なお、以下では本発明の接着剤組成物から形成された接着剤層を単に「接着剤層」とも記載する。

（接着剤組成物）
本発明の接着剤組成物は、アクリル重合体（Ａ）、エポキシ系熱硬化性化合物（Ｂ）、熱硬化剤（Ｃ）および多孔質シリカ（Ｄ）を含有する。また、該接着剤組成物の各種物性を改良するため、本発明の接着剤組成物に必要に応じて他の成分を配合してもよい。以下、これら各成分について具体的に説明する。

アクリル重合体（Ａ）
アクリル重合体（Ａ）としては、従来より公知のアクリル重合体を用いることができる。アクリル重合体（Ａ）の重量平均分子量は１万〜２００万であることが好ましく、１０万〜１５０万であることがより好ましい。アクリル重合体（Ａ）の重量平均分子量が低すぎると、後述する接着シートに用いる基材との剥離力が高くなってピックアップ不良が起こることがあり、２００万を超えると基板の凹凸に接着剤層が追従できないことがありボイドなどの発生要因になる。

アクリル重合体（Ａ）のガラス転移温度は、好ましくは−３０〜５０℃、更に好ましくは−１０〜４０℃、特に好ましくは０〜３０℃の範囲である。ガラス転移温度が低すぎると接着剤層と基材との剥離力が大きくなって、チップのピックアップ不良が起こることがあり、高すぎるとウエハを固定するための接着力が不十分となるおそれがある。

アクリル重合体（Ａ）を構成するモノマー（原料モノマー）としては、（メタ）アクリル酸エステルモノマーあるいはその誘導体が挙げられる。具体例としては、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、プロピル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレートなどのアルキル基の炭素数が１〜１８である（メタ）アクリル酸アルキルエステル；シクロアルキル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレート、ジシクロペンタニル（メタ）アクリレート、ジシクロペンテニル（メタ）アクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチル（メタ）アクリレート、イミド（メタ）アクリレートなどの環状骨格を有する（メタ）アクリル酸エステル；ヒドロキシメチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレートなどの水酸基含有（メタ）アクリル酸エステル；グリシジル（メタ）アクリレートなどのエポキシ基含有（メタ）アクリル酸エステル；が挙げられる。また、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸などを用いてもよい。これらは１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。

これらの中では、アクリル重合体（Ａ）を構成するモノマーとしては、エポキシ系熱硬化性化合物（Ｂ）との相溶性が良いアクリル重合体が得られることから、少なくとも水酸基含有（メタ）アクリル酸エステルを用いることが好ましい。この場合、アクリル重合体（Ａ）において、水酸基含有（メタ）アクリル酸エステルに由来する構成単位は、１〜３０質量％の範囲で含まれることが好ましく、３〜２０質量％の範囲で含まれることがより好ましい。

また、上記（メタ）アクリル酸エステルおよびその誘導体などと共に、本発明の目的を損なわない範囲で、酢酸ビニル、アクリロニトリル、スチレンなどを原料モノマーとして用いてもよい。

アクリル重合体（Ａ）は、上記原料モノマーを用いて、従来公知の方法に従って製造することができる。

エポキシ系熱硬化性化合物（Ｂ）
エポキシ系熱硬化性化合物（Ｂ）としては、従来公知の種々のエポキシ樹脂を用いることができる。エポキシ樹脂としては、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、フェニレン骨格型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、複素環型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、縮合環芳香族炭化水素変性エポキシ樹脂や、これらのハロゲン化物などの構造単位中に２つ以上の官能基が含まれるエポキシ樹脂が挙げられる。エポキシ樹脂のエポキシ当量は特に限定されないが、１５０〜２５０（ｇ／ｅｑ）であることが好ましい。エポキシ当量は、ＪＩＳ Ｋ７２３６；２００１に準じて測定される値である。これらのエポキシ樹脂は１種単独で用いてもよく、２種類以上を併用してもよい。

本発明の接着剤組成物において、エポキシ系熱硬化性化合物（Ｂ）の含有量は、アクリル重合体（Ａ）１００質量部に対して、通常は１〜１５００質量部、好ましくは５〜１０００質量部、さらに好ましくは１０〜５０質量部である。エポキシ系熱硬化性化合物（Ｂ）の含有量が上記範囲より下回ると、充分な接着力を有する接着剤層が得られないことがある。また、エポキシ系熱硬化性化合物（Ｂ）の含有量が上記範囲より上回ると、接着剤層と基材との密着力が高くなり過ぎ、チップのピックアップ不良が起こることがある。

熱硬化剤（Ｃ）
熱硬化剤（Ｃ）は、エポキシ系熱硬化性化合物（Ｂ）に対する熱硬化剤として機能する。熱硬化剤（Ｃ）としては、エポキシ基と反応しうる官能基を分子中に２個以上有する化合物が挙げられ、その官能基としてはフェノール性水酸基、アルコール性水酸基、アミノ基、カルボキシル基、酸無水物基などが挙げられる。これらの中では、フェノール性水酸基、アミノ基および酸無水物基が好ましく、フェノール性水酸基およびアミノ基がより好ましい。

熱硬化剤（Ｃ）の具体例としては、ノボラック型フェノール樹脂、ジシクロペンタジエン系フェノール樹脂、多官能系フェノール樹脂、アラルキルフェノール樹脂などのフェノール性熱硬化剤；ＤＩＣＹ（ジシアンジアミド）などのアミン系熱硬化剤が挙げられる。熱硬化剤（Ｃ）は１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。

本発明の接着剤組成物において、熱硬化剤（Ｃ）の含有量は、エポキシ系熱硬化性化合物（Ｂ）１００質量部に対して、通常は０．１〜５００質量部、好ましくは１〜２００質量部、さらに好ましくは１０〜１００質量部である。熱硬化剤（Ｃ）の含有量が上記範囲より下回ると、接着剤組成物の硬化性が不足して充分な接着力を有する接着剤層が得られないことがある。熱硬化剤（Ｃ）の含有量が上記範囲より上回ると、接着剤組成物の吸湿率が高まり、半導体パッケージの信頼性が低下することがある。

多孔質シリカ（Ｄ）
多孔質シリカ（Ｄ）を本発明の接着剤組成物に配合することにより、接着剤組成物の熱膨張係数を低下させることが可能となる。硬化後の接着剤層の熱膨張係数を、接着する上下チップまたは基板の熱膨張係数に近づけることができるため、接着剤層に耐熱性を付与することができ、パッケージ信頼性が向上する。また、ワイヤボンディング工程時の加熱による接着剤層の部分硬化を少なくすることができるため、後に行われるモールド封止工程の加熱で半導体パッケージを一括硬化しても、基板−チップ間やチップ−チップ間の接着強度は大きく、半導体パッケージに対する信頼性が向上する。この効果の原因は解明されていないが、多孔質シリカのポーラス構造、平均細孔直径等が影響していると考える。

多孔質シリカ（Ｄ）の平均細孔直径は、０．５〜５００ｎｍであることが好ましく、１〜５０ｎｍであることがさらに好ましい。
特に、多孔質シリカ（Ｄ）はメソポーラス構造を有することが好ましい。メソポーラス構造とは均一で規則的な細孔を備え、平均細孔直径が好ましくは１〜５０ｎｍ、より好ましくは２〜４０ｎｍの多孔質構造である。平均細孔直径は、ＢＪＨ法により求めることができる。

多孔質シリカ（Ｄ）の平均粒径は、２０μｍ以下であることが好ましく、０．０１〜５μｍがさらに好ましく、０．１〜３μｍ以下が特に好ましい。平均粒径は、乾式レーザー回折式粒度分布測定により求めることができる。粒形が球状でない場合には、最長径を粒径とする。

多孔質シリカ（Ｄ）の比表面積は、４００ｍ^２／ｇ以上であることが好ましく、５００〜２０００ｍ^２／ｇであることがさらに好ましい。比表面積は、ＢＥＴ法により求めることができる。

多孔質シリカ（Ｄ）は疎水処理を施して用いることが好ましい。疎水処理の方法は特に限定されないが、例えば特開２００９−１９０９０９号公報に記載の方法により行うことができる。多孔質シリカ（Ｄ）に疎水処理を施すことにより、パッケージ信頼性を向上させることができる。

多孔質シリカ（Ｄ）の例として、ＰＣ７００Ｇ−ＭＣＡ、ＰＣ７００Ｇ−ＰＴ、ＴＭＰＳ−１．５、ＴＭＰＳ−２．７、ＴＭＰＳ−４（アドマテックス社製メソポーラスシリカ）が挙げられる。

本発明の接着剤組成物において、多孔質シリカ（Ｄ）の含有量は、接着剤組成物１００質量部（固形分換算）に対して、１〜４０質量部であることが好ましく、３〜３５質量部がさらに好ましい。また、多孔質シリカ（Ｄ）の含有量は、上記成分（Ａ）〜（Ｄ）の合計１００質量部（固形分）に対して、１〜４０質量部であることが好ましく、３〜３５質量部であることがさらに好ましい。多孔質シリカ（Ｄ）の含有量を上記範囲とすることで、より厳しい条件でのパッケージ信頼性を向上させることができる。

その他の成分
本発明の接着剤組成物は、上記成分に加えて下記成分を含むことができる。

硬化促進剤（Ｅ）
本発明において、接着剤組成物の硬化速度を調整するため、硬化促進剤（Ｅ）を用いてもよい。硬化促進剤（Ｅ）としては、エポキシ系熱硬化性化合物（Ｂ）のエポキシ基と熱硬化剤（Ｃ）のフェノール性水酸基などとの反応を促進し得る化合物が挙げられ、具体的には、トリエチレンジアミン、ベンジルジメチルアミン、トリエタノールアミン、ジメチルアミノエタノール、トリス（ジメチルアミノメチル）フェノールなどの３級アミン類；２−メチルイミダゾール、２−フェニルイミダゾール、２−フェニル−４−メチルイミダゾール、２−フェニル−４，５−ジヒドロキシメチルイミダゾールなどのイミダゾール類；トリブチルホスフィン、ジフェニルホスフィン、トリフェニルホスフィンなどの有機ホスフィン類；テトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレート、トリフェニルホスフィンテトラフェニルボレートなどのテトラフェニルボロン塩などが挙げられる。硬化促進剤（Ｅ）は１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。

本発明の接着剤組成物において、硬化促進剤（Ｅ）の含有量は、エポキシ系熱硬化性化合物（Ｂ）および熱硬化剤（Ｃ）の合計１００質量部に対して、好ましくは０．００１〜１００質量部、より好ましくは０．０１〜５０質量部、さらに好ましくは０．１〜１０質量部である

カップリング剤（Ｆ）
本発明において、接着剤組成物の被着体に対する接着力および密着力を向上させるため、カップリング剤（Ｆ）を用いてもよい。カップリング剤（Ｆ）を使用することで、接着剤組成物を硬化して得られる硬化物の耐熱性を損なうことなく、その耐水性を向上させることができる。

カップリング剤（Ｆ）としては、アクリル重合体（Ａ）やエポキシ系熱硬化性化合物（Ｂ）などが有する官能基と反応する基を有する化合物が好ましく使用される。カップリング剤（Ｆ）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−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、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−（メタクリロプロピル）トリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−６−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−６−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、Ｎ−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、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メチルジメトキシシラン、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルファン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、イミダゾールシランなどが挙げられる。シランカップリング剤は１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。

本発明の接着剤組成物において、カップリング剤（Ｆ）の含有量は、アクリル重合体（Ａ）およびエポキシ系熱硬化性化合物（Ｂ）の合計１００質量部に対して、通常は０．１〜２０質量部である。カップリング剤（Ｆ）の含有量が上記範囲より下回ると上記効果が得られないことがあり、上記範囲より上回るとアウトガスの原因となることがある。

架橋剤（Ｇ）
本発明において、接着剤組成物の初期接着力および凝集力を調節するために、架橋剤（Ｇ）を添加することもできる。

架橋剤（Ｇ）としては、有機多価イソシアナート化合物、有機多価イミン化合物が挙げられる。有機多価イソシアナート化合物としては、芳香族多価イソシアナート化合物、脂肪族多価イソシアナート化合物、脂環族多価イソシアナート化合物およびこれらの多価イソシアナート化合物の三量体、ならびにこれら多価イソシアナート化合物とポリオール化合物とを反応させて得られる末端イソシアナートウレタンプレポリマー等を挙げることができる。

本発明の接着剤組成物において、架橋剤（Ｇ）の含有量は、アクリル重合体（Ａ）１００質量部に対して、通常０．０１〜１０質量部の範囲で調整が可能であるが、０．１〜５質量部であることが好ましく、０．５〜３質量部がさらに好ましい。架橋剤（Ｇ）の含有量を上記範囲とすることで、接着剤組成物の初期接着力および凝集力を適切に調節することができる。

エネルギー線硬化性化合物（Ｈ）
半導体ウエハなどのダイシング前に、エネルギー線硬化性化合物（Ｈ）をエネルギー線照射によって重合させることで、ダイシング時の接着剤層の弾性率を適切な範囲に調整すること、およびダイシング後の接着剤層の再密着を防止することができる。また、エネルギー線硬化性化合物（Ｈ）をエネルギー線照射によって重合させることで、ダイシング適性などの工程適性を損なわない範囲で基材と接着剤層との密着力を低下させることができる。このため、半導体チップのピックアップ工程において、基材と接着剤層との層間剥離を容易に行えるようになる。

エネルギー線硬化性化合物（Ｈ）は、紫外線や電子線などのエネルギー線の照射を受けると重合・硬化する化合物である。エネルギー線硬化性化合物（Ｈ）としては、分子内に１つ以上のエネルギー線重合性二重結合を有する化合物、例えばアクリレート系化合物が挙げられる。

アクリレート系化合物としては、トリメチロールプロパントリアクリレート、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、ジペンタエリスリトールモノヒドロキシペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、１，４−ブチレングリコ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、ポリエチレングリコールジアクリレート、オリゴエステルアクリレート、ウレタンアクリレート系オリゴマー、エポキシ変性アクリレート、ポリエーテルアクリレート、イタコン酸オリゴマー、ジシクロペンタジエン骨格含有多官能アクリレートなどが挙げられる。

エネルギー線硬化性化合物（Ｈ）の分子量（オリゴマーまたはポリマーの場合は重量平均分子量）は、通常は１００〜３００００、好ましくは２００〜９０００程度である。

本発明の接着剤組成物において、エネルギー線硬化性化合物（Ｈ）の含有量は、アクリル重合体（Ａ）１００質量部に対して、通常１〜４００質量部、好ましくは３〜３００質量部、より好ましくは１０〜２００質量部である。エネルギー線硬化性化合物（Ｈ）の含有量が上記範囲より上回ると、有機基板やリードフレームなどに対する接着剤層の接着力が低下することがある。

光重合開始剤（Ｉ）
接着剤組成物が、前述したエネルギー線硬化性化合物（Ｈ）を含有する場合には、その使用に際して、紫外線等のエネルギー線を照射して、エネルギー線硬化性化合物を硬化させる。この際、該組成物中に光重合開始剤（Ｉ）を含有させることで、重合硬化時間ならびに光線照射量を少なくすることができる。

光重合開始剤（Ｉ）としては、ベンゾフェノン、アセトフェノン、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンゾイン安息香酸、ベンゾイン安息香酸メチル、ベンゾインジメチルケタール、２，４−ジエチルチオキサンソン、１−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニルケトン、ベンジルジフェニルサルファイド、テトラメチルチウラムモノサルファイド、アゾビスイソブチロニトリル、ベンジル、ジベンジル、ジアセチル、１，２−ジフェニルメタン、２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド、β−クロールアンスラキノンなどが挙げられる。光重合開始剤（Ｉ）は１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。

本発明の接着剤組成物において、光重合開始剤（Ｉ）の含有量は、エネルギー線硬化性化合物（Ｈ）１００質量部に対して、通常は０．１〜１０質量部、好ましくは１〜５質量部である。光重合開始剤（Ｉ）の含有量が上記範囲より下回ると光重合の不足で満足なピックアップ性が得られないことがあり、上記範囲より上回ると光重合に寄与しない残留物が生成し、接着剤組成物の硬化性が不充分となることがある。

本発明の接着剤組成物には、上記各成分の他に、必要に応じて各種添加剤が含有されてもよい。各種添加剤としては、可とう性成分、可塑剤、帯電防止剤、酸化防止剤、顔料、染料などが挙げられる。

本発明の接着剤組成物は、接着性（例えば感圧接着性）と加熱硬化性とを有し、未硬化状態では各種被着体を一時的に保持する機能を有する。特に、上記接着剤組成物から形成される接着剤層は基材との密着性に優れているため、ダイシング適性などの工程適性が良好である。また、熱硬化を経て最終的には耐衝撃性の高い硬化物を与えることができ、しかもせん断強度と剥離強度とのバランスにも優れ、厳しい熱湿条件下においても充分な接着性を保持し得る。

本発明の接着剤組成物は、上記各成分を適宜の割合で混合して得られる。混合に際しては、各成分を予め溶媒で希釈しておいてもよく、また混合時に溶媒を加えてもよい。

本発明の接着剤組成物は、いわゆるダイシングシート、ダイボンディングシート、ダイシング・ダイボンディングシート、特にダイシング・ダイボンディングシートを構成する接着剤層の形成材料として、好適に用いるができる。

（接着シート）
本発明の接着シートは、上記接着剤組成物から形成された接着剤層を有し、通常は、該接着剤層は基材上に形成される。本発明の接着シートの形状は、テープ状、ラベル状などあらゆる形状をとり得る。

接着シートの基材としては、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリブテンフィルム、ポリブタジエンフィルム、ポリメチルペンテンフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、塩化ビニル共重合体フィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム、ポリブチレンテレフタレートフィルム、ポリウレタンフィルム、エチレン酢酸ビニル共重合体フィルム、アイオノマー樹脂フィルム、エチレン・（メタ）アクリル酸共重合体フィルム、エチレン・（メタ）アクリル酸エステル共重合体フィルム、ポリスチレンフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリイミドフィルム、フッ素樹脂フィルムなどの透明フィルム；該透明フィルムを着色した着色透明フィルムまたは着色不透明フィルム；これらの架橋フィルムや積層フィルムなどが挙げられる。

本発明の接着シートは、その使用に際して、基材側から紫外線などのエネルギー線照射を行う場合には、上記基材はエネルギー線に対して透明であることが好ましい。

また、通常は、本発明の接着シートは半導体ウエハなどの被着体に貼付され、被着体に所要の加工を施した後、接着剤層を被着体に固着残存させて基材から剥離する。すなわち、接着剤層を、基材から被着体に転写する工程を含むプロセスに好適に使用される。このため、基材の接着剤層に接する面の表面張力は、好ましくは４０ｍＮ／ｍ以下、さらに好ましくは３７ｍＮ／ｍ以下、特に好ましくは３５ｍＮ／ｍ以下である。下限値は通常２５ｍＮ／ｍ程度である。このような表面張力が低い基材は、材質を適宜に選択して得ることが可能であるし、また基材の表面に剥離剤を塗布して剥離処理を施すことで得ることもできる。

基材の剥離処理に用いられる剥離剤としては、アルキッド系、シリコーン系、フッ素系、不飽和ポリエステル系、ポリオレフィン系、ワックス系などの剥離剤が用いられるが、特にアルキッド系、シリコーン系、フッ素系の剥離剤が耐熱性を有するので好ましい。

上記剥離剤を用いて基材表面を剥離処理するためには、剥離剤をそのまま無溶剤で、または溶剤希釈やエマルション化して、（１）グラビアコーター、メイヤーバーコーター、エアナイフコーター、ロールコーターなどを用いて該剥離剤を基材表面に塗布して、常温硬化もしくは加熱硬化または電子線硬化させる、あるいは（２）ウェットラミネーション、ドライラミネーション、熱溶融ラミネーション、溶融押出ラミネーション、共押出加工などを実施することにより、基材と剥離剤からなる層との積層体を形成すればよい。

また、接着シートの基材としては、フィルム上に粘着剤層を有する粘着シートを用いてもよい。粘着シートの粘着剤層は、接着剤層を剥離できる程度の粘着力を有する弱粘着性のものを使用してもよいし、エネルギー線照射により粘着力が低下するエネルギー線硬化性のものを使用してもよい。

基材の厚みは、通常は１０〜５００μｍ、好ましくは１５〜３００μｍ、特に好ましくは２０〜２５０μｍ程度である。接着剤層の厚みは、通常は１〜５００μｍ、好ましくは５〜３００μｍ、特に好ましくは１０〜１５０μｍ程度である。

接着シートの製造方法は特に限定はされず、基材上に、接着剤層を構成する接着剤組成物を塗布乾燥することで製造してもよく、また接着剤層を剥離フィルム上に設け、これを上記基材に転写することで製造してもよい。なお、接着シートの使用前に、接着剤層を保護するために、接着剤層の上面に剥離フィルムを積層しておいてもよい。また、接着剤層の表面外周部には、リングフレームなどの他の治具を固定するために別途粘着剤層や粘着テープが設けられていてもよい。

（半導体装置の製造方法）
本発明の接着シートの利用方法について、該接着シートを半導体装置（例えば半導体パッケージ）の製造に適用した場合を例にとって説明する。半導体装置の製造方法は、上記接着シートの接着剤層に半導体ウエハを貼着し、該半導体ウエハをダイシングして半導体チップとし、該半導体チップ裏面に接着剤層を固着残存させて基材から剥離し、該半導体チップをダイパッド部上、または他の半導体チップ上に該接着剤層を介して載置する工程を含む。以下、上記半導体装置の製造方法の詳細を説明する。

上記半導体装置の製造方法においては、まず、半導体ウエハの一方の面およびリングフレームを本発明の接着シートの接着剤層上に載置し、軽く押圧し、半導体ウエハを固定する。次いで、ダイシングソーなどの切断手段を用いて、上記半導体ウエハを切断し半導体チップを得る。この際の切断深さは、半導体ウエハの厚みと接着剤層の厚みとの合計およびダイシングソーの磨耗分を加味した深さにする。

接着剤層にエネルギー線硬化性化合物（Ｈ）を含む場合には、接着剤層に基材側からエネルギー線を照射し、接着剤層の凝集力を上げ、接着剤層と基材との間の密着力を低下させておく。照射されるエネルギー線としては、紫外線（ＵＶ）または電子線（ＥＢ）などが挙げられ、好ましくは紫外線が用いられる。なお、エネルギー線照射は、半導体ウエハの貼付後〜半導体チップの剥離（ピックアップ）前のいずれの段階で行ってもよいが、ダイシング時の接着剤層の弾性率を適切な範囲に調整する、およびダイシング後の接着剤層の再密着を防止するという観点から、ダイシングの前に行うことが好ましい。また、エネルギー線照射は複数回に分けて行ってもよい。

次いで必要に応じ、接着シートのエキスパンドを行うと、半導体チップの間隔が拡張し、半導体チップのピックアップをさらに容易に行えるようになる。この際、接着剤層と基材との間にずれが発生することになり、接着剤層と基材との間の密着力が減少し、半導体チップのピックアップ性が向上する。

このようにして半導体チップのピックアップを行うと、切断された接着剤層を半導体チップ裏面に固着残存させて基材から剥離することができる。

次いで接着剤層を介して半導体チップを、有機基板もしくはリードフレームのダイパッド部、または下段となる他の半導体チップ（下段チップ）上に載置する。ダイパッド部または下段チップは、半導体チップを載置する前に加熱するか載置直後に加熱される。加熱温度は通常８０〜２００℃、好ましくは１００〜１８０℃であり、加熱時間は通常０．１秒〜５分、好ましくは０．５秒〜３分であり、載置するときの圧力は通常１ｋＰａ〜２００ＭＰａである。

半導体チップをダイパッド部または下段チップ上に載置した後、必要に応じさらに加熱を行ってもよい。この際の加熱条件は、上記加熱温度の範囲であって、加熱時間は通常１〜１８０分、好ましくは１０〜１２０分である。

また、載置後の完全硬化する加熱処理は行わずに仮接着状態としておき、パッケージ製造において通常行われる樹脂封止での加熱を利用して接着剤層を硬化させてもよい。その際には、封止樹脂を硬化させるために、通常は１５０〜１８０℃で２〜８時間程度の加熱が行われる。上記の加熱処理に代えて、封止工程での加熱処理を利用してもよい。

このような工程を経ることで、接着剤層が硬化し、半導体チップとダイパッド部または下段チップとを強固に接着することができる。接着剤層はダイボンド条件下では流動化しているため、ダイパッド部または下段チップの凹凸にも充分に埋め込まれ、ボイドの発生を防止できる。

すなわち、得られる実装品においては、半導体チップの固着手段である接着剤が硬化し、かつダイパッド部または下段チップの凹凸にも充分に埋め込まれた構成となるため、過酷な条件下にあっても、充分なパッケージ信頼性が達成される。

なお、半導体チップを他の半導体チップ上に接着剤層を介して載置する工程を含む半導体チップ装置の製造方法には、有機基板またはリードフレームのダイパッド部上に載置された他の半導体チップ上に接着剤層を介して半導体チップを載置する工程、または有機基板またはリードフレームのダイパッド部上に載置されていない他の半導体チップ上に接着剤層を介して半導体チップを載置する工程を含む。

本発明の接着剤組成物および接着シートは、上記のような使用方法の他、半導体化合物、ガラス、セラミックス、金属などの接着に使用することもできる。

以下、本発明を実施例により説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。なお、以下の実施例および比較例において、各評価は以下のようにして行った。

（１）半導体チップの製造
ドライポリッシュしたシリコンウエハ（１５０ｍｍ径、厚み７５μｍ）の研磨面に、実施例または比較例で得られた接着シートをテープマウンター（リンテック社製、Adwill RAD2500）により貼付し、同時にウエハダイシング用リングフレームに固定した。次いで、紫外線照射装置（リンテック社製、Adwill RAD2000）を用いて接着シートの基材面から紫外線を照射（２２０ｍＷ／ｃｍ^２、１６０ｍＪ／ｃｍ^２）した。その後、接着シートの貼付されたシリコンウエハを、ダイシング装置（DISCO社製、DFD651）を使用して８ｍｍ×８ｍｍのチップサイズにダイシングし、接着剤層を有する半導体チップ（接着剤層付き半導体チップ）を得た。ダイシングの際の切り込み量は、基材を２０μｍ切り込むようにした。

（２）半導体パッケージの製造
基板として、銅箔張り積層板（三菱ガス化学株式会社製、CCL-HL830）の銅箔に回路パターンが形成され、パターン上にソルダーレジスト（太陽インキ製、PSR-4000 AUS303）を有しているＢＴ基板（株式会社ちの技研製、LN001E-001 PCB(Au)AuS303）を用いた。

ダイボンダー（キャノンマシナリー製：BESTEM DO2）を用いて、上記（１）で得られた接着剤層付き半導体チップ（８ｍｍ×８ｍｍ）を基材から取り上げ、接着シートの接着剤層を介して、１２０℃、２５０ｇｆ、０．５秒間の条件で基板上に半導体チップを圧着した。その後、ワイヤボンディング工程で負荷される熱を想定して、加熱（１７５℃の雰囲気下、１時間）した。次にモールド樹脂（京セラケミカル株式会社製、KE1100AS3）で封止厚４００μｍになるように、上記半導体チップを封止した（封止装置：アピックヤマダ株式会社製MPC-06M Trial Press）。その後、１７５℃で５時間かけてモールド樹脂を硬化させた。

次に、封止した基板をダイシングテープ（リンテック株式会社製Adwill D-510T）に貼付して、ダイシング装置（DISCO社製、DFD651）を使用して１２ｍｍ×１２ｍｍサイズにダイシングすることで、信頼性評価用の半導体パッケージを得た。

＜半導体パッケージの耐ＩＲリフロー性評価＞
得られた半導体パッケージを、８５℃、６０％ＲＨ条件下に１６８時間放置して吸湿させた後、最高温度２６０℃、加熱時間１分間のＩＲリフロー条件での加熱を３回行った（リフロー炉：相模理工製WL-15-20DNX型）。この際、接合部の浮き・はがれの有無、パッケージクラック発生の有無を、走査型超音波探傷装置（日立建機ファインテック製Hye-Focus）および断面観察により評価した。基板または半導体チップの接合部に面積０．５ｍｍ²以上の剥離を観察した場合を剥離していると判断し、半導体パッケージを２５個試験に投入したときの接合部の浮き・はがれ、パッケージクラックなどが発生していないサンプルの個数を（良品数）を数えた。結果を表２に示す（良品数／試験個数）。

（実施例および比較例）
表１に記載の組成の接着剤組成物を使用した。表１中、各成分の数値は固形分換算の質量部を示す。表１に記載の組成の接着剤組成物をシリコーン処理された剥離フィルム（リンテック製、SP-PET381031）上に乾燥後厚みが２０μｍになるように塗布、乾燥（乾燥条件：オーブンにて１００℃、１分間）した後に、ポリオレフィン基材（厚さ１００μｍ、表面張力３５ｍＮ／ｍ）と貼り合せて、接着剤層を基材上に転写することで、所望の接着シートを得た。

表１の各材料は、下記に示すとおりである。
（Ａ）アクリル重合体；メチルアクリレート／２−ヒドロキシエチルアクリレート（８５／１５質量％、重量平均分子量：約４０万）からなる共重合体
（Ｂ）エポキシ系熱硬化性化合物；ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン株式会社製エピコート８２８、エポキシ当量１８９ｇ／ｅｑ）
（Ｃ）熱硬化剤；ノボラック型フェノール樹脂（昭和高分子株式会社製ショウノールBRG-556、フェノール性水酸基当量１０４ｇ／ｅｑ）
（Ｄ１）多孔質シリカ；疎水処理したメソポーラスシリカ（株式会社アドマテックス社製PC700G-MCA）
（Ｄ２）無孔質シリカ（株式会社アドマテックス社製アドマファインSC2050-MA）
（Ｄ３）無孔質シリカ（株式会社アドマテックス社製アドマファインＮ−フェニル−３−アミノプロピルトリメトキシシラン修飾）
（Ｅ）硬化促進剤；イミダゾール（四国化成工業株式会社製キュアゾール2PHZ）
（Ｆ）カップリング剤；シランカップリング剤（三菱化学株式会社製MKCシリケートMSEP2）
（Ｇ）架橋剤；芳香族性ポリイソシアナート（日本ポリウレタン工業株式会社製コロネートＬ）

上記結果から、本発明の接着シートを用いることで、耐ＩＲリフロー性評価が良好な半導体パッケージを得ることができる。つまり、本発明の接着シートを用いることで、半導体パッケージの信頼性を向上させることができる。

Claims (5)

1. アクリル重合体（Ａ）、エポキシ系熱硬化性化合物（Ｂ）、熱硬化剤（Ｃ）および多孔質シリカ（Ｄ）を含有する接着剤組成物。
2. 多孔質シリカ（Ｄ）の含有量が、接着剤組成物１００質量部に対して１〜３５質量部である請求項１に記載の接着剤組成物。
3. 多孔質シリカ（Ｄ）がメソポーラス構造を有する請求項１または２に記載の接着剤組成物。
4. 多孔質シリカ（Ｄ）の平均細孔直径が２〜５０ｎｍである請求項３に記載の接着剤組成物。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の接着剤組成物から形成された接着剤層を有することを特徴とする接着シート。