JP2021011512A - 接着剤組成物、フィルム状接着剤、接着シート、ダイシング・ダイボンディング一体型接着シート、並びに半導体装置及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】フィルム状接着剤を形成したときの加工性及び低温貼付性に優れ、線膨張率を充分に低減することが可能な接着剤組成物を提供すること。【解決手段】エポキシ樹脂と、硬化剤と、エラストマーと、フィラーとを含有し、エラストマーがポリウレタン樹脂を含む、接着剤組成物。【選択図】なし
Description
本発明は、接着剤組成物、フィルム状接着剤、接着シート、ダイシング・ダイボンディング一体型接着シート、並びに半導体装置及びその製造方法に関する。
従来、半導体素子と半導体素子搭載用支持部材との接合には、銀ペーストが主に使用されている。しかしながら、近年の半導体素子の大型化、半導体パッケージの小型化及び高性能化に伴い、使用される半導体素子搭載用支持部材にも小型化及び細密化が要求されている。このような要求に対して、濡れ広がり性、はみ出し、半導体素子の傾き等に起因して発生するワイヤボンディング時における不具合、厚さ制御の困難性、ボイド発生などによって、銀ペーストでは充分に対処できなくなってきている。そのため、近年、銀ペーストに代わって、フィルム状接着剤を備える接着シートが使用されるようになっている(例えば、特許文献1、2参照)。このような接着シートは、個片貼付け方式、ウェハ裏面貼付け方式等の半導体装置の製造方法において使用されている。
個片貼付け方式によって半導体装置を製造する場合、まず、リール状の接着シートをカッティング又はパンチングによって個片に切り出した後、フィルム状接着剤を半導体素子搭載用支持部材に貼り合わせる。その後、ダイシング工程によって個片化された半導体素子を、フィルム状接着剤付きの半導体素子搭載用支持部材に接合する。その後、ワイヤボンド、封止等の組立工程を経て、半導体装置が製造される(例えば、特許文献3参照)。しかし、個片貼付け方式の場合、接着シートを切り出して半導体素子搭載用支持部材に接着するための専用の組立装置が必要であり、銀ペーストを使用する方法に比べて製造コストが高くなるという問題がある。
一方、ウェハ裏面貼付け方式によって半導体装置を製造する場合、まず、半導体ウェハの裏面にフィルム状接着剤を貼付け、さらにフィルム状接着剤の他方の面にダイシングシートを貼り合わせる。その後、ダイシングによって、フィルム状接着剤が貼り合わされた状態で半導体ウェハを個片化して半導体素子を作製する。次いで、フィルム状接着剤付きの半導体素子をピックアップして、半導体素子搭載用支持部材に接合する。その後、ワイヤボンド、封止等の組立工程を経て、半導体装置が製造される(例えば、特許文献4参照)。このウェハ裏面貼付け方式は、個片貼付け方式とは異なり、専用の組立装置を必要とすることなく、従来の銀ペースト用の組立装置をそのまま、又は熱盤を付加する等の装置を一部改良して用いることができる。そのため、ウェハ裏面貼付け方式は、接着シートを用いた半導体装置の製造方法の中で製造コストを比較的抑えることができる傾向にある。
ところで、ウェハ裏面貼付け方式に用いられる接着剤には、応力が発生し難い性質を有していることが求められる。半導体素子において、接着剤に由来する応力が半導体チップに発生すると、例えば、半導体素子搭載用支持部材と半導体素子との間で剥がれが発生し、半導体装置の導通不良等が生じるおそれがある。
半導体素子における半導体チップへの応力の発生は、接着剤を加熱硬化した温度から冷却する過程において、半導体チップと、接着剤の硬化物と、基板との間の収縮率の温度依存性(線膨張率)の差が主な要因である。そのため、接着剤の硬化物の線膨張率を低下させることによって、半導体素子における半導体チップへの応力を抑制できると推測される。従来、接着剤の硬化物の線膨張率を低下させる方法としては、例えば、接着剤に対して無機フィラーを大量に添加する方法が知られている(例えば、特許文献5参照)。
しかしながら、接着剤に対して無機フィラーを大量に添加すると、接着剤の硬化物の線膨張率を低下させることができるものの、このような接着剤を用いてフィルム状接着剤を形成したときに、フィルム状接着剤自体が脆くなって加工性が低下するおそれ、又は半導体ウェハへの低温での貼付性が低下するおそれがある。
そこで、本発明は、フィルム状接着剤を形成したときの加工性及び低温貼付性に優れ、線膨張率を充分に低減することが可能な接着剤組成物を提供することを主な目的とする。
本発明の一側面は、エポキシ樹脂と、硬化剤と、エラストマーと、フィラーとを含有し、エラストマーがポリウレタン樹脂を含む、接着剤組成物を提供する。このような接着剤組成物によれば、フィルム状接着剤を形成したときの加工性及び低温貼付性に優れ、線膨張率を充分に低減することが可能となり得る。
硬化剤は、フェノール樹脂を含んでいてもよい。
エラストマーの含有量は、接着剤組成物の総量を基準として、2〜20質量%であってよい。エラストマーの含有量がこのような範囲にあると、フィルム状接着剤を形成したときの加工性により優れる傾向にある。
フィラーの含有量は、接着剤組成物の総量を基準として、50〜90質量%であってよい。フィラーの含有量がこのような範囲にあると、線膨張率をより充分に低減することが可能となる傾向にある。本発明の一側面に係る接着剤組成物は、このように比較的にフィラーの含有量が多い場合であっても、フィルム状接着剤を形成したときの加工性及び低温貼付性により優れるものとなり得る。
接着剤組成物は、硬化促進剤をさらに含有していてもよい。
本発明の一側面に係る接着剤組成物は、基板上に第1のワイヤを介して第1の半導体素子がワイヤボンディング接続されると共に、第1の半導体素子上に、第2の半導体素子が圧着されてなる半導体装置において、第2の半導体素子を圧着すると共に第1のワイヤの少なくとも一部を埋め込むために用いられるものであってよい。
本発明はさらに、エポキシ樹脂と、硬化剤と、フィラーと、エラストマーとを含有し、エラストマーがポリウレタン樹脂を含む、組成物の、基板上に第1のワイヤを介して第1の半導体素子がワイヤボンディング接続されると共に、第1の半導体素子上に、第2の半導体素子が圧着されてなる半導体装置において、第2の半導体素子を圧着すると共に第1のワイヤの少なくとも一部を埋め込むために用いられる、接着剤としての応用(使用)又は接着剤の製造のための応用(使用)に関してもよい。
本発明の他の一側面は、上記の接着剤組成物をフィルム状に形成してなる、フィルム状接着剤を提供する。
本発明の他の一側面は、基材と、基材上に設けられた上記のフィルム状接着剤とを備える、接着シートを提供する。
基材は、ダイシングテープであってよい。基材がダイシングテープである接着シートを「ダイシング・ダイボンディング一体型接着シート」という場合がある。
本発明の他の一側面は、ダイシングテープと、ダイシングテープ上に設けられた上記のフィルム状接着剤とを備える、ダイシング・ダイボンディング一体型接着シートを提供する。
本発明の他の一側面は、基板及び基板上に設けられた回路パターンを有する支持部材上に第1の半導体素子を配置し、第1のワイヤを介して回路パターンと第1の半導体素子とを電気的に接続するワイヤボンディング工程と、第2の半導体素子の片面に、上記のフィルム状接着剤を貼付するラミネート工程と、フィルム状接着剤が貼付された第2の半導体素子を、フィルム状接着剤を介して圧着して、第1の半導体素子及び第1のワイヤ、又は、第1のワイヤの少なくとも一部をフィルム状接着剤に埋め込むダイボンド工程とを備える、半導体装置の製造方法を提供する。
本発明の他の一側面は、基板及び基板上に設けられた回路パターンを有する支持部材と、支持部材上に設けられた第1の半導体素子と、第1の半導体素子に、上記のフィルム状接着剤を介して接着されている第2の半導体素子とを備える、半導体装置であって、支持部材と第1の半導体素子とが接着剤を介して接着されており、回路パターンと第1の半導体素子とが第1のワイヤを介して電気的に接続されており、第1のワイヤ及び第1の半導体素子、又は、第1のワイヤの少なくとも一部がフィルム状接着剤によって埋め込まれている、半導体装置を提供する。
ここで、半導体装置は、第1のワイヤ及び第1の半導体素子がフィルム状接着剤に埋め込まれてなる半導体素子(半導体チップ)埋込型の半導体装置であっても、第1のワイヤの少なくとも一部がフィルム状接着剤に埋め込まれてなるワイヤ埋込型の半導体装置であってもよい。
本発明によれば、フィルム状接着剤を形成したときの加工性及び低温貼付性に優れ、線膨張率を充分に低減することが可能な接着剤組成物が提供される。当該接着剤組成物をフィルム状に形成してなるフィルム状接着剤は、半導体素子(半導体チップ)埋め込み型フィルム状接着剤であるFOD(Film Over Die)又はワイヤ埋め込み型フィルム状接着剤であるFOW(Film Over Wire)として有用となり得る。また、本発明によれば、このようなフィルム状接着剤を用いた接着シート及び半導体装置の製造方法が提供される。
以下、図面を適宜参照しながら、本発明の実施形態について説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
[接着剤組成物]
一実施形態に係る接着剤組成物は、(A)エポキシ樹脂と、(B)硬化剤と、(C)エラストマーと、(D)フィラーとを含有する。接着剤組成物は、熱硬化性であり、半硬化(Bステージ)状態を経て、硬化処理後に完全硬化(Cステージ)状態となり得る。
一実施形態に係る接着剤組成物は、(A)エポキシ樹脂と、(B)硬化剤と、(C)エラストマーと、(D)フィラーとを含有する。接着剤組成物は、熱硬化性であり、半硬化(Bステージ)状態を経て、硬化処理後に完全硬化(Cステージ)状態となり得る。
<(A)成分:エポキシ樹脂>
(A)成分は、加熱等によって、分子間で三次元的な結合を形成し硬化する性質を有し、硬化後に接着作用を示す成分である。(A)成分は、分子内にエポキシ基を有するものであれば、特に制限なく用いることができる。(A)成分は、分子内に2以上のエポキシ基を有しているものであってよい。
(A)成分は、加熱等によって、分子間で三次元的な結合を形成し硬化する性質を有し、硬化後に接着作用を示す成分である。(A)成分は、分子内にエポキシ基を有するものであれば、特に制限なく用いることができる。(A)成分は、分子内に2以上のエポキシ基を有しているものであってよい。
(A)成分としては、例えば、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、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、ビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールFノボラック型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、トリアジン骨格含有エポキシ樹脂、フルオレン骨格含有エポキシ樹脂、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、キシリレン型エポキシ樹脂、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、多官能フェノール類、アントラセン等の多環芳香族類のジグリシジルエーテル化合物などが挙げられる。(A)成分は、これらのアルキル置換体、ハロゲン化物、又は水素添加物であってもよい。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てもよい。これらの中でも、(A)成分は、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂又はビスフェノール型エポキシ樹脂であってよい。
(A)成分のエポキシ当量は、特に制限されないが、90〜600g/eq、100〜500g/eq、又は120〜450g/eqであってよい。(A)成分のエポキシ当量がこのような範囲にあると、より良好な反応性及び流動性が得られる傾向にある。
(A)成分の含有量は、接着剤組成物の総量を基準として、2〜25質量%であってよい。(A)成分の含有量は、接着剤組成物の総量を基準として、4質量%以上、6質量%以上、又は8質量%以上であってもよく、22質量%以下、20質量%以下、又は18質量%以下であってもよい。
<(B)成分:硬化剤>
(B)成分は、エポキシ樹脂の硬化剤となり得る成分である。(B)成分としては、例えば、フェノール樹脂、活性エステル樹脂等が挙げられる。
(B)成分は、エポキシ樹脂の硬化剤となり得る成分である。(B)成分としては、例えば、フェノール樹脂、活性エステル樹脂等が挙げられる。
フェノール樹脂は、分子内にフェノール性水酸基を有するものであれば特に制限なく用いることができる。フェノール樹脂としては、例えば、フェノール、クレゾール、レゾルシン、カテコール、ビスフェノールA、ビスフェノールF、フェニルフェノール、アミノフェノール等のフェノール類及び/又はα−ナフトール、β−ナフトール、ジヒドロキシナフタレン等のナフトール類とホルムアルデヒド等のアルデヒド基を有する化合物とを酸性触媒下で縮合又は共縮合させて得られるノボラック型フェノール樹脂、アリル化ビスフェノールA、アリル化ビスフェノールF、アリル化ナフタレンジオール、フェノールノボラック、フェノール等のフェノール類及び/又はナフトール類とジメトキシパラキシレン又はビス(メトキシメチル)ビフェニルから合成されるフェノールアラルキル樹脂、ナフトールアラルキル樹脂、ビフェニルアラルキル型フェノール樹脂、フェニルアラルキル型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てもよい。フェノール樹脂は、ノボラック型フェノール樹脂であってよい。
活性エステル樹脂は、分子内にエポキシ基に活性なエステル結合を有し、エポキシ樹脂硬化剤として作用する成分である。活性エステル樹脂は、当該エステル結合が(A)成分のエポキシ基と反応して、分子間で三次元的な結合を形成し得る。(B)成分として活性エステル樹脂を用いることによって、接着剤組成物の硬化物において、誘電正接を低減することが可能となる。活性エステル樹脂としては、分子内にエステル結合を有するものであれば特に制限されないが、例えば、脂肪族又は芳香族カルボン酸化合物と、脂肪族ヒドロキシ化合物、芳香族ヒドロキシ化合物(フェノール化合物)、芳香族チオール化合物(チオフェノール化合物)、N−ヒドロキシアミン化合物、複素環ヒドロキシ化合物と、から構成されるエステル化合物等が挙げられる。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てもよい。脂肪族カルボン酸化合物又は脂肪族ヒドロキシ化合物から得られるエステル化合物は、脂肪族鎖を含むことから、有機溶媒への可溶性及びエポキシ樹脂との相溶性を向上させることができる傾向にある。芳香族カルボン酸化合物又は芳香族ヒドロキシ化合物(フェノール化合物)から得られるエステル化合物は、芳香族環を有することから、耐熱性を向上させることができる傾向にある。これらの中でも、活性エステル樹脂は、芳香族カルボン酸化合物及び芳香族ヒドロキシ化合物(フェノール化合物)から得られるエステル化合物であってもよい。
活性エステル樹脂の市販品としては、例えば、ジシクロペンタジエン型ビスフェノール構造を有する、EXB9451、EXB9460、EXB9460S、HPC−8000−65T(いずれもDIC株式会社製、商品名)、ナフタレン構造を有する、EXB9416−70BK(DIC株式会社製、商品名)、フェノールノボラックのアセチル構造を有する、DC808(三菱化学株式会社製、商品名)、フェノールノボラックのベンゾイル構造を有する、YLH1026(三菱化学株式会社製、商品名)等が挙げられる。
(B)成分は、耐熱性の観点から、フェノール樹脂を含んでいてもよい。フェノール樹脂の水酸基当量は、特に制限されないが、80〜400g/eq、90〜350g/eq、又は100〜300g/eqであってよい。フェノール樹脂の水酸基当量がこのような範囲にあると、より良好な反応性及び流動性が得られる傾向にある。
(A)成分のエポキシ当量と(B)成分(フェノール樹脂)の水酸基当量との比((A)成分のエポキシ当量/(B)成分(フェノール樹脂)の水酸基当量)は、硬化性の観点から、0.30/0.70〜0.70/0.30、0.35/0.65〜0.65/0.35、0.40/0.60〜0.60/0.40、又は0.45/0.55〜0.55/0.45であってよい。当該当量比が0.30/0.70以上であると、より充分な硬化性が得られる傾向にある。当該当量比が0.70/0.30以下であると、粘度が高くなり過ぎることを防ぐことができ、より充分な流動性を得ることができる。
(B)成分の含有量は、接着剤組成物の総量を基準として、2〜20質量%であってよい。(B)成分の含有量は、接着剤組成物の総量を基準として、3質量%以上、4質量%以上、又は5質量%以上であってもよく、18質量%以下、15質量%以下、又は12質量%以下であってもよい。
<(C)成分:エラストマー>
(C)成分は、ポリウレタン樹脂を含む。(C)成分がポリウレタン樹脂を含むことによって、接着剤組成物に柔軟性を付与することができ、接着剤組成物は、フィルム状接着剤を形成したときの加工性及び低温貼付性に優れたものとなり得る。
(C)成分は、ポリウレタン樹脂を含む。(C)成分がポリウレタン樹脂を含むことによって、接着剤組成物に柔軟性を付与することができ、接着剤組成物は、フィルム状接着剤を形成したときの加工性及び低温貼付性に優れたものとなり得る。
ポリウレタン樹脂は、分子内にウレタン結合を有するものであれば特に制限なく用いることができる。ポリウレタン樹脂は、ポリオールに由来する構成単位と、ポリイソシアネートに由来する構成単位とを有するものであってよい。すなわち、ポリウレタン樹脂は、ポリオールとポリイソシアネートとの反応生成物(又は重縮合物)であってよい。ポリウレタン樹脂は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。
ポリオールは、1を超え好ましくは2以上のヒドロキシ基を有する化合物であれば、特に制限なく用いることができる。ポリオールとしては、例えば、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリエーテルエステルポリオール、ポリウレタンポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリオレフィンポリオール等が挙げられる。ポリオールは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。ポリオールは、ヒドロキシ基を2つ有する化合物(ジオール)又はヒドロキシ基を3つ有する化合物(トリオール)を含んでいてもよい。
ポリイソシアネートは、1を超え好ましくは2以上のイソシアネート基を有する化合物であれば、特に制限なく用いることができる。ポリイソシアネートとしては、例えば、ジフェニルメタンジイソシアネート、ジメチルジフェニルメタンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、p−フェニレンジイソシアネート等の芳香族イソシアネート;ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート等の脂環族イソシアネート;ヘキサメチレンジイソシアネート等の脂肪族イソシアネートなどが挙げられる。ポリイソシアネートは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。ポリイソシアネートは、イソシアネート基を2つ有する化合物(ジイソシアネート)を含んでいてもよい。
ポリウレタン樹脂の市販品としては、例えば、PANDEX(商標登録)シリーズ、Desmopan(商標登録)シリーズ、Texin(商標登録)シリーズ(ディーアイシーコベストロポリマー株式会社)等が挙げられる。
ポリウレタン樹脂の含有量は、(C)成分の総量を基準として、50〜100質量%、70〜100質量%、又は90〜100質量%であってよい。
(C)成分は、ポリウレタン樹脂に加えて、ポリウレタン樹脂以外のエラストマーを含んでいてもよい。ポリウレタン樹脂以外のエラストマーとしては、例えば、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、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。
ポリウレタン樹脂以外のエラストマーの含有量は、(C)成分の総量を基準として、0〜50質量%、0〜30質量%、又は0〜10質量%であってよい。
(C)成分のガラス転移温度(Tg)は、−50〜50℃又は−30〜20℃であってよい。アクリル樹脂のTgが−50℃以上であると、接着剤組成物をフィルムに形成した後のタック性が低くなるため取り扱い性がより向上する傾向にある。アクリル樹脂のTgが50℃以下であると、接着剤組成物の流動性をより充分に確保できる傾向にある。ここで、(C)成分のガラス転移温度(Tg)は、DSC(熱示差走査熱量計)(例えば、株式会社リガク製、商品名:Thermo Plus 2)を用いて測定された値を意味する。
(C)成分の重量平均分子量(Mw)は、1万〜120万又は5万〜100万であってよい。(C)成分のMwが1万以上であると、成膜性により優れる傾向にある。(C)成分のMwが120万以下であると、流動性により優れる傾向にある。なお、Mwは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)で測定し、標準ポリスチレンによる検量線を用いて換算した値である。
(C)成分のMwの測定装置、測定条件等は、以下のとおりである。
ポンプ:L−6000(株式会社日立製作所製)
カラム:ゲルパック(Gelpack)GL−R440(日立化成株式会社製)、ゲルパック(Gelpack)GL−R450(日立化成株式会社製)、及びゲルパックGL−R400M(日立化成株式会社製)(各10.7mm(直径)×300mm)をこの順に連結したカラム
溶離液:テトラヒドロフラン(THF)
サンプル:試料120mgをTHF5mLに溶解させた溶液
流速:1.75mL/分
ポンプ:L−6000(株式会社日立製作所製)
カラム:ゲルパック(Gelpack)GL−R440(日立化成株式会社製)、ゲルパック(Gelpack)GL−R450(日立化成株式会社製)、及びゲルパックGL−R400M(日立化成株式会社製)(各10.7mm(直径)×300mm)をこの順に連結したカラム
溶離液:テトラヒドロフラン(THF)
サンプル:試料120mgをTHF5mLに溶解させた溶液
流速:1.75mL/分
(C)成分の含有量は、より優れた加工性を得る観点から、接着剤組成物の総量を基準として、2〜20質量%であってよい。(C)成分の含有量は、接着剤組成物の総量を基準として、3質量%以上、4質量%以上、又は5質量%以上であってもよく、18質量%以下、16質量%以下、又は14質量%以下であってもよい。なお、(C)成分がポリウレタン樹脂のみから構成される場合、「(C)成分」との記載を、「ポリウレタン樹脂」との記載に読み替えて適用することができる。
<(D)成分:フィラー>
(D)成分は、無機フィラーであってよい。(D)成分としては、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、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、ホウ酸アルミウィスカ、窒化ホウ素、結晶性シリカ、非晶性シリカ等が挙げられる。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てもよい。これらの中でも、(D)成分は、シリカを含んでいてもよい。
(D)成分は、無機フィラーであってよい。(D)成分としては、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、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、ホウ酸アルミウィスカ、窒化ホウ素、結晶性シリカ、非晶性シリカ等が挙げられる。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てもよい。これらの中でも、(D)成分は、シリカを含んでいてもよい。
(D)成分の平均粒径は、接着性がより向上する観点から、0.005〜2.0μm、0.005〜1.5μm、0.005〜1.0μmであってよい。ここで、平均粒径は、BET比表面積から換算することによって求められる値を意味する。
(D)成分は、その表面と溶剤、他の成分等との相溶性、接着強度の観点から表面処理剤によって表面処理されていてもよい。表面処理剤としては、例えば、シラン系カップリング剤等が挙げられる。シラン系カップリング剤の官能基としては、例えば、ビニル基、(メタ)アクリロイル基、エポキシ基、メルカプト基、アミノ基、ジアミノ基、アルコキシ基、エトキシ基等が挙げられる。
(D)成分の含有量は、線膨張率をより充分に低減する観点から、接着剤組成物の総量を基準として、50〜90質量%であってよい。(D)成分の含有量は、接着剤組成物の総量を基準として、52質量%以上、55質量%以上、58質量%以上、又は60質量%以上であってもよく、88質量%以下、85質量%以下、82質量%以下、又は80質量%以下であってもよい。
接着剤組成物は、(E)硬化促進剤及び/又は(F)カップリング剤をさらに含有していてもよい。
<(E)成分:硬化促進剤>
接着剤組成物が(E)成分を含有することによって、接着剤組成物の接着性と接続信頼性とをより両立することができる傾向にある。(E)成分としては、例えば、イミダゾール類及びその誘導体、有機リン系化合物、第二級アミン類、第三級アミン類、第四級アンモニウム塩等が挙げられる。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てもよい。これらの中でも、反応性の観点から(E)成分はイミダゾール類及びその誘導体であってよい。
接着剤組成物が(E)成分を含有することによって、接着剤組成物の接着性と接続信頼性とをより両立することができる傾向にある。(E)成分としては、例えば、イミダゾール類及びその誘導体、有機リン系化合物、第二級アミン類、第三級アミン類、第四級アンモニウム塩等が挙げられる。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てもよい。これらの中でも、反応性の観点から(E)成分はイミダゾール類及びその誘導体であってよい。
イミダゾール類としては、例えば、2−メチルイミダゾール、1−ベンジル−2−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−メチルイミダゾール等が挙げられる。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てもよい。
(E)成分の含有量は、接着剤組成物の総量を基準として、0.01〜1.0質量%であってよい。(E)成分の含有量がこのような範囲にあると、接着性と接続信頼性とをより両立することができる傾向にある。
<(F)成分:カップリング剤>
接着剤組成物が(F)成分を含有することによって、接着剤組成物の異種成分間の界面結合をより高めることができる傾向にある。(F)成分としては、例えば、シラン系カップリング剤、チタネート系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤等が挙げられる。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てもよい。これらの中でも、(F)成分は、シラン系カップリング剤であってよい。
接着剤組成物が(F)成分を含有することによって、接着剤組成物の異種成分間の界面結合をより高めることができる傾向にある。(F)成分としては、例えば、シラン系カップリング剤、チタネート系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤等が挙げられる。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てもよい。これらの中でも、(F)成分は、シラン系カップリング剤であってよい。
シラン系カップリング剤としては、例えば、ビニルトリクロロシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス(β−メトキシエトキシ)シラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、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メトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、γ−アニリノプロピルトリメトキシシラン、γ−アニリノプロピルトリエトキシシラン、γ−(N,N−ジメチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−(N,N−ジエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−(N,N−ジブチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−(N−メチル)アニリノプロピルトリメトキシシラン、γ−(N−エチル)アニリノプロピルトリメトキシシラン、γ−(N,N−ジメチル)アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−(N,N−ジエチル)アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−(N,N−ジブチル)アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−(N−メチル)アニリノプロピルトリエトキシシラン、γ−(N−エチル)アニリノプロピルトリエトキシシラン、γ−(N,N−ジメチル)アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−(N,N−ジエチル)アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−(N,N−ジブチル)アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−(N−メチル)アニリノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−(N−エチル)アニリノプロピルメチルジメトキシシラン、N−(トリメトキシシリルプロピル)エチレンジアミン、N−(ジメトキシメチルシリルイソプロピル)エチレンジアミン、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、ヘキサメチルジシラン、ビニ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、γ−ウレイドプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。
(F)成分の含有量は、接着剤組成物の総量を基準として、0.1〜5.0質量%であってよい。(F)成分の含有量がこのような範囲にあると、異種成分間の界面結合をより高めることができる傾向にある。
<その他の成分>
接着剤組成物は、その他の成分として、抗酸化剤、レオロジーコントロール剤、レベリング剤等をさらに含有していてもよい。これらの成分の含有量は、接着剤組成物の総量を基準として、0.01〜3質量%であってよい。
接着剤組成物は、その他の成分として、抗酸化剤、レオロジーコントロール剤、レベリング剤等をさらに含有していてもよい。これらの成分の含有量は、接着剤組成物の総量を基準として、0.01〜3質量%であってよい。
接着剤組成物は、溶剤で希釈された接着剤組成物のワニスとして用いてもよい。溶剤は、(D)成分以外の成分を溶解できるものであれば特に制限されない。溶剤としては、例えば、トルエン、キシレン、メシチレン、クメン、p−シメン等の芳香族炭化水素;ヘキサン、ヘプタン等の脂肪族炭化水素;メチルシクロヘキサンなどの環状アルカン;テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン等の環状エーテル;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、4−ヒドロキシ−4−メチル−2−ペンタノン等のケトン;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、乳酸メチル、乳酸エチル、γ−ブチロラクトン等のエステル;エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート等の炭酸エステル;N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン等のアミドなどが挙げられる。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てもよい。これらの中でも、溶剤は、溶解性及び沸点の観点から、トルエン、キシレン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、又はシクロヘキサノンであってもよい。
接着剤組成物のワニス中の固形成分濃度は、接着剤組成物のワニスの総量を基準として、10〜80質量%であってよい。
接着剤組成物のワニスは、(A)成分〜(F)成分、溶剤、及びその他の成分を混合、混練することによって調製することができる。なお、各成分の混合、混練の順序は特に制限されず、適宜設定することができる。混合及び混練は、通常の撹拌機、らいかい機、三本ロール、ボールミル、ビーズミル等の分散機を適宜、組み合わせて行うことができる。接着剤組成物のワニスを調製した後、真空脱気等によってワニス中の気泡を除去してよい。
[フィルム状接着剤]
図1は、一実施形態に係るフィルム状接着剤を示す模式断面図である。フィルム状接着剤10は、上記の接着剤組成物をフィルム状に形成してなるものである。フィルム状接着剤10は、半硬化(Bステージ)状態であってよい。このようなフィルム状接着剤10は、接着剤組成物を支持フィルムに塗布することによって形成することができる。接着剤組成物のワニスを用いる場合は、接着剤組成物のワニスを支持フィルムに塗布し、溶剤を加熱乾燥して除去することによってフィルム状接着剤10を形成することができる。
図1は、一実施形態に係るフィルム状接着剤を示す模式断面図である。フィルム状接着剤10は、上記の接着剤組成物をフィルム状に形成してなるものである。フィルム状接着剤10は、半硬化(Bステージ)状態であってよい。このようなフィルム状接着剤10は、接着剤組成物を支持フィルムに塗布することによって形成することができる。接着剤組成物のワニスを用いる場合は、接着剤組成物のワニスを支持フィルムに塗布し、溶剤を加熱乾燥して除去することによってフィルム状接着剤10を形成することができる。
支持フィルムとしては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド等のフィルムが挙げられる。支持フィルムの厚さは、例えば、10〜200μm又は20〜170μmであってよい。
接着剤組成物のワニスを支持フィルムに塗布する方法としては、公知の方法を用いることができ、例えば、ナイフコート法、ロールコート法、スプレーコート法、グラビアコート法、バーコート法、カーテンコート法等が挙げられる。加熱乾燥の条件は、使用した溶剤が充分に揮発する条件であれば特に制限はないが、例えば、50〜200℃で0.1〜90分間であってもよい。
フィルム状接着剤の厚さは、用途に合わせて、適宜調整することができる。フィルム状接着剤の厚さは、半導体素子(半導体チップ)、ワイヤ、基板の配線回路等の凹凸などを充分に埋め込む観点から、5〜200μm、10〜110μm、又は15〜80μmであってよい。
フィルム状接着剤を170℃で1時間加熱することによって得られるフィルム状接着剤の硬化物のガラス転移点以下における線膨張率は、45ppm/℃以下、40ppm/℃以下、35ppm/℃以下、又は30ppm/℃以下であってよい。フィルム状接着剤の硬化物のガラス転移点以下における線膨張率が45ppm/℃以下であると、半導体素子における半導体チップへの応力をより抑制できる傾向にある。フィルム状接着剤の硬化物のガラス転移点以下における線膨張率の下限は、特に制限されないが、例えば、1ppm/℃以上であってよい。なお、本明細書において、「線膨張率(フィルム状接着剤の硬化物のガラス転移点以下における線膨張率)」は、実施例に記載の方法によって測定された値を意味する。
[接着シート]
図2は、一実施形態に係る接着シートを示す模式断面図である。接着シート100は、基材20と基材上に設けられた上記のフィルム状接着剤10とを備える。
図2は、一実施形態に係る接着シートを示す模式断面図である。接着シート100は、基材20と基材上に設けられた上記のフィルム状接着剤10とを備える。
基材20は、特に制限されないが、基材フィルムであってよい。基材フィルムは、上記の支持フィルムで例示したものが挙げられる。
基材20は、ダイシングテープであってもよい。このような接着シートは、ダイシング・ダイボンディング一体型接着シートとして使用することができる。すなわち、ダイシング・ダイボンディング一体型接着シートは、ダイシングテープと、ダイシングテープ上に設けられた上記のフィルム状接着剤10とを備える。このようなダイシング・ダイボンディング一体型接着シートは、半導体ウェハへのラミネート工程が1回となることから、作業の効率化が可能である。
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等のプラスチックフィルムなどが挙げられる。また、ダイシングテープは、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が行われていてもよい。ダイシングテープは、粘着性を有するものであってもよい。このようなダイシングテープは、プラスチックフィルムに粘着性を付与したものであってもよく、プラスチックフィルムの片面に粘着剤層を設けたものであってもよい。
接着シート100は、上記のフィルム状接着剤を形成する方法と同様に、接着剤組成物又はそのワニスを基材フィルムに塗布することによって形成することができる。接着剤組成物又はそのワニスを基材20に塗布する方法は、上記の接着剤組成物又はそのワニスを支持フィルムに塗布する方法と同様であってよい。
接着シート100は、予め作製したフィルム状接着剤を用いて形成してもよい。この場合、接着シート100は、ロールラミネーター、真空ラミネーター等を用いて所定条件(例えば、室温(20℃)又は加熱状態)でラミネートすることによって形成することができる。接着シート100は、連続的に製造ができ、効率が良いことから、加熱状態でロールラミネーターを用いて形成されるものであってよい。
図3は、他の実施形態に係る接着シートを示す模式断面図である。接着シート110は、フィルム状接着剤10の基材20とは反対側の面に積層された保護フィルム30をさらに備える。保護フィルム30は、上記の支持フィルムで例示したものが挙げられる。保護フィルム30の厚さは、例えば、10〜200μm又は20〜170μmであってよい。
[半導体装置]
図4は、一実施形態に係る半導体装置を示す模式断面図である。半導体装置200は、基板90及び基板90上に設けられた回路パターン84、94を有する半導体素子搭載用支持部材14と、半導体素子搭載用支持部材14上に設けられた第1の半導体素子Waと、第1の半導体素子Waに、フィルム状接着剤10を介して接着されている第2の半導体素子Waaとを備える。半導体素子搭載用支持部材14と第1の半導体素子Waとが接着剤41を介して接着されている。回路パターン84と第1の半導体素子Waとが第1のワイヤ88を介して電気的に接続されている。第1のワイヤ88及び第1の半導体素子Wa、又は、第1のワイヤ88の少なくとも一部がフィルム状接着剤10によって埋め込まれている(封止されている)。ここで、半導体装置は、第1のワイヤ88及び第1の半導体素子Waが埋め込まれてなる半導体素子(半導体チップ)埋め込み型の半導体装置であっても、第1のワイヤ88の少なくとも一部が埋め込まれてなるワイヤ埋め込み型の半導体装置であってもよい。また、半導体装置200では、半導体素子搭載用支持部材14と第2の半導体素子Waaとがさらに第2のワイヤ98を介して電気的に接続されると共に、第2の半導体素子Waaが封止材42により封止されている。
図4は、一実施形態に係る半導体装置を示す模式断面図である。半導体装置200は、基板90及び基板90上に設けられた回路パターン84、94を有する半導体素子搭載用支持部材14と、半導体素子搭載用支持部材14上に設けられた第1の半導体素子Waと、第1の半導体素子Waに、フィルム状接着剤10を介して接着されている第2の半導体素子Waaとを備える。半導体素子搭載用支持部材14と第1の半導体素子Waとが接着剤41を介して接着されている。回路パターン84と第1の半導体素子Waとが第1のワイヤ88を介して電気的に接続されている。第1のワイヤ88及び第1の半導体素子Wa、又は、第1のワイヤ88の少なくとも一部がフィルム状接着剤10によって埋め込まれている(封止されている)。ここで、半導体装置は、第1のワイヤ88及び第1の半導体素子Waが埋め込まれてなる半導体素子(半導体チップ)埋め込み型の半導体装置であっても、第1のワイヤ88の少なくとも一部が埋め込まれてなるワイヤ埋め込み型の半導体装置であってもよい。また、半導体装置200では、半導体素子搭載用支持部材14と第2の半導体素子Waaとがさらに第2のワイヤ98を介して電気的に接続されると共に、第2の半導体素子Waaが封止材42により封止されている。
第1の半導体素子Waの厚さは、10〜170μmであってもよく、第2の半導体素子Waaの厚さは、20〜400μmであってもよい。フィルム状接着剤10の内部に埋め込まれている第1の半導体素子Waは、半導体装置200を駆動するためのコントローラチップであってよい。
半導体素子搭載用支持部材14は、表面に回路パターン84、94がそれぞれ二箇所ずつ形成された基板90からなる。基板90は、有機基板であってよい。第1の半導体素子Waは、回路パターン94上に接着剤41を介して接着されている。第2の半導体素子Waaは、第1の半導体素子Waが接着されていない回路パターン94、第1の半導体素子Wa、及び回路パターン84の一部が覆われるように、フィルム状接着剤10を介して半導体素子搭載用支持部材14に接着されている。半導体素子搭載用支持部材14上の回路パターン84、94に起因する凹凸の段差には、フィルム状接着剤10が埋め込まれている。そして、樹脂製の封止材42により、第2の半導体素子Waa、回路パターン84、及び第2のワイヤ98が封止されている。
[半導体装置の製造方法]
本実施形態に係る半導体装置の製造方法は、基板及び基板上に設けられた回路パターンを有する支持部材上に第1の半導体素子を配置し、第1のワイヤを介して前記回路パターンと第1の半導体素子とを電気的に接続するワイヤボンディング工程と、第2の半導体素子の片面に、上記のフィルム状接着剤を貼付するラミネート工程と、フィルム状接着剤が貼付された第2の半導体素子を、フィルム状接着剤を介して圧着して、第1のワイヤ及び第1の半導体素子、又は、第1のワイヤの少なくとも一部をフィルム状接着剤に埋め込むダイボンド工程とを備える。
本実施形態に係る半導体装置の製造方法は、基板及び基板上に設けられた回路パターンを有する支持部材上に第1の半導体素子を配置し、第1のワイヤを介して前記回路パターンと第1の半導体素子とを電気的に接続するワイヤボンディング工程と、第2の半導体素子の片面に、上記のフィルム状接着剤を貼付するラミネート工程と、フィルム状接着剤が貼付された第2の半導体素子を、フィルム状接着剤を介して圧着して、第1のワイヤ及び第1の半導体素子、又は、第1のワイヤの少なくとも一部をフィルム状接着剤に埋め込むダイボンド工程とを備える。
図5、図6、図7、図8、及び図9は、一実施形態に係る半導体装置の製造方法の一連の工程を示す模式断面図である。ここでは、第1のワイヤ88及び第1の半導体素子Waが埋め込まれてなる半導体素子(半導体チップ)埋め込み型の半導体装置について説明する。まず、図5に示すとおり、半導体素子搭載用支持部材14上の回路パターン94上に、接着剤41を有する第1の半導体素子Waを接着(圧着)し、第1のワイヤ88を介して半導体素子搭載用支持部材14上の回路パターン84と第1の半導体素子Waとを電気的にボンディング接続する(第1のワイヤボンディング工程)。
次に、半導体ウェハ(例えば、厚さ100μm、サイズ8インチ)の片面に、接着シート100をラミネートし、基材20を剥がすことによって、半導体ウェハの片面にフィルム状接着剤10(例えば、厚さ110μm)を貼り付ける。そして、フィルム状接着剤10にダイシングテープを貼り合わせた後、所定の大きさ(例えば、7.5mm角)にダイシングすることにより、図6に示すとおり、フィルム状接着剤10が貼付した第2の半導体素子Waaを得る(ラミネート工程)。
ラミネート工程の温度条件は、50〜100℃又は60〜80℃であってよい。ラミネート工程の温度が50℃以上であると、半導体ウェハと良好な密着性を得ることができる。ラミネート工程の温度が100℃以下であると、ラミネート工程中にフィルム状接着剤10が過度に流動することが抑えられるため、厚さの変化等を引き起こすことを防止できる。
ダイシング方法としては、例えば、回転刃を用いるブレードダイシング、レーザーによってフィルム状接着剤又はウェハとフィルム状接着剤の両方を切断する方法等が挙げられる。
そして、フィルム状接着剤10が貼付した第2の半導体素子Waaを、第1の半導体素子Waが第1のワイヤ88を介してボンディング接続された半導体素子搭載用支持部材14に圧着する。具体的には、図7に示すとおり、フィルム状接着剤10が貼付された第2の半導体素子Waaを、フィルム状接着剤10によって第1のワイヤ88及び第1の半導体素子Waが覆われるように載置し、次いで、図8に示すとおり、第2の半導体素子Waaを半導体素子搭載用支持部材14に圧着させることによって半導体素子搭載用支持部材14に第2の半導体素子Waaを固定する(ダイボンド工程)。ダイボンド工程は、フィルム状接着剤10を80〜180℃、0.01〜0.50MPaの条件で0.5〜3.0秒間圧着するものであってよい。ダイボンド工程の後、フィルム状接着剤10を60〜175℃、0.3〜0.7MPaの条件で、5分間以上加熱及び加圧してもよく、フィルム状接着剤10を(完全)硬化させてもよい。
次いで、図9に示すとおり、半導体素子搭載用支持部材14と第2の半導体素子Waaとを第2のワイヤ98を介して電気的に接続した後(第2のワイヤボンディング工程)、回路パターン84、第2のワイヤ98及び第2の半導体素子Waaを封止材42で封止する。このような工程を経ることで半導体素子(半導体チップ)埋め込み型の半導体装置200を製造することができる。
他の実施形態として、半導体装置は、第1のワイヤ88の少なくとも一部が埋め込まれてなるワイヤ埋め込み型の半導体装置であってもよい。
以下、本発明について実施例を挙げてより具体的に説明する。ただし、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
(実施例1−1〜1−3及び比較例1−1、1−2、2−1、2−2)
<接着シートの作製>
表1及び表2に示す各成分及びその含有量で、以下の手順によって接着剤組成物のワニスを調製した。まず、(A)エポキシ樹脂、(B)硬化剤、及び(D)フィラーを配合し、これにシクロヘキサノンを加えて撹拌し、続いて、(C)エラストマー、(E)硬化促進剤、及び(F)カップリング剤を加えて、各成分が均一になるまで撹拌することによって、固形分40質量%の接着剤組成物のワニスを得た。
<接着シートの作製>
表1及び表2に示す各成分及びその含有量で、以下の手順によって接着剤組成物のワニスを調製した。まず、(A)エポキシ樹脂、(B)硬化剤、及び(D)フィラーを配合し、これにシクロヘキサノンを加えて撹拌し、続いて、(C)エラストマー、(E)硬化促進剤、及び(F)カップリング剤を加えて、各成分が均一になるまで撹拌することによって、固形分40質量%の接着剤組成物のワニスを得た。
なお、表1及び表2中の各成分は以下のとおりである。
(A)成分:エポキシ樹脂
(A−1)クレゾールノボラック型エポキシ樹脂(DIC株式会社製、商品名:N−500P−10、エポキシ当量:204g/eq)
(A−2)ビスフェノールA型エポキシ樹脂(DIC株式会社製、商品名:EXA−830CRP、エポキシ当量:159g/eq)
(A−1)クレゾールノボラック型エポキシ樹脂(DIC株式会社製、商品名:N−500P−10、エポキシ当量:204g/eq)
(A−2)ビスフェノールA型エポキシ樹脂(DIC株式会社製、商品名:EXA−830CRP、エポキシ当量:159g/eq)
(B)成分:硬化剤
(B−1)フェノールノボラック型フェノール樹脂(群栄化学工業株式会社製、商品名:レヂトップPSM−4326、軟化点:126℃、水酸基当量:105g/eq)
(B−1)フェノールノボラック型フェノール樹脂(群栄化学工業株式会社製、商品名:レヂトップPSM−4326、軟化点:126℃、水酸基当量:105g/eq)
(C)成分:エラストマー
(C−1)ポリウレタン樹脂(ディーアイシーコベストロポリマー株式会社製、商品名:T−8175N、重量平均分子量:8万、ガラス転移点:−23℃)
(C−2)アクリルゴム(ナガセケムテックス株式会社製、商品名:HTR−860P−3CSP、重量平均分子量:80万、ガラス転移点:−7℃)
(C−3)アクリルゴム(ナガセケムテックス株式会社製、商品名:HTR−860P−30B、重量平均分子量:23万、ガラス転移点:−7℃)
(C−1)ポリウレタン樹脂(ディーアイシーコベストロポリマー株式会社製、商品名:T−8175N、重量平均分子量:8万、ガラス転移点:−23℃)
(C−2)アクリルゴム(ナガセケムテックス株式会社製、商品名:HTR−860P−3CSP、重量平均分子量:80万、ガラス転移点:−7℃)
(C−3)アクリルゴム(ナガセケムテックス株式会社製、商品名:HTR−860P−30B、重量平均分子量:23万、ガラス転移点:−7℃)
(D)成分:フィラー
(D−1)シリカフィラー:アドマテックス株式会社製、商品名:SC2050−HLG、平均粒径:0.500μm
(D−1)シリカフィラー:アドマテックス株式会社製、商品名:SC2050−HLG、平均粒径:0.500μm
(E)成分:硬化促進剤
(E−1)1−シアノエチル−2−フェニルイミダゾール(四国化成工業株式会社製、商品名:キュアゾール2PZ−CN)
(E−1)1−シアノエチル−2−フェニルイミダゾール(四国化成工業株式会社製、商品名:キュアゾール2PZ−CN)
(F)成分:カップリング剤
(F−1)γ―メルカプトプロピルトリメトキシシラン(日本ユニカー株式会社製、商品名:NUC A−189)
(F−2)γ―ウレイドプロピルトリエトキシシラン(日本ユニカー株式会社製、商品名:NUC A−1160)
(F−1)γ―メルカプトプロピルトリメトキシシラン(日本ユニカー株式会社製、商品名:NUC A−189)
(F−2)γ―ウレイドプロピルトリエトキシシラン(日本ユニカー株式会社製、商品名:NUC A−1160)
次に、得られたワニスを、基材フィルムである厚さ38μmの離型処理を施したポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム上に塗布し、140℃で5分間加熱乾燥した。このようにして、基材フィルム上に、半硬化(Bステージ)状態にある厚さ20μmのフィルム状接着剤が設けられた実施例1−1〜1−3及び比較例1−1、1−2、2−1、2−2の接着シートを得た。
<加工性の評価>
実施例及び比較例の各接着シートを幅20mm、長さ100mmに切り出し、切り出した接着シートの端部から50mmの位置に端から5mmの切込みを入れたものを試験片とした。オートグラフ(株式会社島津製作所製、商品名:オートグラフAGS−H100N)を用いて、100mm/分の速度で引張試験を行い、破断距離を測定した。破断距離の測定においては、チャック間距離を40mmとした。破断距離が10mm以上である場合を加工性に優れるとして「A」と評価し、10mm未満の場合を「B」と評価した。結果を表1に示す。
実施例及び比較例の各接着シートを幅20mm、長さ100mmに切り出し、切り出した接着シートの端部から50mmの位置に端から5mmの切込みを入れたものを試験片とした。オートグラフ(株式会社島津製作所製、商品名:オートグラフAGS−H100N)を用いて、100mm/分の速度で引張試験を行い、破断距離を測定した。破断距離の測定においては、チャック間距離を40mmとした。破断距離が10mm以上である場合を加工性に優れるとして「A」と評価し、10mm未満の場合を「B」と評価した。結果を表1に示す。
<低温貼付性の評価>
実施例及び比較例の各接着シートを幅50mm、長さ100mmに切り出し、これを試験片とした。この試験片を、支持台上に載せたシリコンウェハ(8インチ径、厚さ400μm)の支持台と反対側の面に、フィルム状接着剤がシリコンウェハ側になる向きで積層した。積層は、ロールを用いて、温度70℃、線圧39.2N/cm(4kgf/cm)、送り速度0.5m/分で加圧しながら行った。このときに、シリコンウェハと接着シートとの間に空隙(ボイド)の発生が観測されなかった場合を低温貼付性に優れるとして「A」と評価し、空隙(ボイド)の発生が観測された場合を「B」と評価した。結果を表1及び表2に示す。
実施例及び比較例の各接着シートを幅50mm、長さ100mmに切り出し、これを試験片とした。この試験片を、支持台上に載せたシリコンウェハ(8インチ径、厚さ400μm)の支持台と反対側の面に、フィルム状接着剤がシリコンウェハ側になる向きで積層した。積層は、ロールを用いて、温度70℃、線圧39.2N/cm(4kgf/cm)、送り速度0.5m/分で加圧しながら行った。このときに、シリコンウェハと接着シートとの間に空隙(ボイド)の発生が観測されなかった場合を低温貼付性に優れるとして「A」と評価し、空隙(ボイド)の発生が観測された場合を「B」と評価した。結果を表1及び表2に示す。
<線膨張率の測定>
加工性又は低温貼付性のいずれかに優れていた実施例1−1〜1−3及び比較例1−1、2−1の接着シートについて、線膨張率を測定した。各接着シートをフィルム状接着剤が完全硬化(Cステージ)状態になるように、170℃で1時間熱硬化させ、熱硬化させた接着シートを幅40mm、長さ3.5mmに切り出し、これを試験片とした。熱機械分析装置(株式会社日立ハイテクノロジー製、商品名:TMA7100)を用いて、引張モードで試験片の線膨張率を測定した。測定には石英製の引張プローブを使用し、チャック間距離を10mmとした。測定は−60℃から260℃までの温度範囲で行い、試験片におけるフィルム状接着剤の硬化物のガラス転移点以下における線膨張率(α1)を算出した。結果を表1及び表2に示す。
加工性又は低温貼付性のいずれかに優れていた実施例1−1〜1−3及び比較例1−1、2−1の接着シートについて、線膨張率を測定した。各接着シートをフィルム状接着剤が完全硬化(Cステージ)状態になるように、170℃で1時間熱硬化させ、熱硬化させた接着シートを幅40mm、長さ3.5mmに切り出し、これを試験片とした。熱機械分析装置(株式会社日立ハイテクノロジー製、商品名:TMA7100)を用いて、引張モードで試験片の線膨張率を測定した。測定には石英製の引張プローブを使用し、チャック間距離を10mmとした。測定は−60℃から260℃までの温度範囲で行い、試験片におけるフィルム状接着剤の硬化物のガラス転移点以下における線膨張率(α1)を算出した。結果を表1及び表2に示す。
表1より、実施例1−1の接着シートは、比較例1−1、2−1の接着シートよりも、加工性に優れ、フィルム状接着剤の硬化物の線膨張率が低かった。また、表2より、実施例1−2、1−3の接着シートは、比較例1−2、2−2の接着シートよりも、加工性及び低温貼付性に優れていた。実施例1−2、1−3の接着シートは、フィルム状接着剤の硬化物の線膨張率も充分に低かった。これらの結果から、本発明の接着剤組成物が、フィルム状接着剤を形成したときの加工性及び低温貼付性に優れ、線膨張率を充分に低減することが可能であることが確認された。
10…フィルム状接着剤、14…半導体素子搭載用支持部材、20…基材、30…保護フィルム、41…接着剤、42…封止材、84、94…回路パターン、88…第1のワイヤ、90…基板、98…第2のワイヤ、100、110…接着シート、200…半導体装置、Wa…第1の半導体素子、Waa…第2の半導体素子。
Claims (11)
- エポキシ樹脂と、硬化剤と、エラストマーと、フィラーとを含有し、
前記エラストマーがポリウレタン樹脂を含む、接着剤組成物。 - 前記硬化剤がフェノール樹脂を含む、請求項1に記載の接着剤組成物。
- 前記エラストマーの含有量が、接着剤組成物の総量を基準として、2〜20質量%である、請求項1又は2に記載の接着剤組成物。
- 前記フィラーの含有量が、接着剤組成物の総量を基準として、50〜90質量%である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の接着剤組成物。
- 硬化促進剤をさらに含有する、請求項1〜4のいずれか一項に記載の接着剤組成物。
- 請求項1〜5のいずれか一項に記載の接着剤組成物をフィルム状に形成してなる、フィルム状接着剤。
- 基材と、前記基材上に設けられた請求項6に記載のフィルム状接着剤とを備える、接着シート。
- 前記基材がダイシングテープである、請求項7に記載の接着シート。
- ダイシングテープと、前記ダイシングテープ上に設けられた請求項6に記載のフィルム状接着剤とを備える、ダイシング・ダイボンディング一体型接着シート。
- 基板及び前記基板上に設けられた回路パターンを有する支持部材上に第1の半導体素子を配置し、第1のワイヤを介して前記回路パターンと前記第1の半導体素子とを電気的に接続するワイヤボンディング工程と、
第2の半導体素子の片面に、請求項6に記載のフィルム状接着剤を貼付するラミネート工程と、
前記フィルム状接着剤が貼付された第2の半導体素子を、前記フィルム状接着剤を介して圧着して、前記第1のワイヤ及び前記第1の半導体素子、又は、前記第1のワイヤの少なくとも一部を前記フィルム状接着剤に埋め込むダイボンド工程と、
を備える、半導体装置の製造方法。 - 基板及び前記基板上に設けられた回路パターンを有する支持部材と、
前記支持部材上に設けられた第1の半導体素子と、
前記第1の半導体素子に、請求項6に記載のフィルム状接着剤を介して接着されている第2の半導体素子と、
を備える、半導体装置であって、
前記支持部材と前記第1の半導体素子とが接着剤を介して接着されており、
前記回路パターンと前記第1の半導体素子とが第1のワイヤを介して電気的に接続されており、
前記第1のワイヤ及び前記第1の半導体素子、又は、前記第1のワイヤの少なくとも一部が前記フィルム状接着剤によって埋め込まれている、半導体装置。
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