JP2721445B2 - Film adhesive for electronics - Google Patents
Film adhesive for electronicsInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、耐熱性に優れたエレク
トロニクス用途、特に半導体実装材料として適したシリ
コン基板や金属に対する接着力が優れ、低温短時間で接
着可能な接着テープに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an adhesive tape which is excellent in heat resistance for use in electronics, in particular, has excellent adhesion to a silicon substrate or a metal suitable as a semiconductor mounting material and can be adhered in a short time at a low temperature.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、半導体チップが高機能大容量化に
よって大型化する一方、パッケージの大きさはプリント
回路設計の制約などから従来と変わらない外形を保つこ
とが要求されている。半導体チップの高密度化と高密度
実装に対応した新しい実装方式が幾つか提案されてい
る。この新しい実装方式に、ダイ・パッドのないリード
フレームの上にチップを載せるCOL(チップ・オン・
リード)とチップの上にリードを載せるLOC(リード
・オン・チップ)の二つの構造がある。従来方式ではチ
ップ面積が大きすぎインナーリードの面積が確保できな
くなるが、これらの方式では両面接着テープによって半
導体チップとリードフレームを接着し大容量化によるチ
ップ面積の増大にもかかわらず従来と同じ外形のパッケ
ージに納めることができる。さらに、チップ内配線やワ
イヤー・ボンディングの合理化、配線短縮による信号高
速化等の利点も上げることができる。2. Description of the Related Art In recent years, while semiconductor chips have been increased in size due to higher functions and larger capacities, the package size has been required to maintain the same external shape as in the past due to restrictions on printed circuit design and the like. Several new mounting methods have been proposed for high-density semiconductor chips and high-density mounting. In this new mounting method, COL (chip-on-chip) that mounts the chip on a lead frame without die pad
There are two structures: a lead) and a LOC (lead-on-chip) on which a lead is mounted on a chip. In the conventional method, the chip area is too large to secure the area of the inner lead.However, in these methods, the semiconductor chip and the lead frame are bonded with double-sided adhesive tape, and despite the increase in chip area due to large capacity, the same outer shape as the conventional one Package. Further, advantages such as rationalization of wiring in the chip and wire bonding and speeding up of signals by shortening the wiring can be achieved.
【0003】COL、LOC構造の半導体装置において
半導体チップとリードフレームは、接着剤によって固定
されている。この接着剤には吸湿時に界面が剥離しない
こと、リフロー半田時や温度サイクルなどの熱応力を受
けた時に界面が剥離しないこと、など優れた接着力が要
求される。また、加熱接着時に揮発成分が多いことは、
作業環境やリードなどを汚染することから好ましくな
い。さらに量産性を考えると接着はできる限り短時間で
可能あることが望まれる。従来、これらの用途にはペー
スト状の接着剤や耐熱性基材に接着剤を塗布したものが
使用されている。接着剤としてはエポキシ樹脂系、アク
リル樹脂系、ゴム−フェノール樹脂系の熱硬化型樹脂が
使用されているが、イオン性不純物が多い、加熱硬化に
高温長時間を要し生産性が悪い、加熱硬化時の揮発分が
多い、吸湿性が高い、など上記の要求を満たしていると
は言い難く、満足できる材料が見あたらない。In a semiconductor device having a COL or LOC structure, a semiconductor chip and a lead frame are fixed by an adhesive. The adhesive is required to have excellent adhesive strength such that the interface does not peel off when absorbing moisture, and the interface does not peel off when subjected to thermal stress such as during reflow soldering or temperature cycling. Also, the fact that there are many volatile components at the time of heat bonding,
It is not preferable because the working environment and the lead are contaminated. Further, in consideration of mass productivity, it is desired that bonding can be performed in as short a time as possible. Conventionally, for these uses, a paste-like adhesive or a heat-resistant base material coated with an adhesive has been used. Epoxy resin, acrylic resin, or rubber-phenol resin thermosetting resin is used as the adhesive, but it contains many ionic impurities, requires high temperature and long time for heat curing, and has poor productivity. It is hard to say that the above requirements are satisfied, such as a large amount of volatile matter during curing and high hygroscopicity, and no satisfactory material has been found.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、低温短時間
で接着可能な耐熱性に優れたフィルム接着剤を得るべく
鋭意研究を重ねた結果、特定のポリイミド樹脂を耐熱性
フィルムに塗布したフィルム接着剤が上記課題を解決す
ることを見出し本発明に到達したものである。DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention has been made as a result of intensive studies to obtain a film adhesive excellent in heat resistance which can be bonded in a short time at a low temperature, and as a result, a film obtained by applying a specific polyimide resin to a heat resistant film. The present inventors have found that an adhesive solves the above-mentioned problems, and have reached the present invention.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明は、耐熱性樹脂フ
ィルムの片面、または両面にガラス転移温度が350℃以
下のポリイミド結合を有する樹脂を塗布して得られる低
温短時間で接着可能な耐熱性のフィルム接着剤である。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a heat-resistant resin film which is obtained by coating a resin having a polyimide bond having a glass transition temperature of 350 ° C. or less on one or both surfaces of a heat-resistant resin film. Film adhesive.
【0006】接着層を形成するポリイミド結合を有する
樹脂は、4,4'-オキシジフタル酸二無水物(式(1)、以下
ODPAと略す)aモルと他のテトラカルボン酸二無水
物bモルを酸成分、α,ω-ビス(3-アミノプロピル)ポリ
ジメチルシロキサン(式(2)、以下APPSと略す)c
モル、1,3-ビス(3-アミノフェノキシ)ベンゼン(式
(3)、以下APBと略す)dモルと他のジアミンeモル
をアミン成分とするポリイミド樹脂である(但し、bと
eとはそれぞれ0であってもよい)。The resin having a polyimide bond forming the adhesive layer is composed of a mole of 4,4'-oxydiphthalic dianhydride (formula (1), hereinafter abbreviated as ODPA) and b mole of another tetracarboxylic dianhydride. Acid component, α, ω-bis (3-aminopropyl) polydimethylsiloxane (Formula (2), hereinafter abbreviated as APPS) c
Mol, 1,3-bis (3-aminophenoxy) benzene (formula
(3) (hereinafter abbreviated as APB) a polyimide resin containing d mole and e mole of other diamine as an amine component (where b and b)
e may each be 0) .
【0007】[0007]
【化1】 Embedded image
【0008】本発明で使用できる他のテトラカルボン酸
二無水物としては、例えば3,3',4,4'-ビフェニルテトラ
カルボン酸二無水物(BPDA)、3,3',4,4'-ベンゾフ
ェノンテトラカルボン酸二無水物(BTDA)、1,2,4,
5-ベンゼンテトラカルボン酸二無水物(PMDA)、2,
2'-ビス(4-(3,4-ジカルボキシフェニルカルボキシ)フェ
ニル)プロパン二無水物などのテトラカルボン酸二無水
物、さらには分子量調節剤として無水フタル酸などのジ
カルボン酸無水物をあげることができる。Other tetracarboxylic dianhydrides usable in the present invention include, for example, 3,3 ', 4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride (BPDA), 3,3', 4,4 ' -Benzophenonetetracarboxylic dianhydride (BTDA), 1,2,4,
5-benzenetetracarboxylic dianhydride (PMDA), 2,
Tetracarboxylic dianhydrides such as 2'-bis (4- (3,4-dicarboxyphenylcarboxy) phenyl) propane dianhydride, and dicarboxylic anhydrides such as phthalic anhydride as molecular weight regulators. Can be.
【0009】本発明で使用できる他のジアミンとして
は、例えば1,4-ビス(3-アミノフェノキシ)ベンゼン、1,
3-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、2,2-ビス(4-(4-
アミノフェノキシ)フェニル)プロパン(BAPP)、
4,4'-ジアミノジフェニルエーテル(4,4'-DDE)、3,
3'-ジアミノジフェニルエーテル(3,3'-DDE)、3,4'
-ジアミノジフェニルエーテル(3,4'-DDE)、4,4'-
ジアミノジフェニルスルフォン(4,4'-DDS)、3,3'-
ジアミノジフェニルスルフォン(3,3'-DDS)、2,2-
ビス-4-アミノフェニルヘキサフルオロプロパン(BA
PF)、2,2-ビス-4-アミノフェノキシフェニルヘキサ
フルオロプロパン(BAPPF)、ビス-4-(4-アミノフ
ェノキシ)フェニルスルフォン(BAPS)、ビス-4-(3
-アミノフェノキシ)フェニルスルフォン(BAPS
M)、4,4'-ジアミノベンズアニリド(DABAN)、
m-フェニレンジアミン、p-フェニレンジアミン、4,4'
-ジアミノジフェニルメタン(DDM)などのジアミン
をあげることができる。Other diamines usable in the present invention include, for example, 1,4-bis (3-aminophenoxy) benzene,
3-bis (4-aminophenoxy) benzene, 2,2-bis (4- (4-
Aminophenoxy) phenyl) propane (BAPP),
4,4'-diaminodiphenyl ether (4,4'-DDE), 3,
3'-diaminodiphenyl ether (3,3'-DDE), 3,4 '
-Diaminodiphenyl ether (3,4'-DDE), 4,4'-
Diaminodiphenylsulfone (4,4'-DDS), 3,3'-
Diaminodiphenylsulfone (3,3'-DDS), 2,2-
Bis-4-aminophenylhexafluoropropane (BA
PF), 2,2-bis-4-aminophenoxyphenylhexafluoropropane (BAPPF), bis-4- (4-aminophenoxy) phenylsulfone (BAPS), bis-4- (3
-Aminophenoxy) phenylsulfone (BAPS
M), 4,4'-diaminobenzanilide (DABAN),
m-phenylenediamine, p-phenylenediamine, 4,4 '
Diamines such as -diaminodiphenylmethane (DDM).
【0010】本発明において酸成分、アミン成分の各々
の量比は、テトラカルボン酸の必須成分であるODPA
がa/(a+b)>0.6、ジアミンの必須成分であるA
PPSが0.1<c/(c+d+e)<0.6、APBが0.6
<(c+d)(c+d+e)<0.9の範囲になければな
らない。量比が上記の範囲にないと耐熱性が著しく劣
る、あるいはガラス転移温度が極めて高く接着作業性が
悪い、有機溶剤に対する溶解性が低下する、など好まし
くない。特に必須成分であるODPAが酸成分の60モル
%以下であると、得られるポリイミド樹脂のガラス転移
温度が高くなり接着性が著しく劣るようになる。APP
Sが60モル%を越えると今度は逆にガラス転移温度が低
くなり耐熱性が著しく劣るようになる。また、APPS
が10モル%以下ではイミド化後、有機溶剤に対する溶解
力が劣り好ましくない、などの現象が顕著となり本発明
の目的に適さない。In the present invention, the ratio of each of the acid component and the amine component is determined by ODPA which is an essential component of tetracarboxylic acid.
Is a / (a + b)> 0.6, A which is an essential component of diamine
PPS is 0.1 <c / (c + d + e) <0.6, APB is 0.6
<(C + d) (c + d + e) <0.9. If the ratio is not within the above range, the heat resistance is extremely poor, or the glass transition temperature is extremely high, the bonding workability is poor, and the solubility in organic solvents is unfavorably reduced. In particular, when the ODPA, which is an essential component, is 60 mol% or less of the acid component, the glass transition temperature of the obtained polyimide resin is increased, and the adhesiveness is remarkably deteriorated. APP
If S exceeds 60 mol%, the glass transition temperature will be lowered and the heat resistance will be remarkably inferior. Also, APPS
If the content is less than 10 mol%, phenomena such as poor solubility in an organic solvent after imidization become remarkable, which is not suitable for the purpose of the present invention.
【0011】本発明で使用するAPPSは、式(1)にお
けるnの値が6〜10、平均分子量が600〜1000の範囲にあ
るものが、ガラス転移温度、接着性、耐熱性の点から好
ましい。The APPS used in the present invention preferably has a value of n in the formula (1) of 6 to 10 and an average molecular weight of 600 to 1000 in terms of glass transition temperature, adhesiveness and heat resistance. .
【0012】重縮合反応における酸成分とアミン成分の
モル比は、得られるポリイミドの分子量を決定する重要
な因子である。ポリマの分子量と物性、特に数平均分子
量と機械的性質の間に相関があることは良く知られ、数
平均分子量が大きいほど機械的性質が優れている。した
がって、接着剤として実用的に優れた強度を得るために
はある程度高分子量であることが必要である。本発明で
は、酸成分とアミン成分の量比は、0.950<(a+b)
/(c+d+e)<1.02の範囲になければならない。0.
950以下では分子量が低くて脆くなるため接着力や耐熱
性が劣り不適当である。また1.02以上では未反応のカル
ボン酸が加熱時に脱炭酸してガス発生、発泡の原因とな
り好ましくない。このため酸アミンモル比は上記の範囲
になければならない。The molar ratio between the acid component and the amine component in the polycondensation reaction is an important factor that determines the molecular weight of the obtained polyimide. It is well known that there is a correlation between the molecular weight and physical properties of a polymer, in particular, the number average molecular weight and mechanical properties. The larger the number average molecular weight, the better the mechanical properties. Therefore, in order to obtain practically excellent strength as an adhesive, it is necessary to have a high molecular weight to some extent. In the present invention, the ratio of the acid component to the amine component is 0.950 <(a + b)
/(C+d+e)<1.02. 0.
When the molecular weight is less than 950, the molecular weight is low and the material is brittle, so that the adhesive strength and the heat resistance are inferior. If it is 1.02 or more, unreacted carboxylic acid is undesirably decarbonated during heating, causing gas generation and foaming. For this reason, the acid amine molar ratio must be in the above range.
【0013】テトラカルボン酸二無水物とジアミンとの
反応は、非プロトン性極性溶媒中で公知の方法で行われ
る。非プロトン性極性溶媒は、N,N-ジメチルホルムアミ
ド(DMF)、N,N-ジメチルアセトアミド(DMA
C)、N-メチル-2-ピロリドン(NMP)、テトラヒド
ロフラン(THF)、ジグライム、シクロヘキサノン、
1,4-ジオキサンなどである。非プロトン性極性溶媒は、
一種類のみ用いてもよいし、二種類以上を混合して用い
てもよい。この時、上記非プロトン性極性溶媒と相溶性
がある非極性溶媒を混合して使用しても良い。トルエ
ン、キシレン、ソルベントナフサなどの芳香族炭化水素
が良く使用される。混合溶媒における非極性溶媒の割合
は、30重量%以下であることが好ましい。これは非極性
溶媒が30重量%以上では溶媒の溶解力が低下しポリアミ
ック酸が析出するためである。The reaction between the tetracarboxylic dianhydride and the diamine is carried out in a polar aprotic solvent by a known method. The aprotic polar solvent is N, N-dimethylformamide (DMF), N, N-dimethylacetamide (DMA
C), N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), tetrahydrofuran (THF), diglyme, cyclohexanone,
And 1,4-dioxane. The aprotic polar solvent is
Only one type may be used, or two or more types may be mixed and used. At this time, a non-polar solvent compatible with the aprotic polar solvent may be mixed and used. Aromatic hydrocarbons such as toluene, xylene, and solvent naphtha are often used. The proportion of the nonpolar solvent in the mixed solvent is preferably 30% by weight or less. This is because when the amount of the nonpolar solvent is 30% by weight or more, the dissolving power of the solvent decreases and polyamic acid is precipitated.
【0014】テトラカルボン酸二無水物とジアミンとの
反応は、良く乾燥したジアミン成分を脱水精製した溶媒
に溶解し、これに閉環率98%、より好ましくは99%以上
の良く乾燥したテトラカルボン酸二無水物を添加して反
応を進める。The reaction between the tetracarboxylic dianhydride and the diamine is carried out by dissolving a well-dried diamine component in a solvent that has been purified by dehydration, and adding a well-dried tetracarboxylic acid having a ring closure of 98%, more preferably 99% or more. The reaction is proceeded by adding dianhydride.
【0015】このようにして得たポリアミック酸溶液を
続いて有機溶剤中で加熱脱水環化してイミド化しポリイ
ミドにする。イミド化反応によって生じた水は反応を妨
害するため、水と相溶しない有機溶剤を系中に加えて共
沸させてディーン・スターク(Dean−Stark)
管などの装置を使用して系外に排出する。水と相溶しな
い有機溶剤としては前記芳香族炭化水素が好ましい。ジ
クロルベンゼンなどの溶剤も知られているがエレクトロ
ニクス用として塩素成分が混入することは好ましくな
い。また、イミド化反応の触媒としてβ−ピコリン、ピ
リジンなどの化合物を使用することは妨げない。The polyamic acid solution thus obtained is subsequently heated and dehydrated and cyclized in an organic solvent to give an imidized polyimide. Since water generated by the imidization reaction hinders the reaction, an organic solvent that is incompatible with water is added to the system and azeotroped to form Dean-Stark.
Discharge out of the system using a pipe or other device. As the organic solvent incompatible with water, the aromatic hydrocarbon is preferable. Solvents such as dichlorobenzene are also known, but it is not preferable that chlorine components be mixed in for use in electronics. Further, use of a compound such as β-picoline or pyridine as a catalyst for the imidization reaction is not hindered.
【0016】イミド化率が低いと接着時の熱でイミド化
が起こり水が発生して好ましくないため、95%以上、よ
り好ましくは98%以上のイミド化率が達成できる条件で
あることが必要である。ちなみに、NMP/芳香族炭化
水素系では150℃以上の温度で反応を進行させることが
好ましい。If the imidation ratio is low, imidization occurs due to heat at the time of bonding, and water is generated, which is not preferable. Therefore, it is necessary that the imidation ratio be at least 95%, more preferably at least 98%. It is. Incidentally, in the case of the NMP / aromatic hydrocarbon system, the reaction is preferably allowed to proceed at a temperature of 150 ° C. or higher.
【0017】本発明では得られたポリイミド溶液はその
まま耐熱性フィルム基材に塗布しても良いが、該ポリイ
ミド溶液を貧溶媒中に投入してポリイミド樹脂を再沈析
出させて未反応モノマを取り除いて精製することが好ま
しい。精製、濾過、乾燥したポリイミド樹脂は再び有機
溶剤に溶解してワニスとする。この時使用する溶剤は反
応溶媒と同じでも良いが、塗布乾燥工程の作業性を考え
ると沸点の低い、好ましくは沸点が200℃以下の溶剤を
選択することが好ましい。200℃以下の溶剤として本発
明ではケトン系溶剤としてアセトン、メチルエチルケト
ン、メチルイソブチルケトン、シクロペンタノン、シク
ロヘキサノンを、エーテル系溶剤として1,4-ジオキサ
ン、テトラヒドロフラン、ジグライムを、アミド系溶剤
としてN,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセト
アミドを挙げることができる。これらの溶剤は単独で使
用しても良いし、2種以上を混合して用いることもでき
る。ポリイミドワニスには表面平滑性を出すための平滑
剤、レベリング剤、脱泡剤などの各種添加剤を必要に応
じて添加することができる。また、溶剤の蒸発速度を調
節するために均一に溶解する範囲で芳香族炭化水素系溶
剤を使用することもできる。In the present invention, the obtained polyimide solution may be applied as it is to a heat-resistant film substrate, but the polyimide solution is poured into a poor solvent to reprecipitate the polyimide resin to remove unreacted monomers. Preferably, it is purified. The purified, filtered and dried polyimide resin is again dissolved in an organic solvent to form a varnish. The solvent used at this time may be the same as the reaction solvent, but considering the workability of the coating and drying step, it is preferable to select a solvent having a low boiling point, preferably a boiling point of 200 ° C. or lower. In the present invention, acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclopentanone and cyclohexanone as ketone solvents are used as solvents at 200 ° C or lower, 1,4-dioxane, tetrahydrofuran, diglyme as ether solvents, and N, N as amide solvents. -Dimethylformamide and N, N-dimethylacetamide. These solvents may be used alone or in combination of two or more. Various additives such as a leveling agent, a leveling agent, and a defoaming agent for improving surface smoothness can be added to the polyimide varnish as needed. In addition, an aromatic hydrocarbon-based solvent can be used within a range in which the solvent is uniformly dissolved in order to adjust the evaporation rate of the solvent.
【0018】本発明において使用する耐熱性フィルム基
材は、ポリイミド樹脂フィルムが熱膨張係数が小さく温
度変化に対する寸法安定性に優れていること、可撓性に
富み取扱い易いこと、本発明の接着樹脂との密着力が優
れている点で好ましい。特に、ガラス転移温度が350℃
以上のポリイミド樹脂は、フィルム接着剤としての性能
と接着層であるポリイミド樹脂ワニスを塗布乾燥する工
程での作業性、安定性の点で優れている。The heat-resistant film substrate used in the present invention is such that the polyimide resin film has a small coefficient of thermal expansion and excellent dimensional stability against temperature change, is flexible and easy to handle, and has an adhesive resin of the present invention. This is preferable in that it has excellent adhesion to the substrate. Especially, the glass transition temperature is 350 ℃
The above polyimide resin is excellent in performance as a film adhesive, workability and stability in a step of applying and drying a polyimide resin varnish as an adhesive layer.
【0019】ワニスの基材フィルムへの塗布乾燥は、熱
風乾燥炉とロールコーターを組み合わせた装置などを用
いることができる。ポリイミド樹脂ワニスを塗工後、熱
風乾燥炉に導きポリイミド樹脂ワニスの溶剤を揮散させ
るに十分な温度と風量でもって乾燥する。The coating and drying of the varnish on the substrate film can be performed by using a device combining a hot air drying oven and a roll coater. After applying the polyimide resin varnish, it is guided to a hot air drying oven and dried at a temperature and air volume sufficient to evaporate the solvent of the polyimide resin varnish.
【0020】本発明のフィルム接着剤の使用方法は特に
限定されるものではないが、所定の形状に切断して加熱
したヒートブロックで熱圧着して接着するなど、接着テ
ープとして使用することができる。Although the method of using the film adhesive of the present invention is not particularly limited, it can be used as an adhesive tape, for example, by cutting into a predetermined shape and bonding by thermocompression bonding with a heated heat block. .
【0021】[0021]
【作用】本発明のフィルム接着剤は、低沸点の有機溶剤
に可溶である特定構造の完全にイミド化されたポリイミ
ド樹脂を耐熱性フィルム基材に塗布して得られることを
特徴とする。接着層のポリイミド樹脂は再沈精製するこ
とによって極めて低いイオン性不純物レベルを達成でき
るとともに、低沸点の溶剤を使用しイミド化されている
ことを合わせて加熱時の発生ガスをほぼ完全に無くすこ
とができる。The film adhesive of the present invention is obtained by applying a completely imidized polyimide resin having a specific structure, which is soluble in a low-boiling organic solvent, to a heat-resistant film substrate. By reprecipitating and refining the polyimide resin of the adhesive layer, it is possible to achieve extremely low levels of ionic impurities, and use a solvent with a low boiling point to make it imidized, so that gas generated during heating is almost completely eliminated. Can be.
【0022】また、耐熱性に優れているにもかかわらず
化学反応を伴う熱硬化型接着剤に比べると低温で極めて
短時間に接着可能であり、テープ状に加工することによ
り、接着作業性、接着部の寸法精度を優れたものにする
ことができる。以下実施例で本発明を詳細に説明する
が、これらの実施例に限定されるものではない。In addition, although it is excellent in heat resistance, it can be bonded in a very short time at a low temperature as compared with a thermosetting adhesive which involves a chemical reaction. The dimensional accuracy of the bonded portion can be improved. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples.
【0023】[0023]
(実施例1)乾燥窒素ガス導入管、冷却器、温度計、撹
拌機を備えた四口フラスコに脱水精製したNMP989g
を入れ、窒素ガスを流しながら10分間激しくかき混ぜ
る。次に1,3-ビス(3-アミノフェノキシ)ベンゼン58.47
g(0.200モル)とα,ω-ビス(3-アミノプロピル)ポリ
ジメチルシロキサン116.00g(平均分子量870、0.133モ
ル)を投入し、系を60℃に加熱し均一になるまでかき混
ぜる。均一に溶解後、系を氷水浴で5℃に冷却し、4,4'-
オキシジフタル酸二無水物81.07g(0.261モル)と3,
3',4,4'-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物19.22g
(0.065モル)を粉末状のまま15分間かけて添加し、そ
の後3時間撹拌を続けた。この間フラスコは5℃に保っ
た。(Example 1) 989 g of dehydrated and purified NMP in a four-necked flask equipped with a dry nitrogen gas inlet tube, a cooler, a thermometer, and a stirrer
And stir vigorously for 10 minutes while flowing nitrogen gas. Next, 1,3-bis (3-aminophenoxy) benzene 58.47
g (0.200 mol) and 116.00 g of α, ω-bis (3-aminopropyl) polydimethylsiloxane (average molecular weight: 870, 0.133 mol) are added, and the system is heated to 60 ° C. and stirred until uniform. After dissolving uniformly, the system was cooled to 5 ° C in an ice water bath, and 4,4'-
81.07 g (0.261 mol) of oxydiphthalic dianhydride and 3,
3 ', 4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride 19.22 g
(0.065 mol) in the form of a powder was added over 15 minutes, and then stirring was continued for 3 hours. During this time, the flask was kept at 5 ° C.
【0024】その後、窒素ガス導入管と冷却器を外し、
キシレンを満たしたディーン・スターク管をフラスコに
装着し、系にキシレン109.9gを添加した。油浴に代え
て系を200℃に加熱し発生する水を系外に除いた。4時
間加熱したところ、系からの水の発生は認められなくな
った。冷却後この反応溶液を大量のメタノール中に投入
しポリイミド樹脂を析出させた。固形分を濾過後、80℃
で12時間減圧乾燥し溶剤を除いた。KBr錠剤法で赤外
吸収スペクトルを測定したところ、環状イミド結合に由
来する5.6μmの吸収を認めたが、アミド結合に由来す
る6.06μmの吸収を認めることはできず、この樹脂は10
0%イミド化していることが確かめられた。このように
して得たポリイミド樹脂251.56g(収率91.55%)をシ
クロヘキサノン/トルエン(90/10 w/w%)に溶解
しRC30%のポリイミド樹脂ワニスを調製した。After that, remove the nitrogen gas inlet pipe and the cooler,
A Dean-Stark tube filled with xylene was attached to the flask, and 109.9 g of xylene was added to the system. The system was heated to 200 ° C. instead of the oil bath, and the generated water was removed from the system. After heating for 4 hours, no water was generated from the system. After cooling, the reaction solution was poured into a large amount of methanol to precipitate a polyimide resin. After filtration of the solid content, 80 ℃
And dried under reduced pressure for 12 hours to remove the solvent. When an infrared absorption spectrum was measured by a KBr tablet method, an absorption of 5.6 μm derived from a cyclic imide bond was recognized, but an absorption of 6.06 μm derived from an amide bond could not be recognized.
It was confirmed that imidation was 0%. 251.56 g (yield 91.55%) of the polyimide resin thus obtained was dissolved in cyclohexanone / toluene (90/10 w / w%) to prepare a polyimide resin varnish of 30% RC.
【0025】このポリイミド樹脂ワニスを厚さ50μmの
ポリイミドフィルム(ユーピレックスS,宇部興産株式
会社製)に塗布し、熱風循環式乾燥機で120℃で0.5時
間、200℃で1時間加熱乾燥した。冷却後フィルムの厚
みを測定し、接着層の厚みを計算したところ19μmであ
った。得られたフィルムの接着面は、室温では全く粘着
性を示さずタックフリーであった。This polyimide resin varnish was applied to a 50 μm-thick polyimide film (UPILEX S, manufactured by Ube Industries, Ltd.) and dried by heating in a hot air circulating dryer at 120 ° C. for 0.5 hour and at 200 ° C. for 1 hour. After cooling, the thickness of the film was measured, and the thickness of the adhesive layer was calculated to be 19 μm. The adhesive surface of the obtained film showed no tackiness at room temperature and was tack-free.
【0026】このフィルム接着剤を35μm電解銅箔の黒
処理をしていない金属光沢のある面にリン青銅製のヒー
トブロックを有する熱プレスで接着して試験片を作製し
た。接着条件は、210℃2秒間熱圧着し圧を開放後210℃
で10秒間アニールした。接着面にかかる圧力はゲージ圧
力と接着面積から計算の結果4kg/cm2であった。この試
験片の180度ピール強度は2.81kgf/cmであった。また、
85℃85%の環境下で168時間処理後の180度ピール強度は
2.66kgf/cmであり、銅に対し優れた接着力を示した。
破断面は接着樹脂層が凝集破壊し、発泡は全く認められ
なかった。基材のポリイミドフィルムに対しても優れた
接着力を示していることが分かった。また、ポリイミド
樹脂(住友ベークライト 製スミレジンエクセルCRC
-6061P)をコーティングしたシリコンウェハーに対す
る接着力を調べたところ、それぞれ2.01kgf/cm、1.75k
gf/cmを得た。他の性能も含めて結果を第1表に示す。
この時の酸、アミンのモル比はそれぞれa/(a+b)
=0.8、c/(c+d+e)=0.4、(c+d)/(c+
d+e)=1である。The film adhesive was adhered to a 35 μm electrolytic copper foil having a non-black surface with a metallic luster by a hot press having a heat block made of phosphor bronze to prepare a test piece. Bonding conditions: 210 ° C for 2 seconds at 210 ° C after releasing pressure
For 10 seconds. The pressure applied to the bonding surface was 4 kg / cm 2 as a result of calculation from the gauge pressure and the bonding area. The 180 degree peel strength of this test piece was 2.81 kgf / cm. Also,
180 degree peel strength after 168 hours treatment under 85 ℃ 85% environment
2.66 kgf / cm, showing excellent adhesion to copper.
In the fractured surface, the adhesive resin layer was cohesively broken and no foaming was observed. It was found that the adhesive strength was excellent even for the polyimide film as the base material. In addition, polyimide resin (Sumiresin Excel CRC manufactured by Sumitomo Bakelite)
-6061P) was examined for adhesion to silicon wafers coated with 2.01kgf / cm and 1.75k, respectively.
gf / cm was obtained. The results including other performances are shown in Table 1.
At this time, the molar ratio of the acid and the amine is a / (a + b), respectively.
= 0.8, c / (c + d + e) = 0.4, (c + d) / (c +
d + e) = 1.
【0027】(実施例2〜5)実施例1と同様の方法に
てポリイミド樹脂ワニスを調製しポリイミドフィルムに
塗布しフィルム接着剤を作成した。これらの性能を第1
表に示す。(Examples 2 to 5) In the same manner as in Example 1, a polyimide resin varnish was prepared and applied to a polyimide film to prepare a film adhesive. These performances are the first
It is shown in the table.
【0028】[0028]
【表1】 [Table 1]
【0029】(比較例1)実施例1と全く同様に、1,4-
ビス(3-アミノフェノキシ)ベンゼン58.47g(0.200モ
ル)と、α,ω-ビス(3-アミノプロピル)ポリジメチルシ
ロキサン116g(0.133モル)、1,2,4,5-ベンゼンテトラ
カルボン酸二無水物42.75g(0.196モル)と4,4'-オキ
シジフタル酸二無水物40.54g(0.131モル)とからポリ
アミック酸を調製し、さらに加熱してイミド化したが、
反応が進むにつれ固形分が析出し可溶性のポリイミドワ
ニスを得ることができなかった。この時の酸、アミンの
モル比はそれぞれa/(a+b)=0.5、c/(c+d
+e)=0.4、(c+d)/(c+d+e)=0.4であ
る。(Comparative Example 1) 1,4-
58.47 g (0.200 mol) of bis (3-aminophenoxy) benzene, 116 g (0.133 mol) of α, ω-bis (3-aminopropyl) polydimethylsiloxane, 1,2,4,5-benzenetetracarboxylic dianhydride A polyamic acid was prepared from 42.75 g (0.196 mol) of the product and 40.54 g (0.131 mol) of 4,4′-oxydiphthalic dianhydride, and further heated to imidate.
As the reaction proceeded, solids precipitated, and a soluble polyimide varnish could not be obtained. At this time, the molar ratios of the acid and the amine are a / (a + b) = 0.5 and c / (c + d, respectively).
+ E) = 0.4 and (c + d) / (c + d + e) = 0.4.
【0030】(比較例2)実施例1と同様に、1,3-ビス
(3-アミノフェノキシ)ベンゼン58.47g(0.200モル)と
ビス-4-(3-アミノフェノキシ)フェニルスルフォン86.50
g(0.200モル)、4,4'-オキシジフタル酸二無水物72.9
6g(0.235モル)と3,3',4,4'-ビフェニルテトラカルボ
ン酸二無水物46.13g(0.157モル)とからポリアミック
酸を調製し、さらに加熱してイミド化した。再沈精製後
シクロヘキサノンに溶解しようとしたが溶解せず、NM
Pに溶解した。これを実施例1と同様にポリイミドフィ
ルムに塗布したが乾燥条件は、120℃1時間、250℃1時
間、300℃0.5時間とした。銅に対する接着性の評価で
は、210℃70秒で圧着したがピール強度は0.04kgf/cmで
あった。この時の酸、アミンのモル比はそれぞれa/
(a+b)=0.6、c/(c+d+e)=0、(c+d)
/(c+d+e)=0.5である。Comparative Example 2 In the same manner as in Example 1, 1,3-bis
58.47 g (0.200 mol) of (3-aminophenoxy) benzene and 86.50 of bis-4- (3-aminophenoxy) phenylsulfone
g (0.200 mol), 7,4,4'-oxydiphthalic dianhydride 72.9
Polyamic acid was prepared from 6 g (0.235 mol) and 46.13 g (0.157 mol) of 3,3 ', 4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride, and imidized by heating. After reprecipitation purification, it was tried to be dissolved in cyclohexanone, but was not dissolved.
Dissolved in P. This was applied to a polyimide film in the same manner as in Example 1, but the drying conditions were 120 ° C. for 1 hour, 250 ° C. for 1 hour, and 300 ° C. for 0.5 hour. In the evaluation of the adhesiveness to copper, pressure bonding was performed at 210 ° C. for 70 seconds, but the peel strength was 0.04 kgf / cm. At this time, the molar ratio of the acid and the amine is a /
(A + b) = 0.6, c / (c + d + e) = 0, (c + d)
/(C+d+e)=0.5.
【0031】(比較例3)実施例1と同様に、1,3-ビス
(3-アミノフェノキシ)ベンゼン58.47g(0.200モル)と
α,ω-ビス(3-アミノプロピル)ポリジメチルシロキサン
58.00g(0.067モル)、4,4'-オキシジフタル酸二無水
物32.43g(0.105モル)と3,3',4,4'-ベンゾフェノンテ
トラカルボン酸二無水物50.53g(0.157モル)とからポ
リアミック酸を調製し、さらに加熱してイミド化した。
再沈精製後DMFに溶解した。これを実施例1と同様に
ポリイミドフィルムに塗布したが乾燥条件は、120℃1
時間、250℃1.5時間とした。銅に対する接着性の評価で
は、210℃70秒で圧着したがピール強度は0.12kgf/cmで
あった。この時の酸、アミンのモル比はそれぞれa/
(a+b)=0.4、c/(c+d+e)=0.25、(c+
d)/(c+d+e)=1である。Comparative Example 3 In the same manner as in Example 1, 1,3-bis
58.47 g (0.200 mol) of (3-aminophenoxy) benzene and α, ω-bis (3-aminopropyl) polydimethylsiloxane
58.00 g (0.067 mol), 32.43 g (0.105 mol) of 4,4'-oxydiphthalic dianhydride and 50.53 g (0.157 mol) of 3,3 ', 4,4'-benzophenonetetracarboxylic dianhydride The acid was prepared and further heated to imidize.
After reprecipitation purification, it was dissolved in DMF. This was applied to a polyimide film in the same manner as in Example 1, but the drying condition was 120 ° C.1
Time, 250 ° C., 1.5 hours. In the evaluation of the adhesiveness to copper, pressure bonding was performed at 210 ° C. for 70 seconds, but the peel strength was 0.12 kgf / cm. At this time, the molar ratio of the acid and the amine is a /
(A + b) = 0.4, c / (c + d + e) = 0.25, (c +
d) / (c + d + e) = 1.
【0032】実施例に比べると、テトラカルボン酸二無
水物とジアミンのモル比が本発明の範囲から外れると、
ポリイミド樹脂の溶解性や接着力がが著しく低下するこ
とがわかる。As compared with the examples, when the molar ratio of tetracarboxylic dianhydride to diamine is out of the range of the present invention,
It can be seen that the solubility and adhesion of the polyimide resin are significantly reduced.
【0033】[0033]
【発明の効果】本発明によれば、耐熱性と接着作業性を
両立させた信頼性の高いフィルム接着剤を提供すること
が可能である。特に、酸化され易い銅をリードフレーム
として使用するのに、低温短時間で接着可能であり、表
面を酸化させることがなく接着でき、半導体実装材料と
して工業的に極めて利用価値が高い。According to the present invention, it is possible to provide a highly reliable film adhesive having both heat resistance and bonding workability. In particular, even when copper, which is easily oxidized, is used as a lead frame, it can be bonded in a short time at a low temperature, can be bonded without oxidizing the surface, and is extremely useful in industrial use as a semiconductor mounting material.
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 23/50 H01L 23/50 Y Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Reference number in the agency FI Technical display location H01L 23/50 H01L 23/50 Y
Claims (3)
に、酸成分が4,4'-オキシジフタル酸二無水物aモルと
他のテトラカルボン酸二無水物bモル、アミン成分が
α,ω-ビス(3-アミノプロピル)ポリジメチルシロキサン
cモル、1,3-ビス(3-アミノフェノキシ)ベンゼンdモル
と、他のジアミンeモルからなり(但し、bとeとはそ
れぞれ0であってもよい)、a/(a+b)>0.6、0.1
<c/(c+d+e)<0.6、0.6<(c+d)/(c+
d+e)、かつ0.950<(a+b)/(c+d+e)<
1.02の割合で形成されたガラス転移温度が350℃以下の
ポリイミド樹脂の層を有するフィルム接着剤。1. A heat-resistant film substrate having, on one or both sides thereof, an acid component of amol 4,4′-oxydiphthalic dianhydride and b mol of another tetracarboxylic dianhydride, and an amine component of α, ω- It consists of c mole of bis (3-aminopropyl) polydimethylsiloxane, d mole of 1,3-bis (3-aminophenoxy) benzene, and e mole of another diamine (however, b and e are the same).
Each may be 0) , a / (a + b)> 0.6, 0.1
<C / (c + d + e) <0.6, 0.6 <(c + d) / (c +
d + e) and 0.950 <(a + b) / (c + d + e) <
A film adhesive having a polyimide resin layer formed at a ratio of 1.02 and having a glass transition temperature of 350 ° C. or lower.
が350℃以上であるポリイミドフィルムであることを特
徴とする請求項1記載のフィルム接着剤。2. The film adhesive according to claim 1, wherein the heat-resistant film substrate is a polyimide film having a glass transition temperature of 350 ° C. or higher.
物aモルと他のテトラカルボン酸二無水物bモル、アミ
ン成分がα,ω-ビス(3-アミノプロピル)ポリジメチルシ
ロキサンcモル、1,3-ビス(3-アミノフェノキシ)ベンゼ
ンdモルと、他のジアミンeモルからなり(但し、bと
eとはそれぞれ0であってもよい)、a/(a+b)>
0.6、0.1<c/(c+d+e)<0.6、0.6<(c+d)
/(c+d+e)、かつ0.950<(a+b)/(c+d
+e)<1.02の割合で形成されたガラス転移温度が350
℃以下のポリイミド樹脂を沸点が200℃以下の有機溶剤
に溶解したワニスを耐熱性フィルム基材の片面又は両面
に塗布、乾燥することを特徴とするフィルム接着剤の製
造方法。3. The acid component is a mole of 4,4'-oxydiphthalic dianhydride and b mole of another tetracarboxylic dianhydride, and the amine component is α, ω-bis (3-aminopropyl) polydimethylsiloxane c. Mol, d-mol of 1,3-bis (3-aminophenoxy) benzene and e-mol of other diamine (provided that b and
e may each be 0) , a / (a + b)>
0.6, 0.1 <c / (c + d + e) <0.6, 0.6 <(c + d)
/ (C + d + e) and 0.950 <(a + b) / (c + d)
+ E) a glass transition temperature of 350 formed at a ratio of <1.02
A method for producing a film adhesive, comprising applying a varnish obtained by dissolving a polyimide resin having a boiling point of 200 ° C. or lower in an organic solvent having a boiling point of 200 ° C. or lower to one or both surfaces of a heat-resistant film substrate and drying.
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