JP3536641B2 - 接着フィルム、その製造法、接着フィルム付き支持部材及び半導体装置 - Google Patents
接着フィルム、その製造法、接着フィルム付き支持部材及び半導体装置Info
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- H01L2924/15747—Copper [Cu] as principal constituent
Description
の製造法、接着フィルム付き支持部材及び半導体装置に
関し、更に詳しくは、半導体素子等の電子部品とリード
フレームや絶縁性支持基板等の支持部材との接着材料、
すなわちダイボンド用に好適な接着フィルム及びその製
造法、並びにその接着フィルムを用いてつくられる接着
フィルム付き支持部材及び半導体装置に関する。
ムや絶縁性支持基板等の支持部材との接着材料として
は、従来、Au−Si共晶合金、半田、銀ペースト、接着フ
ィルム等が知られている。これらのなかで、Au−Si共晶
合金及び半田は弾性率が大きく、半導体素子の高集積化
に対応した大型チップへの適用が困難なため、近年は、
弾性率が小さい銀ペーストや接着フィルムが主に使用さ
れている。銀ペーストは耐熱信頼性の点から熱硬化性樹
脂を主成分としたものが主流であり、接着フィルムはフ
ィルム形成性の点から熱可塑性樹脂を用いたものが主流
であるが、熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂とを用いた接着
フィルムも提案されている。
とした銀ペーストは、半導体パッケージの組み立て加熱
時に、銀ペーストから発生するアウトガス(フューム)
が半導体素子を汚染し、ワイヤボンド工程におけるワイ
ヤボンダビリティ(ワイヤボンド特性)が低下する問題
がある。また、フュームが加熱装置に付着するという問
題もある。
熱時に発生するアウトガス(フューム)量が少なく、融
点の低い熱可塑性樹脂を選んで用いると接着温度を低く
することができ、リードフレームの酸化等、チップに与
えるダメージを少なくすることができる。しかし、融点
の低い熱可塑性樹脂を用いた接着フィルムは、熱時の接
着力が低いのでダイボンド後の熱処理(例えばワイヤボ
ンド工程、封止工程等)に耐えられないという問題があ
る。
いた接着フィルムは、融点の低い熱可塑性樹脂を選んで
用いることによって接着温度の低温化を図り、熱硬化性
樹脂を使用することによって、熱時における高い接着力
と共に実装時における250℃前後の半田付け熱処理に
も耐えることができるが、熱硬化性樹脂を含有するため
加熱時にアウトガスが発生し易い問題がある。
とリードフレームや絶縁性支持基板とを接着させる接着
フィルムであって、熱時における高い接着力と共に実装
時における250℃前後の半田付け熱処理にも耐え、か
つ、アウトガス(フューム)発生が少なく、それゆえ、
半導体素子や加熱装置の汚染、ワイヤボンド特性の低下
等の問題も解決する接着フィルムを提供することであ
る。
した銀ペーストや熱硬化性樹脂を含む接着フィルムが加
熱された時に発生するアウトガス(フューム)成分を分
析したところ、これは主として使用した熱硬化性樹脂の
未反応樹脂、溶剤又は反応性希釈剤に起因することが分
かった。そこで、種々の熱硬化性樹脂の検討及び接着フ
ィルム製造条件の最適化等を鋭意検討し、本発明を完成
するに至ったのである。
エポキシ樹脂及びエポキシ樹脂硬化剤を含有する接着フ
ィルムであって、前記エポキシ樹脂硬化剤はトリスフェ
ノ−ル系化合物であることを特徴とする接着フィルムに
関する。上記接着フィルムは、基材に接着フィルムが付
着しているもの(すなわち、基材付き接着フィルム)で
あってもよい。
基材フィルム付き接着フィルムの製造法も提供する。す
なわち、上記接着フィルムの製造法は、(1)熱可塑性
樹脂と、エポキシ樹脂と、トリスフェノ−ル系のエポキ
シ樹脂硬化剤と、必要に応じてフィラーとを、有機溶媒
中で混合し、(2)基材上に前記混合液の層を形成さ
せ、(3)加熱・乾燥し、(4)基材を除去する、こと
を特徴とする。
(1)熱可塑性樹脂と、エポキシ樹脂と、トリスフェノ
−ル系のエポキシ樹脂硬化剤と、必要に応じてフィラー
とを、有機溶媒中で混合し、(2)基材上に前記混合物
の層を形成させ、(3)加熱・乾燥する、ことを特徴と
する。
ィルムを接着させた接着フィルム付き支持部材を提供す
る。
フィルムを用いて支持部材に接着し、半導体素子を封止
材で封止した半導体装置を提供する。
熱可塑性樹脂は、限定されるものではなく、例えば、ポ
リイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹
脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリエステル樹脂、シロ
キサンポリイミド樹脂、ポリエステルイミド樹脂、フェ
ノキシ樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリエ−テルスルホン
樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエステル
樹脂、ポリエ−テルケトン樹脂等があるが、好ましいも
のはポリイミド樹脂である。ポリイミド樹脂について
は、後に詳しく述べる。
樹脂は、分子内に少なくとも2個のエポキシ基を含むも
のであれば特に限定されない。下記の式(1)〜(3)
で表される化合物等がある。
3価の有機基を示す。)
ば、ビスフェノールA型のグリシジルエーテル、ビスフ
ェノールF型のグリシジルエーテル、ビスフェノールA
D型のグリシジルエーテル、ビスフェノールS型のグリ
シジルエーテル、2,6−キシレノール型のグリシジル
エーテル、水添加ビスフェノールA型のグリシジルエー
テル、1,4−シクロヘキサンジメタノール型のグリシ
ジルエーテル、ジフェニルエーテル型のグリシジルエー
テル、エチレンオキサイド付加体ビスフェノールA型の
グリシジルエーテル、プロピレンオキサイド付加体ビス
フェノールA型のグリシジルエーテル、ポリエチレング
リコール型のグリシジルエーテル、ポリプロピレングリ
コール型のグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコー
ル型のグリシジルエーテル、1,6−ヘキサンジオール
型のグリシジルエーテル、フェノールノボラック樹脂の
グリシジルエーテル、クレゾールノボラック樹脂のグリ
シジルエーテル、ナフタレン樹脂のグリシジルエーテ
ル、3官能のグリシジルエーテル、4官能のグリシジル
エーテル、ジシクロペンタジエンフェノール樹脂のグリ
シジルエーテル、ダイマー酸のグリシジルエステル、3
官能のグリシジルアミン、4官能のグリシジルアミン、
ナフタレン樹脂のグリシジルアミン、ポリサルファイド
変性エポキシ樹脂、ポリブタジエン変性エポキシ樹脂等
が挙げられる。これらに1官能エポキシ体が含まれてい
てよい。
樹脂硬化剤は、分子内に3個のヒドロキシフェニル基を
有するトリスフェノール系化合物である。そのようなト
リスフェノール系化合物の好ましいものは下記一般式
(a)で表される。
素、炭素数1〜10のアルキル基、フェニル基及び水酸
基から選ばれる基を示す。また、Dは4価の有機基を示
し、そのような4価の有機基の例を化5に示した。
は、例えば、4,4',4''−メチリデントリスフェノ
ール、4,4'−[1−[4−[1−(4−ヒドロキシ
フェニル)−1−メチルエチル]フェニル]エチリデ
ン]ビスフェノール、4,4',4''−エチリジントリ
ス[2−メチルフェノール]、4,4',4''−エチリ
ジントリスフェノール、4,4'−[(2−ヒドロキシ
フェニル)メチレン]ビス[2−メチルフェノール]、
4,4'−[(4−ヒドロキシフェニル)メチレン]ビ
ス[2−メチルフェノール]、4,4'−[(2−ヒド
ロキシフェニル)メチレン]ビス[2,3−ジメチルフ
ェノール]、4,4'−[(4−ヒドロキシフェニル)
メチレン]ビス[2,6−ジメチルフェノール]、4,
4'−[(3−ヒドロキシフェニル)メチレン]ビス
[2,3−ジメチルフェノール]、2,2'−[(2−
ヒドロキシフェニル)メチレン]ビス[3,5−ジメチ
ルフェノール]、2,2'−[(4−ヒドロキシフェニ
ル)メチレン]ビス[3,5−ジメチルフェノール]、
2,2'−[(2−ヒドロキシフェニル)メチレン]ビ
ス[2,3,5−トリメチルフェノール]、
メチレン]ビス[2,3,6−トリメチルフェノー
ル]、4,4'−[(3−ヒドロキシフェニル)メチレ
ン]ビス[2,3,6−トリメチルフェノール]、4,
4'−[(4−ヒドロキシフェニル)メチレン]ビス
[2,3,6−トリメチルフェノール]、4,4'−
[(2−ヒドロキシフェニル)メチレン]ビス[2−シ
クロヘキシル−5−メチルフェノール]、4,4'−
[(3−ヒドロキシフェニル)メチレン]ビス[2−シ
クロヘキシル−5−メチルフェノール]、4,4'−
[(4−ヒドロキシフェニル)メチレン]ビス[2−シ
クロヘキシル−5−メチルフェノール]、4,4'−
[(3,4−ジヒドロキシフェニル)メチレン]ビス
[2−メチルフェノール]、4,4'−[(3,4−ジ
ヒドロキシフェニル)メチレン]ビス[2,6−ジメチ
ルフェノール]、4,4'−[(3,4−ジヒドロキシ
フェニル)メチレン]ビス[2,3,6−トリメチルフ
ェノール]、4−[ビス(3−シクロヘキシル−4−ヒ
ドロキシ−6−メチルフェニル)メチル]−1,2−ベ
ンゼンジオール、
メチレン]ビス[3−メチルフェノール]、4,4',
4''−(3−メチル−1−プロパニル−3−イリデン)
トリスフェノール、4,4'−[(2−ヒドロキシフェ
ニル)メチレン]ビス[2−メチルエチルフェノー
ル]、4,4'−[(3−ヒドロキシフェニル)メチレ
ン]ビス[2−メチルエチルフェノール]、4,4'−
[(4−ヒドロキシフェニル)メチレン]ビス[2−メ
チルエチルフェノール]、2,2'−[(3−ヒドロキ
シフェニル)メチレン]ビス[3,5,6−トリメチル
フェノール]、2,2'−[(4−ヒドロキシフェニ
ル)メチレン]ビス[3,5,6−トリメチルフェノー
ル]、4,4'−[(2−ヒドロキシフェニル)メチレ
ン]ビス[2−シクロヘキシルフェノール]、4,4'
−[(3−ヒドロキシフェニル)メチレン]ビス[2−
シクロヘキシルフェノール]、4,4'−[1−[4−
[1−(4−ヒドロキシ−3,5−ジメチルフェニル)
−1−メチルエチル]フェニル]エチリデン]ビス
[2,6−ジメチルフェノール]、4,4',4''−メ
チリジントリス[2−シクロヘキシル−5−メチルフェ
ノール]、4,4'−[1−[4−[1−(3−シクロ
ヘキシル−4−ヒドロキシフェニル)−1−メチルエチ
ル]フェニル]エチリデン]ビス[2−シクロヘキシル
フェノール]、2,2'−[(3,4−ジヒドロキシフ
ェニル)メチレン]ビス[3,5−ジメチルフェノー
ル]、4,4'−[(3,4−ジヒドロキシフェニル)
メチレン]ビス[2−(メチルエチル)フェノール]、
2,2'−[(3,4−ジヒドロキシフェニル)メチレ
ン]ビス[3,5,6−トリメチルフェノール]、4,
4'−[(3,4−ジヒドロキシフェニル)メチレン]
ビス[2−シクロヘキシルフェノール]、α,α',
α''−トリス(4−ヒドロキシフェニル)−1,3,5
−トリイソプロピルベンゼン、等がある。
としては、銀粉、金粉、銅粉等の金属フィラー、シリ
カ、アルミナ、チタニア、ガラス、酸化鉄、セラミッ
ク、窒化ホウ素等の無機フィラー、ポリメチルメタクリ
レート、ブタジエン−スチレン系、シリコーン樹脂等の
有機フィラー等がある。
いて説明する。本発明における接着フィルムの製造は、
(1)熱可塑性樹脂と、エポキシ樹脂と、前記のエポキ
シ樹脂硬化剤と、必要に応じてフィラーとを、有機溶媒
中で混合し、(2)基材上に前記混合物の層を形成さ
せ、(3)加熱・乾燥し、(4)基材を除去して、行な
うことができる。
上記(4)の工程を行うことなく、上記(1)〜(3)
の工程を行えばよい。フィラーとしては、先に挙げたよ
うなフィラーを用いることができる。
に特に限定するものではないが、好ましいものはポリイ
ミド樹脂である。ポリイミド樹脂は、通常、テトラカル
ボン酸二無水物とジアミンとを反応させて製造できる。
ては、ピロメリット酸二無水物、3,3′,4,4′−
ジフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,2′,3,
3′−ジフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,2−
ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)プロパン二無水
物、2,2−ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)プ
ロパン二無水物、1,1−ビス(2,3−ジカルボキシ
フェニル)エタン二無水物、1,1−ビス(3,4−ジ
カルボキシフェニル)エタン二無水物、ビス(2,3−
ジカルボキシフェニル)メタン二無水物、ビス(3,4
−ジカルボキシフェニル)メタン二無水物、ビス(3,
4−ジカルボキシフェニル)スルホン二無水物、
ン酸二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)
エーテル二無水物、ベンゼン−1,2,3,4−テトラ
カルボン酸二無水物、3,4,3′,4′−ベンゾフェ
ノンテトラカルボン酸二無水物、2,3,2′,3−ベ
ンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、2,3,
3′,4′−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水
物、1,2,5,6−ナフタレンテトラカルボン酸二無
水物、2,3,6,7−ナフタレンテトラカルボン酸二
無水物、1,2,4,5−ナフタレン−テトラカルボン
酸二無水物、1,4,5,8−ナフタレン−テトラカル
ボン酸二無水物、
5,8−テトラカルボン酸二無水物、2,7−ジクロル
ナフタレン−1,4,5,8−テトラカルボン酸二無水
物、2,3,6,7−テトラクロルナフタレン−1,
4,5,8−テトラカルボン酸二無水物、フエナンスレ
ン−1,8,9,10−テトラカルボン酸二無水物、ピ
ラジン−2,3,5,6−テトラカルボン酸二無水物、
チオフエン−2,3,4,5−テトラカルボン酸二無水
物、2,3,3′,4′−ビフェニルテトラカルボン酸
二無水物、3,4,3′,4′−ビフェニルテトラカル
ボン酸二無水物、2,3,2′,3′−ビフェニルテト
ラカルボン酸二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフ
ェニル)ジメチルシラン二無水物、ビス(3,4−ジカ
ルボキシフェニル)メチルフェニルシラン二無水物、ビ
ス(3,4−ジカルボキシフェニル)ジフェニルシラン
二無水物、1,4−ビス(3,4−ジカルボキシフェニ
ルジメチルシリル)ベンゼン二無水物、1,3−ビス
(3,4−ジカルボキシフェニル)−1,1,3,3−
テトラメチルジシクロヘキサン二無水物、p−フェニレ
ンビス(トリメリテート無水物)、
2,3,4−ブタンテトラカルボン酸二無水物、デカヒ
ドロナフタレン−1,4,5,8−テトラカルボン酸二
無水物、4,8−ジメチル−1,2,3,5,6,7−
ヘキサヒドロナフタレン−1,2,5,6−テトラカル
ボン酸二無水物、シクロペンタン−1,2,3,4−テ
トラカルボン酸二無水物、ピロリジン−2,3,4,5
−テトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4−シクロ
ブタンテトラカルボン酸二無水物、ビス(エキソ−ビシ
クロ〔2,2,1〕ヘプタン−2,3−ジカルボン酸二
無水物)スルホン、ビシクロ−(2,2,2)−オクト
(7)−エン2,3,5,6−テトラカルボン酸二無水
物、2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)ヘ
キサフルオロプロパン二無水物、2,2−ビス〔4−
(3,4−ジカルボキシフェノキシ)フェニル〕ヘキサ
フルオロプロパン二無水物、4,4′−ビス(3,4−
ジカルボキシフェノキシ)ジフェニルスルフイド二無水
物、1,4−ビス(2−ヒドロキシヘキサフルオロイソ
プロピル)ベンゼンビス(トリメリット酸二無水物)、
1,3−ビス(2−ヒドロキシヘキサフルオロイソプロ
ピル)ベンゼンビス(トリメリット酸二無水物)、5−
(2,5−ジオキソテトラヒドロフリル)−3−メチル
−3−シクロヘキセン−1,2−ジカルボン酸二無水
物、テトラヒドロフラン−2,3,4,5−テトラカル
ボン酸二無水物等のほか、
トラカルボン酸二無水物がある。特に好ましいポリイミ
ド樹脂は、前記の式(I)のテトラカルボン酸二無水物
の含量が全テトラカルボン酸二無水物の30モル%以上
であるテトラカルボン酸二無水物と、ジアミンとを反応
させて得られるポリイミド樹脂である。
としては、nが2〜5のとき、1,2−(エチレン)ビ
ス(トリメリテート二無水物)、1,3−(トリメチレ
ン)ビス(トリメリテート二無水物)、1,4−(テト
ラメチレン)ビス(トリメリテート二無水物)、1,5
−(ペンタメチレン)ビス(トリメリテート二無水
物)、nが6〜20のとき、1,6−(ヘキサメチレ
ン)ビス(トリメリテート二無水物)、1,7−(ヘプ
タメチレン)ビス(トリメリテート二無水物)、1,8
−(オクタメチレン)ビス(トリメリテート二無水
物)、1,9−(ノナメチレン)ビス(トリメリテート
二無水物)、1,10−(デカメチレン)ビス(トリメ
リテート二無水物)、1,12−(ドデカメチレン)ビ
ス(トリメリテート二無水物)、1,16−(ヘキサデ
カメチレン)ビストリメリテート二無水物、1,18−
(オクタデカメチレン)ビス(トリメリテート二無水
物)、等があり、これら2種以上を併用してもよい。
は、無水トリメリット酸モノクロライド及び対応するジ
オールから合成することができる。また、全テトラカル
ボン酸二無水物に対して上記テトラカルボン酸二無水物
の含まれる量を好ましくは30モル%以上とするのは、
接着フィルムの低温接着性を保つためである。
るジアミンとしては、1,2−ジアミノエタン、1,3
−ジアミノプロパン、1,4−ジアミノブタン、1,5
−ジアミノペンタン、1,6−ジアミノヘキサン、1,
7−ジアミノヘプタン、1,8−ジアミノオクタン、
1,9−ジアミノノナン、1,10−ジアミノデカン、
1,11−ジアミノウンデカン、1,12−ジアミノド
デカン等の脂肪族ジアミン、
ジアミン、p−フェニレンジアミン、3,3′−ジアミ
ノジフェニルエーテル、3,4′−ジアミノジフェニル
エーテル、4,4′−ジアミノジフェニルエーテル、
3,3′−ジアミノジフェニルメタン、3,4′−ジア
ミノジフェニルメタン、4,4′−ジアミノジフェニル
メタン、3,3′−ジアミノジフェニルジフルオロメタ
ン、3,4′−ジアミノジフェニルジフルオロメタン、
4,4′−ジアミノジフェニルジフルオロメタン、3,
3′−ジアミノジフェニルスルホン、3,4′−ジアミ
ノジフェニルスルホン、4,4′−ジアミノジフェニル
スルホン、3,3′−ジアミノジフェニルスルフイド、
3,4′−ジアミノジフェニルスルフイド、4,4′−
ジアミノジフェニルスルフイド、
3,4′−ジアミノジフェニルケトン、4,4′−ジア
ミノジフェニルケトン、2,2−ビス(3−アミノフェ
ニル)プロパン、2,2′−(3,4′−ジアミノジフ
ェニル)プロパン、2,2−ビス(4−アミノフェニ
ル)プロパン、2,2−ビス(3−アミノフェニル)ヘ
キサフルオロプロパン、2,2−(3,4′−ジアミノ
ジフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス
(4−アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパン、1,
3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4−
ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4−ビス
(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、3,3′-(1,
4−フェニレンビス(1−メチルエチリデン))ビスアニ
リン、3,4′-(1,4−フェニレンビス(1−メチル
エチリデン))ビスアニリン、4,4′-(1,4−フェ
ニレンビス(1−メチルエチリデン))ビスアニリン、
2,2−ビス(4−(3−アミノフェノキシ)フェニ
ル)プロパン、2,2−ビス(4−(4−アミノフェノ
キシ)フェニル)プロパン、2,2−ビス(4−(3−
アミノフェノキシ)フェニル)ヘキサフルオロプロパ
ン、2,2−ビス(4−(4−アミノフエノキシ)フエ
ニル)ヘキサフルオロプロパン、ビス(4−(3−アミ
ノフェノキシ)フェニル)スルフイド、ビス(4−(4
−アミノフェノキシ)フェニル)スルフイド、ビス(4
−(3−アミノフェノキシ)フェニル)スルホン、ビス
(4−(4−アミノフェノキシ)フェニル)スルホン等
の芳香族ジアミンを挙げることができる。これは2種以
上を混合して用いてもよい。
合反応は、有機溶媒中で行う。この場合、テトラカルボ
ン酸二無水物とジアミンは等モル又はほぼ等モルで用い
るのが好ましく、各成分の添加順序は任意である。用い
る有機溶媒としては、ジメチルアセトアミド、ジメチル
ホルムアミド、N−メチル−2−ピロリドン、ジメチル
スルホキシド、ヘキサメチルホスホリルアミド、m−ク
レゾール、o−クロルフェノール等がある。
0℃である。反応が進行するにつれ反応液の粘度が徐々
に上昇する。この場合、ポリイミドの前駆体であるポリ
アミド酸が生成する。
酸)を脱水閉環させて得ることができる。脱水閉環は1
20℃〜250℃で熱処理する方法や化学的方法を用い
て行うことができる。なお、本発明においてポリイミド
樹脂とは、ポリイミド及びその前駆体を総称する。ポリ
イミドの前駆体には、ポリアミド酸のほか、ポリアミド
酸が部分的にイミド化したものがある。
とエポキシ樹脂硬化剤は、熱により橋かけ(架橋)反応
を起こす。この反応を促進するために、硬化促進剤(触
媒)を適宜、使用することができる。
可塑性樹脂100重量部に対してエポキシ樹脂を好まし
くは1〜100重量部、更に好ましくは2〜50重量部
用い、前記のエポキシ樹脂硬化剤を好ましくは0.02
〜120重量部、更に好ましくは0.1〜80重量部用
いる。更に硬化促進剤(触媒)を有機溶媒に溶解し、基
材上に塗布して層を形成させ、加熱・乾燥することによ
り製造できる。
え、エポキシ樹脂硬化剤の使用量が120重量部を超え
ると、接着フィルム加熱時の重量減少量及びアウトガス
発生量(フュ−ム発生量)が多くなり、また、フィルム
形成性も悪くなる傾向となる。また、エポキシ樹脂の使
用量が1重量部未満及びエポキシ樹脂硬化剤の使用量が
0.02重量部未満では、熱時接着力が低下する傾向と
なる。
キシ樹脂硬化剤と共にフィラーを含有させる場合のフィ
ラーとしては、先に述べたような金属フィラー、無機フ
ィラー又は有機フィラーを用いる。フィラーのうち、前
記金属フィラーは接着フィルムに導電性またはチキソ性
を付与する目的で添加され、無機フィラーは接着フィル
ムに低熱膨張性、低吸湿性を付与する目的で添加され、
有機フィラーは接着フィルムに靭性を付与する目的で添
加される。これら金属フィラー、無機フィラー又は有機
フィラーはそれぞれ2種以上を用いることもできる。フ
ィラーを用いた場合の混合・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、
組み合せて行うことができる。
部に対し0〜8000重量部、好ましくは0〜4000
重量部の範囲である。8000重量部よりも多いと接着
性が低下する。
樹脂、エポキシ樹脂及び前記エポキシ樹脂硬化剤を有機
溶媒に溶解後、フィラーを加え、必要に応じ他の成分を
加え、混合・混練する。得られたペースト状混合物を、
基材上に均一に塗布し、加熱・乾燥して製造する。
溶媒は、材料を均一に溶解、混練または分散でき、加熱
によって容易に除去できる溶媒とする。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、ジメチルスルホキシド、ジエチレングリコー
ルジメチルエーテル、トルエン、ベンゼン、キシレン、
メチルエチルケトン、テトラヒドロフラン、エチルセロ
ソルブ、エチルセロソルブアセテート、ブチルセロソル
ブ、ジオキサン等がある。
る条件、すなわち、おおむね60〜200℃の温度で、
0.1〜90分間加熱して行う。その後、接着フィルム
は通常、室温下で基材から剥がして使用する。あるい
は、基材付きのまま使用することもできる。
上記の接着フィルム製造時の加熱・乾燥条件に耐えるも
のであれば特に限定するものではない。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、メチルペンテンフィルム等がある。これらのフ
ィルムは、シリコーン系やシリカ系の離型剤で処理され
たものであってもよい。
素子と、42アロイリードフレーム、銅リードフレーム
等のリードフレーム、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂等
のプラスチックフィルム、ガラス不織布等基材にエポキ
シ樹脂、ポリイミド樹脂等のプラスチックを含浸・硬化
させたもの、アルミナ等のセラミックス等の支持部材と
の接着に用いることができる。すなわち、前記したよう
な半導体素子と支持部材との間に本発明の接着フィルム
を挾み、100〜300℃、0.1〜300秒間、加熱
圧着して、両者を接着させる。その後、ワイヤーボンデ
ィング工程、封止材による封止工程を経て半導体装置
(半導体パッケージ)とされる。
〜3の配合表に示す通り、No.1〜7のワニス(N
o.1〜4:本発明の実施例1〜3に関するもの、N
o.5〜7:比較例1〜3に関するもの)を調合した。 ポリイミドA:デカメチレンビストリメリテート二無水
物と4,4’−ジアミノジフェニルメタンとから合成し
た。 ポリイミドB:エメチレンビストリメリテート二無水物
と2,2−ビス(4−(4−アミノフェノキシ)フェニ
ル)プロパンとから合成した。 ポリイミドC:デカメチレンビストリメリテート二無水
物と4,4’−ジアミノジフェニルエーテルとから合成
した。
記のものを意味する。 YDCH−702:東都化成、クレゾールノボラック型
エポキシ樹脂(エポキシ当量220)、 ESCN−195:住友化学、クレゾールノボラック型
エポキシ樹脂(エポキシ当量200)、 N−865E:大日本インキ、ビスフェノ−ルノボラッ
ク型エポキシ樹脂(エポキシ当量208)、 BEO−60E:新日本理化学、エチレンオキサイド付
加体ビスフェノール型エポキシ樹脂(エポキシ当量37
3)、 DME−100:新日本理化学、シクロヘキサンジメタ
ノール型エポキシ樹脂(エポキシ当量155)、 TrisP-TC:本州化学、トリスフェノ−ルノボラック(O
H当量160)、化学名 α,α',α''−トリス(4
−ヒドロキシフェニル)−1,3,5−トリイソプロピ
ルベンゼン;式(a1)、 TrisP-PA:本州化学、トリスフェノ−ルノボラック(O
H当量141)、化学名 4,4'−[1−[4−[1
−(4−ヒドロキシフェニル)−1−メチルエチル]フ
ェニル]エチリデン]ビスフェノール;式(a2)、 TrisP-PHBA:本州化学、トリスフェノ−ルノボラック
(OH当量97)、化学名 4,4',4''−メチリデ
ントリスフェノール;式(a3)、 TrisP-HAP:本州化学、トリスフェノ−ルノボラック
(OH当量102)、化学名 4,4',4''-エチリジ
ントリスフェノール;式(a4)
(OH当量103)、 BP:本州化学、ビフェノール(OH当量93)、 BPF−C:本州化学、メチレンビスフェノール(OH
当量100) DMAc:ジメチルアセトアミド DMF:ジメチルホルムアミド NMP:N−メチルピロリドン
プロピレンフィルム)上に塗布し、80℃で10分、続
いて120℃で30分加熱し、その後、室温で基材から
剥がして、接着フィルムを得た。得られた接着フィルム
(実施例1〜4:ワニス番号No.1〜4に対応;比較
例1〜3:ワニス番号No.5〜7に対応)はいずれも
室温でベタツキはなく、自己支持性をもつフィルムであ
った。
ルムの接着特性(剪断接着力及びピール強度)、並びに
250℃で2分間加熱したときの重量減少量及びフュー
ム付着量についての評価試験結果を表3、表4に示す。
なお、比較例4は銀ペースト(日立化成工業株式会社
製、商品名エピナール)である。
>基板上に、適当な大きさに切断した接着フィルムを載
せ、その上に試験板を接近させて設置する。このサンプ
ルを表面温度が250℃の熱盤上に置き、2分間加熱す
る。室温に冷却した後、接着フィルムの重量を測定し、
加熱処理前の接着フィルムの重量と比べ接着フィルムの
重量変化量(単位:μg/mm3(接着フィルム))を
求め、これを重量減少量とする。また、試験板に付着し
たフューム重量(単位:μg/mm3(接着フィルム))
を測定し、フューム付着量とする。
着フィルムを4×4mm及び8×8mmの大きさに切断
し、これを4×4mm及び8×8mmの大きさシリコン
チップと42アロイ製リードフレームの間にそれぞれ挾
み、500gの加重をかけて、260℃で3秒間圧着さ
せたのち、次の方法で剪断接着力及びピール強度を測定
した。 剪断接着力:4×4mmのシリコンチップを4×4mm
の接着フィルムで接着したサンプルを用いて、室温及び
350℃、20秒加熱時の剪断接着力をプッシュプルゲ
ージにより測定した。 ピール強度:8×8mmのシリコンチップを8×8mm
の接着フィルムで接着したサンプルを用いて、250
℃、20秒加熱時のピール強度をプッシュプルゲージに
より測定した。
12.4 350℃ 2.1 2.5 2.8 1.2 ピール強度 (kgf/chip) 250℃ >3 2.2 2.5 0.4 重量減少量 (μg/mm3) 161 158 134 260 フューム付着量 (μg/mm3) 32.3 37.1 31.8 − ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
5〜6の基材付き接着フィルムは、半導体素子等の電子
部品とリードフレームや絶縁性支持基板等の支持部材の
接着材料として、低温接着性、良好な熱時接着力及び高
い半田耐熱性を有し、かつ、アウトガス(フューム)の
発生が少ないので、半導体素子や加熱装置の汚染、ワイ
ヤボンド特性の低下等の問題を招かない。請求項7〜1
3の製造法により、請求項1〜6の接着フィルムを製造
できる。請求項14の接着フィルム付き支持部材は、請
求項15の半導体装置の中間製品である。請求項15の
半導体装置は、実装時の250℃前後の半田付け熱処理
に耐え得る高い半田耐熱性を有し、信頼性が高い。
Claims (15)
- 【請求項1】熱可塑性樹脂、エポキシ樹脂及びエポキシ
樹脂硬化剤を含有する接着フィルムであって、前記エポ
キシ樹脂硬化剤はトリスフェノ−ル系化合物である接着
フィルム。 - 【請求項2】熱可塑性樹脂がポリイミド樹脂である、請
求項1の接着フィルム。 - 【請求項3】ポリイミド樹脂が、次の式(I) 【化1】 (式中、nは2〜20の整数を示す。)のテトラカルボ
ン酸二無水物の含量が全テトラカルボン酸二無水物の3
0モル%以上であるテトラカルボン酸二無水物と、ジア
ミンとを反応させて得られるポリイミド樹脂である、請
求項2の接着フィルム。 - 【請求項4】熱可塑性樹脂、エポキシ樹脂及びエポキシ
樹脂硬化剤に加えて、更にフィラーを含有する、請求項
1の接着フィルム。 - 【請求項5】基材に請求項1〜3のいずれかの接着フィ
ルムが付着している基材付き接着フィルム。 - 【請求項6】基材に請求項4の接着フィルムが付着して
いる基材付き接着フィルム。 - 【請求項7】(1)熱可塑性樹脂と、エポキシ樹脂と、
トリスフェノ−ル系のエポキシ樹脂硬化剤を有機溶媒中
で混合し、(2)基材上に前記混合液の層を形成させ、
(3)加熱・乾燥し、(4)基材を除去する、請求項1
の接着フィルムの製造法。 - 【請求項8】請求項7の製造法において、熱可塑性樹脂
としてポリイミド樹脂を用いる、請求項2の接着フィル
ムの製造法。 - 【請求項9】請求項8の製造法において、ポリイミド樹
脂として、次の式(I) 【化2】 (式中、nは2〜20の整数を示す。)のテトラカルボ
ン酸二無水物の含量が全テトラカルボン酸二無水物の3
0モル%以上であるテトラカルボン酸二無水物と、ジア
ミンとを反応させて得られるポリイミド樹脂を用いる、
請求項3の接着フィルムの製造法。 - 【請求項10】請求項7〜9の製造法において、エポキ
シ樹脂の使用量が熱可塑性樹脂100重量部に対して1
〜100重量部、エポキシ樹脂硬化剤の使用量が熱可塑
性樹脂100重量部に対して0.02〜120重量部で
ある、請求項1〜3いずれかの接着フィルムの製造法。 - 【請求項11】(1)熱可塑性樹脂と、エポキシ樹脂
と、トリスフェノ−ル系のエポキシ樹脂硬化剤と、フィ
ラーとを有機溶媒中で混合し、(2)基材上に前記混合
物の層を形成させ、(3)加熱・乾燥し、(4)基材を
除去する、請求項4の接着フィルムの製造法。 - 【請求項12】(1)熱可塑性樹脂と、エポキシ樹脂
と、トリスフェノ−ル系のエポキシ樹脂硬化剤とを、有
機溶媒中で混合し、(2)基材上に前記混合液の層を形
成させ、(3)加熱・乾燥する、請求項5の基材付き接
着フィルムの製造法。 - 【請求項13】(1)熱可塑性樹脂と、エポキシ樹脂
と、トリスフェノ−ル系のエポキシ樹脂硬化剤と、フィ
ラーとを有機溶媒中で混合し、(2)基材上に前記混合
物の層を形成させ、(3)加熱・乾燥する、請求項6の
基材付き接着フィルムの製造法。 - 【請求項14】支持部材上に請求項1〜6のいずれかの
接着フィルムを接着させた接着フィルム付き支持部材。 - 【請求項15】半導体素子を請求項1〜4のいずれかの
接着フィルムで支持部材に接着し、半導体素子を封止材
で封止した半導体装置。
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