JP3555381B2

JP3555381B2 - Tape with adhesive for semiconductor device, copper-clad laminate using the same, substrate for semiconductor connection, and semiconductor device

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Publication number: JP3555381B2
Application number: JP10097097A
Authority: JP
Inventors: 将次木越; 拓波多野; 幸綱小西
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1996-04-02
Filing date: 1997-04-02
Publication date: 2004-08-18
Anticipated expiration: 2017-04-02
Also published as: JPH10107093A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体集積回路を実装する際に用いられる、テープオートメーテッドボンディング（ＴＡＢ）方式のパターン加工テープ、ボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）パッケージ用インターポーザー等の半導体接続用基板を作成するために適した、半導体装置用接着剤付きテープおよびそれを用いた銅張り積層板、半導体接続用基板ならびに半導体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体集積回路（ＩＣ）の実装には、金属製のリードフレームを用いた方式がもっとも多く用いられているが、近年ではガラスエポキシやポリイミド等の有機絶縁性フィルム上にＩＣ接続用の導体パターンを形成した、接続用基板を介した方式が増加している。代表的なものとして、テープオートメーテッドボンディング（ＴＡＢ）方式によるテープキャリアパッケージ（ＴＣＰ）が挙げられる。
【０００３】
ＴＣＰの接続用基板（パターンテープ）にはＴＡＢ用接着剤付きテープ（以下ＴＡＢ用テープと称する）が使用されるのが一般的である。通常のＴＡＢ用テープは、ポリイミドフィルム等の可撓性を有する有機絶縁性フィルム上に、未硬化状態の接着剤層および保護フィルム層として離型性を有するポリエステルフィルム等を積層した３層構造より構成されている。
【０００４】
ＴＡＢ用テープは、（１）スプロケットおよびデバイス孔の穿孔、（２）銅箔との熱ラミネートおよび接着剤の加熱硬化、（３）パターン形成（レジスト塗布、エッチング、レジスト除去）、（４）スズまたは金−メッキ処理などの加工工程を経て、接続用基板であるＴＡＢテープ（パターンテープ）に加工される。図１にパターンテープの形状を示す。図２に本発明のＴＣＰ型半導体装置の一態様の断面図を示す。パターンテープのインナーリード部６を、半導体集積回路８の金バンプ１０に熱圧着（インナーリードボンディング）し、半導体集積回路を搭載する。次いで、封止樹脂９による樹脂封止工程を経て半導体装置が作成される。最後に、ＴＣＰ型半導体装置は、他の部品を搭載した回路基板等とアウターリード７を介して接続され、電子機器への実装がなされる。
【０００５】
一方、近年の電子機器の小型・軽量化に伴い、半導体パッケージも高密度実装化を目的に、パッケージの裏面に接続端子を配列するＢＧＡ（ボールグリッドアレイ）、ＣＳＰ（チップスケールパッケージ）が用いられるようになってきた。
【０００６】
ＢＧＡ、ＣＳＰではＴＣＰと同様に、インターポーザーと称する接続用基板が必須である。しかし、ＩＣの接続方法において、従来のＴＣＰでは大半がＴＡＢ方式のギャングボンディングであるのに対し、ＢＧＡ、ＣＳＰではＴＡＢ方式およびワイヤーボンディング方式のいずれかを、個々のパッケージの仕様、用途、設計方針等により選択している点が異なっている。図３および図４に本発明の半導体装置（ＢＧＡ，ＣＳＰ）の一態様の断面図を示す。
【０００７】
ここでいうインターポーザーは、前述のＴＣＰのパターンテープと同様の機能を有するものなので、本発明の半導体用接着剤付きテープを使用することができる。インナーリードを有する接続方式に有利であることは当然であるが、半田ボール用の孔やＩＣ用のデバイスホールを機械的に打ち抜いた後に銅箔をラミネートするプロセスに特に適している。一方、ワイヤーボンディングにより接続するため、インナーリードが不要であったり、銅箔ごと半田ボール用の孔やＩＣ用のデバイスホールを開けるプロセスでは、すでに銅箔を積層し接着剤を加熱硬化させた銅張り積層板を用いてもよい。
【０００８】
上記のパッケージ形態ではいずれも最終的に半導体用接着剤付きテープの接着剤層は、パッケージ内に残留するため、絶縁性、耐熱性、接着性等の諸特性を満たすことが要求される。電子機器の小型化、高密度化が進行するに伴い、半導体接続用基板のパターンピッチ（導体幅および導体間幅）が非常に狭くなってきており、高い絶縁信頼性と狭い導体幅における銅箔接着力（以下、接着力と称する）を有する接着剤の必要性が高まっている。最近は特に、絶縁信頼性の加速試験として、１３０℃，８５％Ｒ．Ｈの高温高湿あるいは、１２５℃〜１５０℃の高温で連続した電圧印加状態における絶縁抵抗の低下速度が重要視されるようになった。
【０００９】
従来、半導体用接着剤付きテープとして用いられてきたＴＡＢ用テープの接着剤層は、エポキシ樹脂および／またはフェノール樹脂とポリアミド樹脂の混合組成物を主としたものであった（特開平２−１４３４４７号公報、特開平３−２１７０３５号公報等）。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述の絶縁信頼性および接着力において、従来の半導体用接着剤付きテープ（ＴＡＢ用テープ）は必ずしも十分とはいえない。たとえば、高温高湿での連続した電圧印加状態における絶縁低下が早いため、絶縁信頼性が不足である。特に、高速動作する集積回路等で発熱量が大きい場合、重篤な事態をまねく。しかし、接着性と絶縁性とのバランスをとることは困難であり、接着性と絶縁性のいずれかを向上させると、他方が低下し、総合的に必ずしも十分な特性とはいえない。接着性について言えば、導体幅が細くなるに従い、接着強度が低下し、ボンディング等の後工程で導体の剥離を生じ、集積回路および回路基板と接続できないことがある。これは接着強度の絶対値の不足と、導体と接着剤の間へのメッキ液の侵入による実効の接着面積の減少が主な原因である。また、絶縁性および耐熱性はポリアミド樹脂が加熱下で軟化することにより低下する。これらの問題点は、基本的に熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂の複合材料としての接着剤構造の制御が十分になされていないことに起因している。
【００１１】
本発明はこのような問題点を解決し、優れた絶縁性を保持しつつ、優れた接着性を同時に達成し得る半導体装置用接着剤付きテープおよびそれを用いた銅張り積層板、半導体接続用基板ならびに半導体装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記の目的を達成するために半導体用接着剤付きテープの、接着剤成分の電子顕微鏡レベルでのミクロ相分離構造と金属に対する接着性および絶縁性との関係を鋭意検討した結果、接着剤のミクロ相分離構造を巧みに制御することにより、接着性および絶縁性に優れた半導体用装置接着剤付きテープが得られることを見い出し、本発明に至ったものである。
【００１３】
すなわち、本発明は可撓性を有する有機絶縁性フィルム上に、接着剤層および保護フィルム層を有する積層構造テープであり、加熱硬化後の該接着剤層が、個々に相が連結された、少なくとも２つ以上の連続相を含むミクロ相分離構造を有し、当該連続相がラメラ状であることを特徴とする、半導体装置用接着剤付きテープおよびそれを用いた銅張り積層板、半導体接続用基板ならびに半導体装置に関する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
ミクロ相分離構造は、従来よりポリマーブレンドあるいはブロックおよびグラフト共重合体において、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）、示差走査熱量計（ＤＳＣ）、光散乱、Ｘ線小角散乱、赤外吸収スペクトル（ＩＲ）、等の種々の方法で確認される微細な不均一構造のことであるが、本発明における接着剤層のミクロ相分離構造とは、特に、超薄切片を金属化合物で染色する方法で、透過型電子顕微鏡により確認されるものをいう。
【００１５】
本発明における接着剤層は、加熱硬化後に少なくとも２つ以上の連続相から構成されるミクロ相分離構造を有するものである。ここでいう連続相は、各成分が連結しており、かつ実質的に相互にマトリクス成分として不定型あるいは層状に混在した状態にあるものであれば特に制限されない。たとえば、Ａ相およびＢ相からなる２相系の場合、Ａ相またはＢ相の一方が棒状ドメインを形成し、他方の相中に分散した構造またはＡ相およびＢ相がラメラ構造をとるもの等が例示される。一方、球状あるいは不定型の孤立したドメインが、他方の相のマトリクス中に分散した、いわゆる海島構造のものはこれに該当しない。
【００１６】
本発明の接着剤層では、２つ以上の特性の異なる成分をミクロな連続相として混在させることにより、単なる混合物以上の特性が発現されるものと推測される。
【００１７】
したがって、本発明の接着剤層では、連続相の平均幅が、いずれも５〜１０００ｎｍであることが好ましく、１０〜７００ｎｍであればより好ましく、２０〜５００ｎｍであればさらに好ましくい。５ｎｍ以下であれば、接着性、絶縁性等が単なる混合物としての平均的特性に近づき、１０００ｎｍ以上であれば、不均一すぎてそれぞれの成分のいずれかの特性のみが発現されるので、いずれの場合も好ましくない。
【００１８】
本発明の接着剤層は、上記のミクロ相分離構造を有していれば、それを構成する成分は特に限定されないが、連続相となる各成分の相溶性が重要であり、相溶性が良好過ぎても、不良でも目的とする構造は得られない。半導体装置用接着剤付きテープの要求特性から、好ましい成分を例示すれば、熱可塑性樹脂および熱硬化性樹脂をそれぞれ連続相とする系が挙げられる。
【００１９】
相溶性を表わす特性値は種々あるが、たとえば、下記の方法で測定したヘイズが、連続相を形成する成分のいずれの組合せについても、７〜５０であるようなものが好適である。
７以下では相溶性が良好過ぎ、５０以上では相溶性が不良である。
【００２０】
ヘイズは、連続相を形成する成分のうち２成分を選択し、それらを等量混合して、１２μｍの厚みのサンプルを作成し、ＪＩＳ−Ｋ７１０５に準拠した方法で測定する。
【００２１】
また、連続相となる各成分の相溶性の効果に加えて、連続相となる各成分を相溶させる、相溶化効果を有する物質（いわゆる相溶化剤）を添加するとさらに好適である。
【００２２】
この場合、相溶化剤には、連続相となる各成分のいずれに対しても相溶することにより効果を発揮する、非反応型と、連続相となる各成分に対して反応し、共有結合により相溶化効果を発揮する反応型がある。いずれの場合も少量の添加が有効であり、量が多いとそれ自身が球状のドメインを形成するので、好ましくない。
【００２３】
非反応型は各成分をセグメントに有するブロックポリマ、グラフトポリマが例示できる。また、反応型はエポキシ基、イソシアネート基、ビニル基、等の官能基を２つ以上有する物質が例示できる。特に、反応型は少量の添加でも効果を発揮させるべく、官能基当量が小さく、連続相成分の有する官能基との反応速度の速いものが好ましい。
【００２４】
熱可塑性樹脂としては、ポリアミド、ポリエステル、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリウレタン、ＮＢＲゴム、アクリル、ポリビニルブチラール、等公知のものが例示される。銅箔との接着性や絶縁性の点からポリアミドは特に好ましく、公知の種々のものが使用できるが、接着剤層に可撓性を持たせ、かつ低吸水率のため絶縁性にすぐれる、炭素数が３６であるジカルボン酸（いわゆるダイマー酸）を含むものが好適である。ダイマー酸を含むポリアミド樹脂は、常法によるダイマー酸とジアミンの重縮合により得られるが、この際にダイマー酸以外のアジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸等のジカルボン酸を共重合成分として含有してもよい。ジアミンはエチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ピペラジン、等の公知のものが使用でき、吸湿性、溶解性の点から２種以上の混合でもよい。
【００２５】
熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、キシレン樹脂、フラン樹脂、シアン酸エステル樹脂、等公知のものが例示される。特に、エポキシ樹脂およびフェノール樹脂は絶縁性に優れるので好適である。
【００２６】
たとえば、フェノール樹脂としては、フェノール、クレゾール、ｐ−ｔ−ブチルフェノール、ノニルフェノール等のアルキル置換フェノール、ｐ−フェニルフェノール、テルペン、ジシクロペンタジエン等の環状アルキル変性フェノール、ナフタレン、アントラセン等の骨格を有するものでもよい。
【００２７】
エポキシ樹脂は１分子内に２個以上のエポキシ基を有するものであれば特に制限されないが、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＳ、ジヒドロキシナフタレン、ダイマー酸、レゾルシノール、ジシクロペンタジエンジフェノール、ジシクロペンタジエンジキシレノール、テルペンジフェノール、ビフェニル、等のジグリシジルエーテル、エポキシ化フェノールノボラック、エポキシ化クレゾールノボラック、エポキシ化トリスフェニロールメタン、エポキシ化テトラフェニロールエタン、エポキシ化メタキシレンジアミン、等が挙げられる。
【００２８】
本発明の接着剤層にエポキシ樹脂およびフェノール樹脂の硬化剤および硬化促進剤を添加することは何等制限されない。たとえば、芳香族ポリアミン、三フッ化ホウ素トリエチルアミン錯体等の三フッ化ホウ素のアミン錯体、２−アルキル−４−メチルイミダゾール、２−フェニル−４−アルキルイミダゾール等のイミダゾール誘導体、無水フタル酸、無水トリメリット酸等の有機酸、ジシアンジアミド、トリフェニルフォスフィン、ジアザビシクロウンデセン、等公知のものが使用できる。添加量はエポキシ樹脂およびフェノール樹脂１００重量部に対して０．１〜１０重量部であると好ましい。
【００２９】
以上の成分以外に、接着剤の特性を損なわない範囲で酸化防止剤、イオン捕捉剤などの有機、無機成分を添加することは何ら制限されるものではない。
【００３０】
本発明でいう可撓性を有する絶縁性フィルムとはポリイミド、ポリエステル、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、アラミド、ポリカーボネート、ポリアリレート、等のプラスチックあるいはエポキシ樹脂含浸ガラスクロス等の複合材料からなる厚さ２５〜１２５μｍのフィルムであり、これらから選ばれる複数のフィルムを積層して用いても良い。また必要に応じて、加水分解、コロナ放電、低温プラズマ、物理的粗面化、易接着コーティング処理等の表面処理を施すことができる。
【００３１】
本発明でいう保護フィルム層とは、銅箔を熱ラミネートする前に接着剤面からＴＡＢ用テープの形態を損なうことなく剥離できれば特に限定されないが、たとえばシリコーンあるいはフッ素化合物のコーティング処理を施したポリエステルフィルム、ポリオレフィンフィルム、およびこれらをラミネートした紙が挙げられる。
【００３２】
本発明の接着剤層にミクロ相分離構造を形成させるには、具体的には下記の様な方法が例示できるが、この方法に限定されるものではない。
【００３３】
まず、連続相を形成する成分として、熱可塑性樹脂から有機溶剤に可溶のポリアミド樹脂、熱硬化性樹脂からフェノールレゾール樹脂をそれぞれ選択する。次に、これらをほぼ同量混合し、さらに適量のエポキシ樹脂および硬化促進剤を添加し、溶剤に溶解した後に絶縁性フィルムに塗布、加熱乾燥して接着剤層を形成する。
【００３４】
ポリアミド樹脂とフェノールレゾール樹脂は相互に適度な相溶性を有していることが必要である。この場合、エポキシ樹脂は、加熱乾燥時の塗膜形成の際に、ポリアミド樹脂とフェノールレゾール樹脂と反応して、これらの反応型相溶化剤として働くものと推測され、硬化促進剤はこの反応を促進するものである。したがって、この場合これらは、ポリアミド樹脂とフェノールレゾール樹脂に対し、少量の添加が有効であり、量が多いとそれ自身が球状のドメインを形成するので、好ましくない。好ましい例としては、ポリアミド樹脂の有する官能基（カルボキシル基および／またはアミノ基）に対して、０．５〜５．０倍のエポキシ基が含まれるような添加量が挙げられる。また、エポキシ樹脂もポリアミドとフェノール樹脂の双方に相容する性質を有するように、適宜混合するとさらに好適である。このような例として、ポリアミドに相容のよいダイマー酸ジグリシジルエーテル型エポキシ樹脂と、ポリアミドに相容の悪いナフタレン型エポキシ樹脂の組み合わせが挙げられる。
【００３５】
溶剤は限定されないが、ポリアミド樹脂とフェノールレゾール樹脂双方に対して良溶剤であると好ましい。
【００３６】
上記の条件を満たす例をさらに具体的に挙げると、重量平均分子量２００００〜２０００００、のダイマー酸ポリアミド樹脂に対してストレート型および／またはビスフェノールＡ型のレゾールフェノール樹脂の組合せがこれに相当する。エポキシ樹脂および硬化促進剤はビスフェノールＡ型エポキシ樹脂および三級アミン等が例示できる。
【００３７】
次にＴＡＢ用接着剤付きテープの製造方法について説明する。
【００３８】
可撓性を有する絶縁性フィルムに、接着剤組成物を溶剤に溶解した塗料を塗布、乾燥する。接着剤層の膜厚は１０〜２５μｍとなるように塗布することが好ましい。乾燥条件は、１００〜２００℃、１〜５分である。溶剤は特に限定されないが、トルエン、キシレン、クロルベンゼン等の芳香族系とメタノール、エタノール、プロパノール等のアルコール系の混合、あるいはこれらにクロロホルムを添加した系が好適である。このようにして得られた接着剤付きフィルムに保護フィルムをラミネートし、最後に３５〜１５８ｍｍ程度の幅にスリットする。
【００３９】
【実施例】
以下に実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。実施例の説明に入る前に評価方法について述べる。
【００４０】
評価方法
（１）評価用サンプル作成方法
半導体装置用接着剤付きテープサンプルに１８μの電解銅箔を、１４０℃、１ｋｇ／ｃｍ^２の条件でラミネートした。続いてエアオーブン中で、８０℃、３時間、１００℃、５時間、１５０℃、５時間の順次加熱硬化処理を行ない、銅箔付きの半導体装置用接着剤付きテープを作成した。◎
得られた銅箔付きの半導体装置用接着剤付きテープの銅箔面に常法によりフォトレジスト膜形成、エッチング、レジスト剥離を行ない、接着強度および絶縁性の評価用サンプルをそれぞれ作成した。
（２）スズメッキ処理
上記（１）の方法で得られたサンプルを、ホウフッ酸系の無電解スズメッキ液に７０℃、５分浸漬処理し、０．５μ厚のメッキを施した。
（３）剥離強度
上記（１）および（２）の方法で得た導体幅５０μの評価用サンプルを用いて、導体を９０°方向に１０ｍｍ／ｍｉｎの速度で剥離し、その際の剥離力を測定した。
（４）高温高湿絶縁信頼性
上記（１）および（２）の方法で得た、図５に示す導体幅２５μ、導体間距離２５μのくし型形状の評価用サンプルを用いて、恒温恒湿槽（タバイエスペック（株）製、ＴＰＣ−２１１Ｄ型）中で１３０℃，８５％Ｒ．Ｈ，直流１００Ｖの電圧を連続的に印加した状態において、抵抗値が１０^７Ω以下となる絶縁抵抗低下時間を測定した。
（５）高温絶縁信頼性
上記（４）と同形状の評価用サンプルを用いて、エアオーブン（ヤマト科学（株）製、ＩＤ−２１型）中で１５０℃，直流１００Ｖの電圧を連続的に印加した状態において、抵抗値が１０^９Ω以下となる絶縁抵抗低下時間を測定した。
（６）透過型電子顕微鏡観察
サンプルは、８０℃４時間、１６０℃４時間の熱硬化反応後のパターンテープから接着剤層の超薄切片を作成後、８０℃で、リンタングステン酸（ＰＴＡ）で染色して得た。
【００４１】
観察は、透過型電子顕微鏡（日立製作所（株）製、Ｈ−７１００ＦＡ型）を用い、加速電圧７５ｋＶで行った。連続相の幅は写真から適宜サンプリングした２０箇所を測定した平均値として求めた。
（７）ヘイズ測定
熱可塑性樹脂および熱硬化性樹脂樹脂を重量で１／１に混合し、両者の共通溶剤で濃度約１０重量％となるように溶解した後、キャスティング法により、乾燥後の膜厚約１２μｍとなるように製膜する。得られたサンプルを用いて、ＪＩＳ−Ｋ７１０５に準拠の方法でヘイズを測定した。
参考例（ポリアミド樹脂の合成）
ダイマー酸／ヘキサメチレンジアミン比を１．１〜０．９の範囲とし、酸／アミン反応物、消泡剤および１％以下のリン酸触媒を加え、反応体を調製した。この反応体を、１４０℃，１時間撹拌加熱後、２０５℃まで昇温し、約１．５時間撹拌した。約２ｋＰａの真空下で、０．５時間保持し、温度を低下させた。最後に、酸化防止剤を添加し、重量平均分子量２００００、酸価１０のポリアミド樹脂を取り出した。
実施例１
（１）半導体用接着剤付きテープの作成
参考例で得たポリアミド樹脂４５重量％、ビスフェノールＡ／クレゾール共縮合型フェノールレゾール樹脂（昭和高分子（株）製、ＣＫＳ３９４）２７重量％（固形分として）、ｐ−ｔ−Ｂｕ／ストレート共縮合型フェノールレゾール樹脂（昭和高分子（株）製、ＣＫＭ１２８２）１０重量％、ストレート型フェノールレゾール樹脂（住友ベークライト（株）製、ＰＲ１１０７８）１０重量％、２，６ジヒドロキシナフタレン型エポキシ樹脂（大日本インキ化学（株）製、”エピクロン”ＨＰ４０３２Ｄ、エポキシ当量１４０）５重量％、ダイマー酸ジグリシジルエーテル型エポキシ樹脂（油化シェルエポキシ（株）製、”エピコート”８７１、エポキシ当量４２０）３重量％に対し、硬化促進剤（サンアプロ（株）製、ＵＣＡＴＳＡ８３１）を、他の樹脂成分の総和を１００としたときに０．５となるように配合し、固形分濃度２０重量％となるようにメタノール／モノクロルベンゼン／クロロホルム混合溶媒に３０℃で撹拌、混合して接着剤溶液を作成した。
【００４２】
この接着剤をバーコータで、厚さ７５μｍのポリイミドフィルム（宇部興産（株）製“ユーピレックス”７５Ｓ）に約１８μｍの乾燥厚さとなるように塗布し、１６０℃で８分間の乾燥を行ない、接着剤付シートを作成した。さらに、保護フィルムとして、厚さ２５μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム（東レ（株）製“ルミラー”）を８０℃、０．１ＭＰａの条件でラミネートして、ＴＡＢ用接着剤付きテープを作成した。
【００４３】
このＴＡＢ用接着剤付きテープの接着剤層の透過型電子顕微鏡写真を図６に示す。また、図７に、図６中のＡ１、Ｂ１、Ｃ１、Ｄ１で囲まれる部分の相分離構造を明確にするため、図６の写真をトレースし、模式的に示した。図６において濃く染色されている部分がポリアミド樹脂を含有する相で、淡く染色された部分がフェノール樹脂とエポキシ樹脂からなる成分である。特性は表１に示した。接着性および絶縁性に優れることがわかる。
【００４４】
（２）銅張り積層板の作成
上記の接着剤溶液を有機絶縁フィルムである厚さ２５μのポリイミドフィルム（東レデュポン（株）製“カプトン”１００Ｖ）に約１０μの乾燥厚さとなるように塗布し、１００℃、１分および１６０℃で５分間の乾燥を行ない、さらに１８μの電解銅箔を、１４０℃、０．１ＭＰａの条件でラミネートし、未硬化の銅張り積層板を作成した。続いてエアオーブン中で、８０℃、３時間、１００℃、５時間、１５０℃、５時間の順次加熱硬化処理を行ない、銅張り積層板を得た。
（３）半導体接続用基板の作成
上記の手順で得られた半導体装置用接着剤付きテープを用いて、前述の評価方法（１）および（２）と同一の方法で半導体集積回路接続用の導体回路を形成し、図１に示す半導体接続用基板（パターンテープ）を得た。
（４）半導体装置の作成
上記（３）のパターンテープを用いて、４５０℃，１分の条件でインナーリードボンディングを行ない、半導体集積回路を接続した。しかるのちに、エポキシ系液状封止剤（北陸塗料（株）製“チップコート”１３２０−６１７）で樹脂封止を行ない、半導体装置を得た。図２は得られた半導体装置の断面を示したものである。
実施例２〜３
実施例１と同様の方法で、それぞれ表１に示した原料および組成比で調合した接着剤を用いて半導体装置用接着剤付きテープを得た。特性を同じく表１に示す。透過型電子顕微鏡写真および、相分離構造の模式図をそれぞれ図８，１０および図９，１１に示す。
比較例
実施例と同一のポリアミド樹脂５０重量％、フェノールノボラック樹脂（群栄化学（株）製、ＰＳＭ４３２４）４０重量％、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（油化シェルエポキシ（株）製、”エピコート”８２８、エポキシ当量１８６）２０重量％に対し、硬化促進剤（サンアプロ（株）製、ＵＣＡＴＳＡ８３１）を、他の樹脂成分の総和を１００としたときに０．５となるように配合し、実施例と同様にして作成した接着剤を用いてＴＡＢ用接着剤付きテープを得た。
【００４５】
得られた半導体装置用接着剤付きテープの接着剤層の透過型電子顕微鏡写真を図１２に、特性を表１にそれぞれ示す。図１２において濃く染色されている部分がポリアミド樹脂とフェノール樹脂で、相溶性が良好なため、明確な相分離構造ではない。淡く染色された部分がエポキシ樹脂からなる成分で、球状ドメイン構造である。したがって、海島構造を有する接着剤層である。
表１に示すように、接着力、特にスズメッキによる低下が著しく、さらに絶縁性が低い。
【００４６】
【表１】

★
●
実施例および比較例から本発明により得られる半導体装置用接着剤付きテープは、接着性および絶縁信頼性に優れることがわかる。
【００４７】
【発明の効果】
本発明は接着性に優れた新規な半導体装置用接着剤付きテープおよびそれを用いた銅張り積層板、半導体接続用基板ならびに半導体装置をを工業的に提供するものであり、本発明の半導体装置用接着剤付きテープによって高密度実装用の半導体装置の信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の半導体装置用接着剤付きテープを加工して得られた、半導体集積回路搭載前のパターンテープの一態様の斜視図。
【図２】本発明の半導体装置用接着剤付きテープを用いた半導体装置（ＴＣＰ）の一態様の断面図
【図３】本発明の半導体装置用接着剤付きテープを用いた半導体装置（ＢＧＡ）の一態様の断面図半導体装置の一態様の断面図。
【図４】本発明の半導体装置用接着剤付きテープを用いた半導体装置（ＣＳＰ）の一態様の断面図半導体装置の一態様の断面図。
【図５】絶縁抵抗測定用のくし型形状の評価用サンプルの概略図。
【図６】実施例１の接着剤層の透過型電子顕微鏡写真。
【図７】実施例１の接着剤層の透過型電子顕微鏡写真をトレースした相分離構造の模式図。
【図８】実施例２の接着剤層の透過型電子顕微鏡写真。
【図９】実施例２の接着剤層の透過型電子顕微鏡写真をトレースした相分離構造の模式図。
【図１０】実施例３の接着剤層の透過型電子顕微鏡写真。
【図１１】実施例３の接着剤層の透過型電子顕微鏡写真をトレースした相分離構造の模式図。
【図１２】比較例の接着剤層の透過型電子顕微鏡写真。
【符号の説明】
１，１８可撓性を有する絶縁性フィルム
２，１２，１７接着剤
３スプロケット孔
４デバイス孔
５半導体集積回路接続用の導体
６インナーリード部
７アウターリード部
８半導体集積回路
９封止樹脂
１０金バンプ
１１保護膜
１３補強板
１４ハンダボール
１９補強板
１５ソルダーレジスト
１６絶縁抵抗測定用パターンの導体部分[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is suitable for preparing a semiconductor connection substrate such as a tape automated bonding (TAB) type pattern processing tape and a ball grid array (BGA) package interposer used when mounting a semiconductor integrated circuit. The present invention relates to a tape with an adhesive for semiconductor devices, a copper-clad laminate using the same, a substrate for semiconductor connection, and a semiconductor device.
[0002]
[Prior art]
A method using a metal lead frame is most often used for mounting a semiconductor integrated circuit (IC). In recent years, however, a conductor pattern for IC connection has been formed on an organic insulating film such as glass epoxy or polyimide. The number of systems formed via a connecting substrate is increasing. A typical example is a tape carrier package (TCP) based on a tape automated bonding (TAB) method.
[0003]
In general, a tape with an adhesive for TAB (hereinafter referred to as TAB tape) is used as a connection substrate (pattern tape) for TCP. An ordinary TAB tape has a three-layer structure in which an uncured adhesive layer and a polyester film having release properties are laminated as a protective film layer on a flexible organic insulating film such as a polyimide film. It is configured.
[0004]
TAB tapes include (1) perforation of sprockets and device holes, (2) heat lamination with copper foil and heat curing of adhesive, (3) pattern formation (resist coating, etching, resist removal), (4) tin Alternatively, through a processing step such as a gold-plating process, it is processed into a TAB tape (pattern tape) as a connection substrate. FIG. 1 shows the shape of the pattern tape. FIG. 2 is a cross-sectional view of one embodiment of the TCP semiconductor device of the present invention. The inner lead portion 6 of the pattern tape is thermocompression-bonded (inner lead bonding) to the gold bump 10 of the semiconductor integrated circuit 8 to mount the semiconductor integrated circuit. Next, a semiconductor device is manufactured through a resin sealing step using a sealing resin 9. Finally, the TCP type semiconductor device is connected to a circuit board or the like on which other components are mounted via outer leads 7, and is mounted on an electronic device.
[0005]
On the other hand, as electronic devices have become smaller and lighter in recent years, BGAs (ball grid arrays) and CSPs (chip scale packages) in which connection terminals are arranged on the back surface of the packages have been used for the purpose of high-density mounting of semiconductor packages. It has become.
[0006]
In BGA and CSP, a connection substrate called an interposer is essential as in TCP. However, in the connection method of the IC, most of the conventional TCP uses the gang bonding of the TAB method, whereas the BGA and the CSP use the TAB method or the wire bonding method. The selection point is different depending on, for example, 3 and 4 are cross-sectional views of one embodiment of the semiconductor device (BGA, CSP) of the present invention.
[0007]
Since the interposer has the same function as the above-mentioned TCP pattern tape, the tape with an adhesive for semiconductors of the present invention can be used. Naturally, it is advantageous to a connection method having inner leads, but it is particularly suitable for a process of laminating a copper foil after mechanically punching a hole for a solder ball or a device hole for an IC. On the other hand, since the connection is made by wire bonding, inner leads are not required, and in the process of opening holes for solder balls and device holes for ICs together with the copper foil, the copper foil is already laminated and the adhesive is heated and cured. A laminated board may be used.
[0008]
In any of the above-mentioned package forms, the adhesive layer of the tape with an adhesive for semiconductors is finally left in the package, so that it is required to satisfy various properties such as insulation, heat resistance, and adhesiveness. As electronic devices have become smaller and more dense, the pattern pitch (conductor width and conductor width) of semiconductor connection substrates has become extremely narrow, and copper foil with high insulation reliability and narrow conductor widths has been developed. There is an increasing need for an adhesive having an adhesive force (hereinafter, referred to as an adhesive force). Recently, as an accelerated test of insulation reliability, 130 ° C., 85% R.C. Attention has been paid to the rate of decrease in insulation resistance in a high-temperature and high-humidity H state or a continuous voltage application state at a high temperature of 125 ° C. to 150 ° C.
[0009]
Conventionally, an adhesive layer of a TAB tape which has been used as a tape with an adhesive for semiconductors is mainly composed of a mixed composition of an epoxy resin and / or a phenol resin and a polyamide resin (Japanese Patent Laid-Open No. 2-143447). JP-A-3-217035, and the like.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional tape with an adhesive for a semiconductor (TAB tape) is not always sufficient in the above-described insulation reliability and adhesive strength. For example, the insulation reliability is insufficient due to a rapid decrease in insulation under a continuous voltage application state at high temperature and high humidity. In particular, when an integrated circuit or the like that operates at a high speed generates a large amount of heat, a serious situation may occur. However, it is difficult to balance the adhesiveness and the insulating property, and if one of the adhesiveness and the insulating property is improved, the other is reduced, and it cannot be said that the overall properties are necessarily sufficient. As for the adhesiveness, as the conductor width becomes narrower, the adhesive strength is reduced, and the conductor may be peeled off in a post-process such as bonding, so that the connection with the integrated circuit and the circuit board may not be achieved. This is mainly due to a shortage of the absolute value of the bonding strength and a decrease in the effective bonding area due to the penetration of the plating solution between the conductor and the adhesive. Insulation and heat resistance are reduced by the polyamide resin softening under heating. These problems are basically caused by insufficient control of the adhesive structure as a composite material of a thermoplastic resin and a thermosetting resin.
[0011]
The present invention solves such problems, and while maintaining excellent insulation properties, a tape with an adhesive for a semiconductor device capable of simultaneously achieving excellent adhesion, a copper-clad laminate using the same, It is an object to provide a substrate and a semiconductor device.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The present inventors have intensively studied the relationship between the microphase-separated structure of an adhesive component at the electron microscope level and the adhesion to metal and insulation properties of the tape with an adhesive for semiconductors in order to achieve the above object. As a result, the present inventors have found that a tape with an adhesive for a semiconductor device excellent in adhesiveness and insulating property can be obtained by skillfully controlling the microphase-separated structure of the adhesive, leading to the present invention.
[0013]
That is, the present invention is a laminated structure tape having an adhesive layer and a protective film layer on an organic insulating film having flexibility, the adhesive layer after heat curing, the phases were individually connected, Has a microphase-separated structure containing at least two or more continuous phases And the continuous phase is lamellar The present invention relates to a tape with an adhesive for semiconductor devices, a copper-clad laminate using the same, a substrate for semiconductor connection, and a semiconductor device.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The micro phase separation structure has been conventionally used for polymer blends or block and graft copolymers, such as transmission electron microscope (TEM), differential scanning calorimeter (DSC), light scattering, small-angle X-ray scattering, and infrared absorption spectrum (IR). The micro-phase-separated structure of the adhesive layer in the present invention refers to a fine heterogeneous structure confirmed by various methods such as, for example, a method of dyeing an ultrathin section with a metal compound. What is confirmed by a scanning electron microscope.
[0015]
The adhesive layer in the present invention has a microphase separation structure composed of at least two or more continuous phases after heat curing. The continuous phase referred to here is not particularly limited as long as the components are connected and are substantially in an amorphous or layered state as matrix components. For example, in the case of a two-phase system consisting of an A phase and a B phase, one of the A phase or the B phase forms a rod-shaped domain and the structure dispersed in the other phase or the A phase and the B phase have a lamellar structure. Is exemplified. On the other hand, a so-called sea-island structure in which spherical or amorphous isolated domains are dispersed in the matrix of the other phase does not correspond to this.
[0016]
In the adhesive layer of the present invention, it is presumed that by mixing two or more components having different properties as a micro continuous phase, properties more than a mere mixture are exhibited.
[0017]
Therefore, in the adhesive layer of the present invention, the average width of the continuous phase is preferably from 5 to 1000 nm, more preferably from 10 to 700 nm, even more preferably from 20 to 500 nm. If it is 5 nm or less, the adhesive properties, insulating properties and the like approach the average properties of a mere mixture, and if it is 1000 nm or more, it is too uneven and only one property of each component is expressed. This is not preferred.
[0018]
As long as the adhesive layer of the present invention has the above-described microphase-separated structure, the constituent components thereof are not particularly limited, but may be continuous. phase The compatibility of each component is important, and the desired structure cannot be obtained even if the compatibility is too good or bad. In view of the required characteristics of the tape with an adhesive for semiconductor devices, examples of preferable components include a system in which a thermoplastic resin and a thermosetting resin are each used as a continuous phase.
[0019]
Although there are various characteristic values indicating the compatibility, for example, those having a haze measured by the following method of 7 to 50 for any combination of components forming a continuous phase are preferable.
If it is 7 or less, the compatibility is too good, and if it is 50 or more, the compatibility is poor.
[0020]
The haze is measured by a method according to JIS-K7105, selecting two components from components forming a continuous phase, mixing them in equal amounts to prepare a sample having a thickness of 12 μm.
[0021]
Also continuous phase In addition to the compatibility effect of each component phase It is more preferable to add a substance having a compatibilizing effect (a so-called compatibilizing agent) for compatibilizing the components to be formed.
[0022]
In this case, the compatibilizer should be continuous phase Non-reactive type, which is effective by being compatible with any of the components phase There is a reaction type that reacts with each component to produce a compatibilizing effect by a covalent bond. In any case, the addition of a small amount is effective, and a large amount is not preferable because it itself forms a spherical domain.
[0023]
Examples of the non-reactive type include a block polymer and a graft polymer having each component in a segment. Examples of the reaction type include substances having two or more functional groups such as an epoxy group, an isocyanate group, and a vinyl group. In particular, the reaction type is preferably one having a small functional group equivalent and a high reaction rate with the functional group of the continuous phase component so that the effect can be exerted even with a small amount of addition.
[0024]
Examples of the thermoplastic resin include known resins such as polyamide, polyester, polyimide, polyamide imide, polyurethane, NBR rubber, acrylic, and polyvinyl butyral. Polyamide is particularly preferable from the viewpoint of adhesiveness and insulating properties with copper foil, and various known ones can be used.However, the adhesive layer has flexibility, and has excellent insulating properties due to low water absorption. Those containing a dicarboxylic acid having 36 carbon atoms (so-called dimer acid) are preferred. Polyamide resin containing dimer acid can be obtained by polycondensation of dimer acid and diamine according to a conventional method.In this case, adipic acid other than dimer acid, azelaic acid, containing dicarboxylic acid such as sebacic acid as a copolymer component Is also good. Known diamines such as ethylenediamine, hexamethylenediamine, and piperazine can be used as the diamine, and two or more diamines may be mixed from the viewpoint of hygroscopicity and solubility.
[0025]
Examples of the thermosetting resin include known resins such as an epoxy resin, a phenol resin, a melamine resin, a xylene resin, a furan resin, and a cyanate ester resin. Particularly, epoxy resin and phenol resin are preferable because of their excellent insulating properties.
[0026]
For example, phenolic resins include those having a skeleton such as alkyl-substituted phenols such as phenol, cresol, pt-butylphenol and nonylphenol, cyclic alkyl-modified phenols such as p-phenylphenol, terpene and dicyclopentadiene, naphthalene and anthracene. May be.
[0027]
The epoxy resin is not particularly limited as long as it has two or more epoxy groups in one molecule. However, bisphenol F, bisphenol A, bisphenol S, dihydroxynaphthalene, dimer acid, resorcinol, dicyclopentadiene diphenol, dicyclopentadiene Examples include diglycidyl ethers such as dixylenol, terpene diphenol, and biphenyl, epoxidized phenol novolak, epoxidized cresol novolak, epoxidized trisphenylolmethane, epoxidized tetraphenylolethane, and epoxidized metaxylenediamine.
[0028]
The addition of a curing agent and a curing accelerator for epoxy resin and phenol resin to the adhesive layer of the present invention is not limited at all. For example, aromatic polyamines, boron trifluoride amine complexes such as boron trifluoride triethylamine complex, imidazole derivatives such as 2-alkyl-4-methylimidazole and 2-phenyl-4-alkylimidazole, phthalic anhydride, trianhydride Organic acids such as melitic acid, dicyandiamide, triphenylphosphine, diazabicycloundecene and the like can be used. The addition amount is preferably 0.1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the epoxy resin and the phenol resin.
[0029]
In addition to the above components, addition of organic or inorganic components such as an antioxidant and an ion scavenger as long as the properties of the adhesive are not impaired is not limited at all.
[0030]
The flexible insulating film referred to in the present invention is a plastic such as polyimide, polyester, polyphenylene sulfide, polyether sulfone, polyether ether ketone, aramid, polycarbonate, polyarylate, or a composite material such as an epoxy resin impregnated glass cloth. And a film having a thickness of 25 to 125 [mu] m, and a plurality of films selected from these may be laminated and used. Further, if necessary, a surface treatment such as hydrolysis, corona discharge, low-temperature plasma, physical roughening, and easy adhesion coating treatment can be performed.
[0031]
The protective film layer referred to in the present invention is not particularly limited as long as it can be peeled off from the adhesive surface without damaging the form of the TAB tape before heat laminating the copper foil. For example, polyester coated with silicone or a fluorine compound is applied. Films, polyolefin films, and paper laminated with them.
[0032]
In order to form a microphase-separated structure in the adhesive layer of the present invention, the following method can be specifically exemplified, but it is not limited to this method.
[0033]
First, continuous phase Is selected from a thermoplastic resin and a polyamide resin soluble in an organic solvent, and a thermosetting resin from a phenol resole resin. Next, these are mixed in substantially the same amount, an appropriate amount of an epoxy resin and a curing accelerator are further added, dissolved in a solvent, applied to an insulating film, and dried by heating to form an adhesive layer.
[0034]
It is necessary that the polyamide resin and the phenol resole resin have an appropriate mutual compatibility. In this case, it is presumed that the epoxy resin reacts with the polyamide resin and the phenol resole resin at the time of forming a coating film during heating and drying, and acts as a reaction type compatibilizer. To promote. Accordingly, in this case, it is not preferable to add a small amount of these to the polyamide resin and the phenol resole resin, and a large amount thereof is not preferable because it forms a spherical domain itself. As a preferred example, the amount of addition is such that the epoxy group is contained 0.5 to 5.0 times the functional group (carboxyl group and / or amino group) of the polyamide resin. It is more preferable that the epoxy resin is appropriately mixed so as to have properties compatible with both the polyamide and the phenol resin. As such an example, a combination of a diglycidyl ether dimer acid epoxy resin having a good compatibility with polyamide and a naphthalene type epoxy resin having a bad compatibility with polyamide can be given.
[0035]
The solvent is not limited, but is preferably a good solvent for both the polyamide resin and the phenol resole resin.
[0036]
More specifically, an example satisfying the above conditions corresponds to a combination of a dimer acid polyamide resin having a weight average molecular weight of 20,000 to 200,000 and a straight type and / or bisphenol A type resole phenol resin. Examples of the epoxy resin and the curing accelerator include a bisphenol A type epoxy resin and a tertiary amine.
[0037]
Next, a method of manufacturing a tape with an adhesive for TAB will be described.
[0038]
A paint obtained by dissolving an adhesive composition in a solvent is applied to a flexible insulating film and dried. It is preferable to apply the adhesive layer so that the film thickness is 10 to 25 μm. Drying conditions are 100 to 200 ° C. for 1 to 5 minutes. The solvent is not particularly limited, but a mixture of an aromatic system such as toluene, xylene and chlorobenzene and an alcohol system such as methanol, ethanol and propanol, or a system in which chloroform is added thereto is preferable. A protective film is laminated on the film with the adhesive obtained in this way, and finally slit into a width of about 35 to 158 mm.
[0039]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples. Before the description of the embodiments, an evaluation method will be described.
[0040]
Evaluation method
(1) Method of making evaluation sample
An 18μ electrolytic copper foil was applied to a tape sample with an adhesive for a semiconductor device at 140 ° C., 1 kg / cm. ² Were laminated under the following conditions. Subsequently, in an air oven, 80 ° C., 3 hours, 100 ° C., 5 hours, 150 ° C., and 5 hours were sequentially heat-cured to prepare an adhesive tape for a semiconductor device with a copper foil. ◎
A photoresist film was formed on the copper foil surface of the adhesive tape for a semiconductor device with the copper foil, etched, and the resist was peeled off by a conventional method to prepare samples for evaluating the adhesive strength and the insulating property, respectively.
(2) Tin plating
The sample obtained by the above method (1) was immersed in a borofluoric acid-based electroless tin plating solution at 70 ° C. for 5 minutes, and plated to a thickness of 0.5 μm.
(3) Peel strength
The conductor was peeled in the direction of 90 ° at a speed of 10 mm / min using the evaluation sample having a conductor width of 50 μ obtained by the above methods (1) and (2), and the peeling force at that time was measured.
(4) High temperature and high humidity insulation reliability
Using a sample for evaluation of a comb shape having a conductor width of 25 μ and a conductor-to-conductor distance of 25 μ shown in FIG. 5 obtained by the methods (1) and (2), a thermo-hygrostat (manufactured by Tabai Espec Corp., TPC-211D) at 130 ° C, 85% R.F. H, when the voltage of DC 100V is continuously applied, the resistance value is 10 ⁷ The insulation resistance drop time to be Ω or less was measured.
(5) High temperature insulation reliability
Using the evaluation sample having the same shape as the above (4), the resistance value was measured in a state where a voltage of 150 ° C. and a direct current of 100 V were continuously applied in an air oven (ID-21, manufactured by Yamato Scientific Co., Ltd.). Is 10 ⁹ The insulation resistance drop time to be Ω or less was measured.
(6) Transmission electron microscope observation
The sample was obtained by forming an ultrathin section of the adhesive layer from the pattern tape after the thermosetting reaction at 80 ° C. for 4 hours and 160 ° C. for 4 hours, and then dyeing it with phosphotungstic acid (PTA) at 80 ° C.
[0041]
The observation was performed using a transmission electron microscope (H-7100FA, manufactured by Hitachi, Ltd.) at an acceleration voltage of 75 kV. The width of the continuous phase was determined as an average value measured at 20 points appropriately sampled from the photograph.
(7) Haze measurement
A thermoplastic resin and a thermosetting resin are mixed in 1/1 by weight, dissolved in a common solvent of both so as to have a concentration of about 10% by weight, and then dried to a film thickness of about 12 μm by a casting method. The film is formed as follows. Using the obtained sample, haze was measured by a method according to JIS-K7105.
Reference example (synthesis of polyamide resin)
The dimer acid / hexamethylenediamine ratio was set in the range of 1.1 to 0.9, and an acid / amine reactant, an antifoaming agent and 1% or less of a phosphoric acid catalyst were added to prepare a reactant. The reactants were stirred and heated at 140 ° C. for 1 hour, then heated to 205 ° C. and stirred for about 1.5 hours. It was kept under vacuum of about 2 kPa for 0.5 hours to lower the temperature. Finally, an antioxidant was added, and a polyamide resin having a weight average molecular weight of 20,000 and an acid value of 10 was taken out.
Example 1
(1) Preparation of tape with adhesive for semiconductor
45% by weight of polyamide resin obtained in Reference Example, 27% by weight (as solid content) of bisphenol A / cresol cocondensation type phenol resole resin (manufactured by Showa Polymer Co., Ltd., CKS394), pt-Bu / straight cocondensation 10% by weight of a phenolic resole resin (CKM1282, manufactured by Showa Polymer Co., Ltd.), 10% by weight of a straight-type phenolic resole resin (PR11078, manufactured by Sumitomo Bakelite Co., Ltd.), and an epoxy resin of 2,6 dihydroxynaphthalene (Dainippon Ink) 5% by weight of “Epiclon” HP4032D, epoxy equivalent 140, manufactured by Chemical Co., Ltd., and 3% by weight of diglycidyl ether dimer acid epoxy resin (“Epicoat 871, Epoxy equivalent 420, manufactured by Yuka Shell Epoxy Co., Ltd.”) On the other hand, a curing accelerator (UCAT SA831 manufactured by San Apro Co., Ltd.) ) Was mixed at 0.5 with respect to the sum of the other resin components as 100, and stirred and mixed at 30 ° C. in a methanol / monochlorobenzene / chloroform mixed solvent so that the solid content concentration became 20% by weight. Thus, an adhesive solution was prepared.
[0042]
This adhesive was applied to a 75 μm-thick polyimide film (“UPILEX” 75S manufactured by Ube Industries, Ltd.) to a dry thickness of about 18 μm using a bar coater, and dried at 160 ° C. for 8 minutes. An attached sheet was created. Furthermore, as a protective film, a 25 μm-thick polyethylene terephthalate film (“Lumirror” manufactured by Toray Industries, Inc.) was laminated at 80 ° C. and 0.1 MPa to prepare a tape with an adhesive for TAB.
[0043]
FIG. 6 shows a transmission electron micrograph of the adhesive layer of the TAB adhesive tape. In addition, FIG. 7 shows a trace of the photograph of FIG. 6 to clarify the phase separation structure of a portion surrounded by A1, B1, C1, and D1 in FIG. In FIG. 6, the darkly dyed portion is a phase containing a polyamide resin, and the lightly dyed portion is a component composed of a phenol resin and an epoxy resin. The characteristics are shown in Table 1. It turns out that it is excellent in adhesiveness and insulation.
[0044]
(2) Preparation of copper-clad laminate
The above adhesive solution was applied to a 25 μm-thick polyimide film (“Kapton” 100 V manufactured by Toray Dupont Co., Ltd.) as an organic insulating film so as to have a dry thickness of about 10 μm, and 100 ° C., 1 minute and 160 ° C. For 5 minutes, and an 18 μm electrolytic copper foil was further laminated at 140 ° C. and 0.1 MPa to prepare an uncured copper-clad laminate. Subsequently, a heat-cure treatment was sequentially performed at 80 ° C., 3 hours, 100 ° C., 5 hours, 150 ° C., and 5 hours in an air oven to obtain a copper-clad laminate.
(3) Preparation of substrate for semiconductor connection
A conductor circuit for connecting a semiconductor integrated circuit is formed by the same method as the above-mentioned evaluation methods (1) and (2) using the adhesive tape for a semiconductor device obtained by the above procedure, and is shown in FIG. A semiconductor connection substrate (pattern tape) was obtained.
(4) Creation of semiconductor device
Using the pattern tape of (3) above, inner lead bonding was performed at 450 ° C. for 1 minute to connect a semiconductor integrated circuit. Thereafter, resin sealing was performed with an epoxy liquid sealing agent (“Chipcoat” 1320-617, manufactured by Hokuriku Paint Co., Ltd.) to obtain a semiconductor device. FIG. 2 shows a cross section of the obtained semiconductor device.
Examples 2-3
In the same manner as in Example 1, a tape with an adhesive for a semiconductor device was obtained using the raw materials and the adhesives prepared at the respective composition ratios shown in Table 1. The characteristics are also shown in Table 1. FIGS. 8 and 10 and FIGS. 9 and 11 show transmission electron micrographs and schematic diagrams of the phase separation structure, respectively.
Comparative example
50% by weight of the same polyamide resin as in the example, 40% by weight of a phenol novolak resin (PSM4324, manufactured by Gun Ei Chemical Co., Ltd.), bisphenol A type epoxy resin (manufactured by Yuka Shell Epoxy, "Epicoat" 828, epoxy Equivalent 186) A curing accelerator (UCAT SA831 manufactured by San Apro Co., Ltd.) was blended with 20% by weight so as to be 0.5 when the total of other resin components was 100, and the same as in Examples. Using the adhesive prepared as described above, a tape with an adhesive for TAB was obtained.
[0045]
FIG. 12 shows a transmission electron micrograph of the adhesive layer of the obtained tape with adhesive for a semiconductor device, and Table 1 shows the characteristics thereof. In FIG. 12, the portions that are deeply dyed are the polyamide resin and the phenol resin, and have good compatibility, and thus do not have a clear phase-separated structure. The lightly stained portion is a component composed of an epoxy resin and has a spherical domain structure. Therefore, the adhesive layer has a sea-island structure.
As shown in Table 1, the adhesive strength, particularly the decrease due to tin plating, is remarkable, and the insulating property is low.
[0046]
[Table 1]

★
●
Examples and Comparative Examples show that the adhesive tape for a semiconductor device obtained by the present invention is excellent in adhesiveness and insulation reliability.
[0047]
【The invention's effect】
The present invention industrially provides a novel adhesive tape for a semiconductor device having excellent adhesiveness, a copper-clad laminate using the same, a substrate for semiconductor connection, and a semiconductor device. The reliability of the semiconductor device for high-density mounting can be improved by the adhesive tape.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of one embodiment of a pattern tape before mounting a semiconductor integrated circuit, obtained by processing a tape with an adhesive for a semiconductor device of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of one embodiment of a semiconductor device (TCP) using the adhesive tape for a semiconductor device of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view of one embodiment of a semiconductor device (BGA) using a tape with an adhesive for a semiconductor device of the present invention;
FIG. 4 is a cross-sectional view of one embodiment of a semiconductor device (CSP) using a tape with an adhesive for a semiconductor device of the present invention;
FIG. 5 is a schematic view of a sample for evaluating a comb shape for measuring insulation resistance.
FIG. 6 is a transmission electron micrograph of the adhesive layer of Example 1.
FIG. 7 is a schematic diagram of a phase separation structure obtained by tracing a transmission electron microscope photograph of the adhesive layer of Example 1.
FIG. 8 is a transmission electron micrograph of the adhesive layer of Example 2.
FIG. 9 is a schematic diagram of a phase separation structure obtained by tracing a transmission electron microscope photograph of the adhesive layer of Example 2.
FIG. 10 is a transmission electron micrograph of the adhesive layer of Example 3.
FIG. 11 is a schematic diagram of a phase separation structure obtained by tracing a transmission electron micrograph of the adhesive layer of Example 3.
FIG. 12 is a transmission electron micrograph of an adhesive layer of a comparative example.
[Explanation of symbols]
1,18 Flexible insulating film
2,12,17 adhesive
3 sprocket holes
4 Device hole
5 Conductors for connecting semiconductor integrated circuits
6 Inner lead section
7 Outer lead part
8 Semiconductor integrated circuit
9 Sealing resin
10 Gold bump
11 Protective film
13 Reinforcement plate
14 Solder ball
19 Reinforcement plate
15 Solder resist
16 Conductor part of insulation resistance measurement pattern

Claims

A laminated structure tape having an adhesive layer and a protective film layer on an organic insulating film having flexibility, wherein the adhesive layer after heat curing has at least two phases in which phases are individually connected. multiple continuous phase have a microphase-separated structure containing a semiconductor device for adhesive tape with, wherein the continuous phase is a lamellar.

2. The tape with adhesive for a semiconductor device according to claim 1, wherein the average width of each continuous phase is 5 to 1000 nm.

At least one phase among a plurality of continuous phases contains one or more kinds of thermoplastic resins, and at least one phase among other continuous phases contains one or more kinds of thermosetting resins. The tape with an adhesive for a semiconductor device according to claim 1.

The adhesive tape according to claim 1, wherein the adhesive layer contains a polyamide resin.

The adhesive tape for a semiconductor device according to claim 1, wherein the adhesive layer contains a phenol resin.

The adhesive tape according to claim 1, wherein the adhesive layer contains an epoxy resin.

2. The adhesive tape according to claim 1, wherein the polyamide resin contains a dicarboxylic acid having 36 carbon atoms as an essential component.

2. The adhesive tape for a semiconductor device according to claim 1, wherein the haze of the mixture of the components forming each continuous phase is 7 or more and 50 or less in any combination.

2. The adhesive tape for a semiconductor device according to claim 1, wherein the amount of the epoxy resin added is 0.5 to 5 times the epoxy group with respect to the functional group of the polyamide resin.

Copper-clad laminate using the semiconductor device for adhesive backed tape according to any one of claims 1-9.

Semiconductor connection substrate including a semiconductor device for adhesive backed tape according to any one of claims 1-9.

A semiconductor device using the semiconductor connection substrate according to claim 11 .

A substrate for semiconductor connection using the copper-clad laminate according to claim 10 .

A semiconductor device using the semiconductor connection substrate according to claim 13 .