JP3564718B2 - Adhesive materials for heat spreaders - Google Patents
Adhesive materials for heat spreaders Download PDFInfo
- Publication number
- JP3564718B2 JP3564718B2 JP4846894A JP4846894A JP3564718B2 JP 3564718 B2 JP3564718 B2 JP 3564718B2 JP 4846894 A JP4846894 A JP 4846894A JP 4846894 A JP4846894 A JP 4846894A JP 3564718 B2 JP3564718 B2 JP 3564718B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat
- resistant adhesive
- heat spreader
- diamine
- bis
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
- H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/28—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
- H01L24/29—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/38—Improvement of the adhesion between the insulating substrate and the metal
- H05K3/386—Improvement of the adhesion between the insulating substrate and the metal by the use of an organic polymeric bonding layer, e.g. adhesive
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Die Bonding (AREA)
- Formation Of Insulating Films (AREA)
- Adhesive Tapes (AREA)
- Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
Abstract
Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は耐熱性接着材料に関するものであり、更に詳しくは高い接着力を有する高品位な耐熱性接着材料に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
電子機器のより小型、高性能化が進む中で半導体実装分野でも、小型、薄型、軽量、高密度のパッケージが求められてきている。
【0003】
この半導体実装技術のなかで、部品同志を接合するための高性能の耐熱性接着テープの開発が求めらるようになってきた。
【0004】
例えば、リードフレーム上にICチップを両面接着テープで固定するLOC(lead on chip)用接着テープ、またICチップの放熱のためICチップと金属の放熱板を接着するヒートスプレッダー用接着テープなどである。
【0005】
現在この接着テープは、ポリイミドフィルムの両面にエポキシ系の熱硬化性接着剤を塗工したものが使用されている。
【0006】
例えば、このテープを使用しヒートスプレッダーパッケージを製造する工程の一例は次の(1)から(12)のとおりである。すなわち、
(1)金属板をヒートスプレッダーのサイズに打ち抜く
(2)接着テープをヒートスプレッダー用金属板のサイズにあわせ打ち抜く
(3)打ち抜き時の「パンチング屑」を除去する
(4)打ち抜いた金属板と接着テープを重ね合わせる
(5)加熱接着する
(6)(5)で得た接着品と所定のリードフレームを接着する
(7)所定条件でキュアをする
(8)ICをヒートスプレッダー上に接着固定する
(9)必要に応じ、所定条件でキュアをする
(10)ICとリードフレームをワイヤボンディングする
(11)樹脂封止する
(12)キュアする
【0007】
ここで、接着テープを用いずに金属板の上に「パンチング屑」の発生しない接着剤、つまり「切れ」が良く、キュア不要の耐熱接着剤を有する材料、すなわち耐熱接着剤つき金属箔材料を用いれば、上記工程の(2)、(3)、(4),および(5)の4工程が省略でき、短時間かつ経済的に製造できることを本発明者らは見出だした。この技術を実用化すべく鋭意検討を行なった。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
すなわち、本発明の目的とするところは、半導体実装用パッケージを製造するに際し、工程を大幅に簡略化でき、短時間かつ経済的に製造が可能になる耐熱性接着材料を提供するところにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は、金属箔の少なくとも片面に耐熱性接着剤を有する積層体の該耐熱性接着剤がポリイミド系樹脂であり、該ポリイミド系樹脂が、芳香族テトラカルボン酸と、シロキサン系ジアミンを70モル%以上含むジアミン成分とを反応させて得られるポリアミック酸をイミド化した薄膜からなり、該積層体をヒートスプレッダーの形状に合わせて打ち抜くことを特徴とするヒートスプレッダーの製造方法により達成される。
【0010】
本発明における金属箔とは、半導体実装材料として、一般に使用されるものであれば良い。例えば、銅系のものおよび42アロイなどが好ましいが、アルミ、ステンレスなどでもよい。
【0011】
また、本発明における耐熱性接着剤は、Tgが150 ℃以下のポリイミド系樹脂であることが好ましい。また、ポリイミドフィルム、ポリフェニレンスルファイドフィルムなどの耐熱性樹脂フィルムの上に本接着剤が積層されていても良い。Tgが150 ℃をこえる場合には、接着可能温度が200 ℃以下にはなりにくい。接着可能温度が200 ℃をこえる場合には、金属箔として銅箔を用いた場合に銅箔の表面酸化が問題になるため好ましくない。
【0012】
本発明における接着可能温度とは、接着剤つき金属箔を、幅10mm、長さ100mmに切断したあと、同じサイズの厚み0.2mmの銅箔を、重ね合わせた後、熱圧着し、幅5mmに切断後、テンシロンにて、引張り速度50mm/分で90度剥離強さが、0.5kg/cm以上になる温度をいう。
【0013】
本発明において好ましく用いられるポリイミド樹脂は、芳香族テトラカルボン酸と、シロキサン系ジアミンを70モル%以上含むジアミン成分とを反応させて得られるポリアミック酸をイミド化した薄膜である。ジアミン成分がシロキサン系ジアミン以外の場合には、パンチング時に「パンチング屑」が発生し易く、シロキサン系ジアミンが70モル%以下の場合には接着可能温度が200 ℃以下にはなりにくいので好ましくない。接着性の点からは80モル%以上が好ましい。
【0014】
本発明において用いられる芳香族テトラカルボン酸としては、3,3´,4,4´−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、2,2´,3,3´−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、2,2´,3,3´−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、ピロメリット酸二無水物、3,3´,4,4´−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,2´,3,3´−ビ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、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)エ−テル二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)スルホン二無水物、1,1−ビス(2,3−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、2,3,6,7−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、1,2,5,6−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4−ベンゼンテトラカルボン酸二無水物、3,4,9,10−ペリレンテトラカルボン酸二無水物、2,3,6,7−アントラセンテトラカルボン酸二無水物、1,2,7,8−フェナントレンテトラカルボン酸二無水物、などが用いられる。これらは単独あるいは2種以上混合して用いられる。
【0015】
本発明において使用されるシロキサン系ジアミンとしては、次の一般式[I]で表されるものが挙げられる。
【0016】
【化2】
(ただし、式中nは1以上の整数を示す。またR1 およびR2 は、それぞれ同一または異なって、低級アルキレン基またはフェニレン基を示し、R3 、R4 、R5 およびR6 は、それぞれ同一または異なって、低級アルキル基、フェニル基またはフェノキシ基を示す。)
一般式[I]で表されるシロキサン系ジアミンの具体例としては、1,1,3,3−テトラメチル−1,3−ビス(4−アミノフェニル)ジシロキサン、1,1,3,3−テトラフェノキシ−1,3−ビス(4−アミノエチル)ジシロキサン、1,1,3,3,5,5−ヘキサメチル−1,5−ビス(4−アミノフェニル)トリシロキサン、1,1,3,3−テトラフェニル−1,3−ビス(2−アミノエチル)ジシロキサン、1,1,3,3−テトラフェニル−1,3−ビス(3−アミノプロピル)ジシロキサン、1,1,5,5−テトラフェニル−3,3−ジメチル−1,5−ビス(3−アミノプロピル)トリシロキサン、1,1,5,5−テトラフェニル−3,3−ジメトキシ−1,5−ビス(4−アミノブチル)トリシロキサン、1,1,5,5−テトラフェニル−3,3−ジメトキシ−1,5−ビス(5−アミノペンチル)トリシロキサン、1,1,3,3−テトラメチル−1,3−ビス(2−アミノエチル)ジシロキサン、1,1,3,3−テトラメチル−1,3−ビス(3−アミノプロピル)ジシロキサン、1,1,3,3−テトラメチル−1,3−ビス(4−アミノブチル)ジシロキサン、1,3−ジメチル−1,3−ジメトキシ−1,3−ビス(4−アミノブチル)ジシロキサン、1,1,5,5−テトラメチル−3,3−ジメトキシ−1,5−ビス(2−アミノエチル)トリシロキサン、1,1,5,5−テトラメチル−3,3−ジメトキシ−1,5−ビス(4−アミノブチル)トリシロキサン、1,1,5,5−テトラメチル−3,3−ジメトキシ−1,5−ビス(5−アミノペンチル)トリシロキサン、1,1,3,3,5,5−ヘキサメチル−1,5−ビス(3−アミノプロピル)トリシロキサン、1,1,3,3,5,5−ヘキサエチル−1,5−ビス(3−アミノプロピル)トリシロキサン、1,1,3,3,5,5−ヘキサプロピル−1,5−ビス(3−アミノプロピル)トリシロキサン、などが挙げられるが好ましくは、1,1,3,3−テトラメチル−1,3−ビス(3−アミノプロピル)ジシロキサンである。上記シロキサン系ジアミンは、単独あるいは二種以上混合して用いられる。
【0017】
シロキサン系ジアミン以外のジアミン成分としては、4,4´−ジアミノジフェニルエーテル、4,4´−ジアミノジフェニルメタン、4,4´−ジアミノジフェニルスルホン、パラフェニレンジアミン等の公知のものを使用しうる。
【0018】
上記芳香族テトラカルボン酸とジアミンとの反応は、従来公知の方法に準じて行うことができる。例えば、略化学量論量の酸成分とジアミン成分とを、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ピロリドン等の有機溶媒中で、0〜80℃の温度で反応させれば良い。これらの溶媒は、単独あるいは2種以上混合して用いられ、ポリアミック酸が折出しない程度であれば、ベンゼン、トルエン、ヘキサン、シクロヘキサン、テトラヒドロフラン、メチルエチルケトン等を加えても良い。
【0019】
ポリアミック酸ワニス濃度は、特に限定されないが、通常5〜60重量%が好ましく10〜40重量%がとくに好ましい。
【0020】
本発明の耐熱性接着材料は、加熱温度100〜300℃において発生するガス量が1000ppm以下の条件を満足することが重要である。発生ガス量が1000ppm以下であれば金属箔、耐熱樹脂、リードフレームなどと接着した場合の発泡は無いが、好ましくは200ppm以下さらに好ましくは100ppm以下が良い。
【0021】
ここで、耐熱接着材料の加熱温度100〜300℃において発生するガス量とは該耐熱接着材料のサンプルについて後述するTG・DTG−MS法
「TG :Thermogravimetric Analysis (熱重量分析)
DTG:Derivative ThermogravimetricAnalysis (微分熱重量分析)
MS :Mass Spectormetry (質量分析) 」
により測定して求めたものである。
【0022】
このような諸特性を満足する本発明の耐熱性接着材料を得る方法としては、例えば、次の方法があげられる。
【0023】
すなわち金属箔上に、上記ポリアミック酸ワニスを10〜40重量%含む溶媒溶液を製膜用スリットから吐出させて均一に塗工する。この塗工方法としてはロールコータ、ナイフコータ、密封コータ、コンマコータ、ドクターブレードフロートコータなどによるものが挙げられる。次に上記のように耐熱性樹脂フィルムに塗工した溶液の溶媒を、通常60℃以上190℃程度の温度で連続的または断続的に10〜60分間で加熱除去した後、さらにイミド化するための加熱処理を行なう。イミド化するための加熱処理としては200〜350℃の範囲で1〜15分程度の加熱処理を行なうことが好ましい。
【0024】
このようにして金属箔上に3〜30μmのポリアミック酸のイミド化した薄膜を形成する。その後、汚染防止、キズ防止などの必要に応じ厚み15〜60μmのポリエステルフィルム、ポリプロピレンなどの保護フィルムをイミド化せしめた薄膜上に張り合わせておくことが好ましい。
【0025】
本発明品の使用例の一部として、金属との積層、例えば耐熱樹脂フィルムとの積層するフレキシプリント基板用途、TAB用キャリアテープおよびリードフレーム固定用接着テープ、ヒートスプレッダー用接着テープ、LOC用接着テープなどのリードフレーム周辺材料など種々あげられる。
【0026】
具体例としてLOC用接着テープに使用する場合には、本発明品を使用目的の幅にスリットしたあと、吸着水分を除去後リードフレームと重ね合わせ150℃以上300℃で加熱圧着し、さらにICチップを接着固定すれば良い。接着力向上のためにはさらに加熱キュアを施したほうが好ましい。圧着の温度、圧力および加熱キュアの条件は樹脂の組成、膜厚、などによって適宜選定すればよい。また、加熱圧着の方法は、ヒートプレス、加熱ロールなど製造工程によって好ましく選定すれば良い。
【0027】
【実施例】
以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、以下の説明で発泡、加熱時の発生ガス量および接着力はそれぞれ次の方法で評価および測定したものである。
【0028】
[発泡]
銅箔をエッチング除去後、接着剤表面を光学顕微鏡によって観察した。
[発生ガス量]
イミド化した薄膜を有する試料約100mgを精密科学天秤で秤量後、DT・DTG−MS法によって測定した。
【0029】
DT・DTG−MS法とは、TG装置にMS装置を直結して、重量変化と同時に、加熱時に試料から発生するガスの濃度変化を温度の関数として追跡する手法である。測定機および測定条件はつぎのとおりである。
【0030】
測定機 ;島津制作所(株)製TG(マクロ天秤)−MS同時測定装置
データ処理;東レリサーチセンター製データ処理システム“THADAP−TGMS”
測定精度 ;10ppm
測定モード;試料を白金製容器に入れてあらかじめ50℃で6時間真空乾燥した後、TG装置にセット後、乾燥ヘリウムを50ml/分で12時以上流してから、10℃/分で昇温を開始し、400℃までのTG−MS曲線を測定し、150℃から300℃の発生ガスの総量を求めた。
【0031】
[接着力]
*LOC用およびヒートスプレッダー用接着テープ
接着剤つき金属箔を、幅10mm、長さ100mmに切断したあと、同じサイズの厚み0.2mmの銅箔を、図1に示すように接着面積が1cm2 になるように重ね合わせた後、熱圧着し、雰囲気温度190℃に2分おいたあと、剪断応力をテンシロンにて、引張り速度50mm/分で測定した。実用的は、1.0kg/cm2 以上の接着力が必要とされる。
【0032】
[パンチング性]
金型で接着剤つき金属箔を、図2に示す形状にパンチングしたあと、エッジを実態顕微鏡(NIKON (株)NSMZ−10;倍率13.2〜80倍)で観察し「バリ」などの異物の有無をみた。
【0033】
実施例1
温度計、攪拌装置、還流コンデンサおよび乾燥N2 吹込口を供えた300mlの4口フラスコにN,N−ジメチルアセトアミド175g入れ窒素気流下でビス(3−アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン14.11g(92mol%)および4、4´−ジアミノジフェニルエーテル0.99g(8mol%)を溶解したあと、3,3´,4,4´−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物19.89g(100mol%)を加え、10℃で1時間攪拌を続けた。その後50℃で3時間攪拌して反応させポリアミック酸ワニスを得た。
【0034】
該ワニスを、厚み0.20mmの銅箔上に乾燥後の厚みが10μmになるように塗工し、窒素雰囲気中で130℃で10分乾燥し、さらに、200℃で2分乾燥し、さらに、240℃で5分加熱処理し、100℃以下になってから取り出した。該塗工品の発生ガス量を測定したところ、50ppm以下であった。
【0035】
上記作製接着剤つき金属箔を図1に示すヒートスプレッダー用の形状にパンチングしたところ、「バリ」および「屑」の発生はなかった。さらに、該塗工品と,厚み0.200mmの銅箔とを重ね合わせ、表面温度190℃に加熱したロールラミネータで線圧7kg/cm、速度0.5m/分で張り合わせた。発泡は認められず、接着力(剪断応力)を測定したところ、10kg/cm2 であり、LOC用およびヒートスプレッダー用接着テープとして、実用レベルを満足する値であった。
【0036】
実施例2
実施例1と同様の反応装置にN,N−ジメチルアセトアミド146g入れ窒素気流下でビス(3−アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン14.33g(90mol%)およびパラフェニレンジアミン0.69g(10mol%)を溶解したあと、3,3´,4,4´−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物18.58g(90mol%)およびピロメリット酸二無水物1.40g(10mol%)を加え、10℃で1時間攪拌を続けた。その後50℃で3時間攪拌して反応させポリアミック酸ワニスを得た。
【0037】
該ワニスを実施例1と同じ金属箔上に、乾燥後の厚みが7μmになるように塗工し、実施例1と同じ条件で窒素雰囲気中で乾燥、熱処理し、試料を作製した。
該塗工品の発生ガス量を測定したところ、50ppm以下であった。
【0038】
上記作製接着剤つき金属箔を、図1に示すヒートスプレッダー用の形状にパンチングしたところ、「バリ」および「屑」の発生はなかった。さらに、該塗工品と銅箔とを重ね合わせ、表面温度190℃に加熱したロールラミネータで線圧7kg/cm、速度0.5m/分で張り合わせた。発泡は認められず、接着力(剪断応力)を測定したところ、10kg/cm2 であり、LOC用およびヒートスプレッダー用接着テープとして、実用レベルを満足する値であった。
【0039】
実施例3
実施例2と同じ条件で作製した、接着剤つき銅箔と銅箔を張り合わせた試料を、イナート(窒素ガス雰囲気)オーブン中で加熱処理し、接着力を測定した結果、実施例2よりも接着力がさらに向上し、15kg/cm2 であり、LOC用およびヒートスプレッダー用接着テープとして、実用レベルを十分満足する値であった。
【0040】
実施例4
実施例2で得たポリアミック酸ワニスを、両面を低温プラズマ処理した6μmのポリフェニレンスルファイド樹脂フィルム(“トレリナ”(東レ(株)製))に乾燥後の膜厚が、それぞれ6μmになるように塗工し、80℃で10分乾燥し、さらに、120℃で10分乾燥、さらに、150℃で15分乾燥した。該塗工品をイミド化のため、230℃で5分加熱処理を施した。該フィルムの発生ガス量を測定したところ60ppm以下であった。
【0041】
上記作製フィルムの接着剤樹脂塗工面と、0.2mmの銅箔とを重ね合わせ表面温度220℃に加熱したロールラミネータで線圧7kg/cm、速度1m/分で張り合わせ、積層体を得た。該積層体を厚み0.2mmの銅フレーム材と重ね合わせ、表面温度190℃に加熱したロールラミネータで線圧7kg/cm、速度0.5m/分で張り合わせた。発泡は認められず、接着力(剪断応力)を測定したところ、10kg/cm2 であり、LOC用およびヒートスプレッダー用接着テープとして、実用レベルを満足する値であった。
【0042】
【発明の効果】
本発明は上述のごとく構成したので、金属、耐熱性樹脂などと接着が容易に可能なうえ、パンチング時に「屑」の発生がなく、さらに張り合わせ後の発泡がなく、接着性、耐熱性、および電気特性が優れる耐熱性接着材料を確実に得ることができる。また、半導体実装用パッケージを製造するに際し、工程を大幅に簡略化でき、短時間かつ経済的に製造が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の耐熱性接着材料の剪段応力(接着力)を測定するための試料を表す図である。
【図2】本発明の耐熱性接着材料のパンチング形状の一例を表す図である。[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to a heat-resistant adhesive material, and more particularly, to a high-quality heat-resistant adhesive material having high adhesive strength.
[0002]
[Prior art]
As electronic devices have become smaller and higher in performance, small, thin, lightweight, and high-density packages have also been required in the field of semiconductor mounting.
[0003]
In this semiconductor mounting technology, the development of a high-performance heat-resistant adhesive tape for joining components has been required.
[0004]
For example, a LOC (lead on chip) adhesive tape for fixing an IC chip on a lead frame with a double-sided adhesive tape, and a heat spreader adhesive tape for bonding an IC chip and a metal heat radiating plate for heat dissipation of the IC chip. .
[0005]
At present, this adhesive tape uses a polyimide film coated on both sides with an epoxy thermosetting adhesive.
[0006]
For example, an example of a process for manufacturing a heat spreader package using this tape is as follows (1) to (12). That is,
(1) Punch a metal plate to the size of a heat spreader (2) Punch an adhesive tape according to the size of a metal plate for a heat spreader (3) Remove "punching debris" at the time of punching (4) Adhere to the punched metal plate Laminating the tape (5) Bonding by heating (6) Bonding the bonded product obtained in (5) with a predetermined lead frame (7) Curing under predetermined conditions (8) Bonding and fixing the IC on a heat spreader (9) If necessary, cure under predetermined conditions (10) Wire-bond the IC and the lead frame (11) Seal with resin (12) Cure
Here, an adhesive that does not generate “punching debris” on the metal plate without using an adhesive tape, that is, a material that has a good “cut” and a heat-resistant adhesive that does not require curing, that is, a metal foil material with a heat-resistant adhesive is used. The present inventors have found that if used, the four steps (2), (3), (4) and (5) of the above steps can be omitted, and the production can be performed in a short time and economically. We studied diligently to make this technology practical.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
That is, an object of the present invention is to provide a heat-resistant adhesive material which can greatly simplify the steps in manufacturing a package for semiconductor mounting and can be manufactured in a short time and economically.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
That is, the present invention is a polyimide resin heat resistant adhesive of the laminate having at least one surface heat-resistant adhesive of the metal foil, the polyimide resin is 70 an aromatic tetracarboxylic acid, a siloxane diamine Ri Do polyamic acid obtained by reacting a diamine component containing mol% or more from the imidized film is achieved by the production method of the heat spreader, wherein the punching combined laminate to the shape of the heat spreader .
[0010]
The metal foil in the present invention may be any material that is generally used as a semiconductor mounting material. For example, copper-based alloys and 42 alloys are preferable, but aluminum, stainless steel and the like may be used.
[0011]
The heat-resistant adhesive of the present invention is preferably a polyimide resin having a Tg of 150 ° C. or lower. Further, the present adhesive may be laminated on a heat-resistant resin film such as a polyimide film and a polyphenylene sulfide film. When Tg exceeds 150 ° C., the bondable temperature is unlikely to fall below 200 ° C. If the temperature at which the bonding is possible exceeds 200 ° C., the surface oxidation of the copper foil becomes unfavorable when a copper foil is used as the metal foil.
[0012]
The bondable temperature in the present invention is as follows: a metal foil with an adhesive is cut into a width of 10 mm and a length of 100 mm, and a copper foil of the same size having a thickness of 0.2 mm is laminated, and then thermocompression-bonded to obtain a width of 5 mm. The temperature at which the 90-degree peel strength at a tensile speed of 50 mm / min is 0.5 kg / cm or more at a tensile rate of 10 kg after cutting into pieces.
[0013]
The polyimide resin preferably used in the present invention is a thin film obtained by imidizing a polyamic acid obtained by reacting an aromatic tetracarboxylic acid with a diamine component containing at least 70 mol% of a siloxane-based diamine. When the diamine component is other than the siloxane-based diamine, "punching debris" is liable to be generated at the time of punching, and when the siloxane-based diamine is at most 70 mol%, the bondable temperature will not easily become 200 ° C. or less. 80 mol% or more is preferable from an adhesive point.
[0014]
The aromatic tetracarboxylic acid used in the present invention includes 3,3 ′, 4,4′-benzophenonetetracarboxylic dianhydride, 2,2 ′, 3,3′-benzophenonetetracarboxylic dianhydride, , 2 ', 3,3'-biphenyltetracarboxylic dianhydride, pyromellitic dianhydride, 3,3', 4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,2 ', 3,3 '-Biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,2-bis (3,4-dicarboxyphenyl) propane dianhydride, 2,2-bis (2,3-dicarboxyphenyl) propane dianhydride, bis ( 3,4-dicarboxyphenyl) ether dianhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) sulfone dianhydride, 1,1-bis (2,3-dicarboxyphenyl) ethane dianhydride, bis (2,3 Dicarboxyphenyl) methane dianhydride, 2,3,6,7-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 1,4,5,8-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 1,2,5,6-naphthalene Tetracarboxylic dianhydride, 1,2,3,4-benzenetetracarboxylic dianhydride, 3,4,9,10-perylenetetracarboxylic dianhydride, 2,3,6,7-anthracenetetracarboxylic Acid dianhydride, 1,2,7,8-phenanthrenetetracarboxylic dianhydride, and the like are used. These may be used alone or in combination of two or more.
[0015]
Examples of the siloxane-based diamine used in the present invention include those represented by the following general formula [I].
[0016]
Embedded image
(Wherein, n represents an integer of 1 or more. R 1 and R 2 are the same or different and each represents a lower alkylene group or a phenylene group; and R 3 , R 4 , R 5, and R 6 represent The same or different, each represents a lower alkyl group, a phenyl group or a phenoxy group.)
Specific examples of the siloxane-based diamine represented by the general formula [I] include 1,1,3,3-tetramethyl-1,3-bis (4-aminophenyl) disiloxane, 1,1,3,3 -Tetraphenoxy-1,3-bis (4-aminoethyl) disiloxane, 1,1,3,3,5,5-hexamethyl-1,5-bis (4-aminophenyl) trisiloxane, 1,1, 3,3-tetraphenyl-1,3-bis (2-aminoethyl) disiloxane, 1,1,3,3-tetraphenyl-1,3-bis (3-aminopropyl) disiloxane, 1,1, 5,5-tetraphenyl-3,3-dimethyl-1,5-bis (3-aminopropyl) trisiloxane, 1,1,5,5-tetraphenyl-3,3-dimethoxy-1,5-bis ( 4-aminobutyl) trisiloxane, 1 1,5,5-tetraphenyl-3,3-dimethoxy-1,5-bis (5-aminopentyl) trisiloxane, 1,1,3,3-tetramethyl-1,3-bis (2-aminoethyl ) Disiloxane, 1,1,3,3-tetramethyl-1,3-bis (3-aminopropyl) disiloxane, 1,1,3,3-tetramethyl-1,3-bis (4-aminobutyl ) Disiloxane, 1,3-dimethyl-1,3-dimethoxy-1,3-bis (4-aminobutyl) disiloxane, 1,1,5,5-tetramethyl-3,3-dimethoxy-1,5 -Bis (2-aminoethyl) trisiloxane, 1,1,5,5-tetramethyl-3,3-dimethoxy-1,5-bis (4-aminobutyl) trisiloxane, 1,1,5,5- Tetramethyl-3,3-dimethoxy-1,5 Bis (5-aminopentyl) trisiloxane, 1,1,3,3,5,5-hexamethyl-1,5-bis (3-aminopropyl) trisiloxane, 1,1,3,3,5,5- Hexaethyl-1,5-bis (3-aminopropyl) trisiloxane, 1,1,3,3,5,5-hexapropyl-1,5-bis (3-aminopropyl) trisiloxane, and the like. Preferably, it is 1,1,3,3-tetramethyl-1,3-bis (3-aminopropyl) disiloxane. The siloxane-based diamines are used alone or in combination of two or more.
[0017]
As the diamine component other than the siloxane-based diamine, known diamine components such as 4,4'-diaminodiphenyl ether, 4,4'-diaminodiphenylmethane, 4,4'-diaminodiphenylsulfone, and paraphenylenediamine can be used.
[0018]
The reaction between the aromatic tetracarboxylic acid and the diamine can be performed according to a conventionally known method. For example, a substantially stoichiometric amount of an acid component and a diamine component can be prepared at a temperature of 0 to 80 ° C. in an organic solvent such as N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone. You only have to react. These solvents may be used alone or as a mixture of two or more kinds, and benzene, toluene, hexane, cyclohexane, tetrahydrofuran, methyl ethyl ketone and the like may be added as long as the polyamic acid is not separated out.
[0019]
The concentration of the polyamic acid varnish is not particularly limited, but is usually preferably 5 to 60% by weight, and particularly preferably 10 to 40% by weight.
[0020]
It is important that the heat-resistant adhesive material of the present invention satisfies the condition that the amount of gas generated at a heating temperature of 100 to 300 ° C. is 1000 ppm or less. When the amount of generated gas is 1000 ppm or less, there is no foaming when bonded to a metal foil, a heat-resistant resin, a lead frame, or the like, but preferably 200 ppm or less, more preferably 100 ppm or less.
[0021]
Here, the amount of gas generated at a heating temperature of the heat-resistant adhesive material of 100 to 300 ° C. refers to a TG / DTG-MS method “TG: Thermogravimetric Analysis (thermogravimetric analysis)” for a sample of the heat-resistant adhesive material.
DTG: Derivative Thermogravimetric Analysis (Differential Thermogravimetric Analysis)
MS: Mass Spectrometry (Mass Spectrometry) "
It is obtained by measuring according to
[0022]
As a method for obtaining the heat-resistant adhesive material of the present invention satisfying such various properties, for example, the following methods can be mentioned.
[0023]
That is, a solvent solution containing 10 to 40% by weight of the above polyamic acid varnish is discharged from the slit for film formation onto the metal foil to be uniformly applied. Examples of the coating method include a roll coater, a knife coater, a sealing coater, a comma coater, and a doctor blade float coater. Next, the solvent of the solution applied to the heat-resistant resin film as described above is usually continuously or intermittently heated at a temperature of about 60 ° C. or more and about 190 ° C. for 10 to 60 minutes, and then further imidized. Is performed. As the heat treatment for imidization, it is preferable to carry out a heat treatment in the range of 200 to 350 ° C. for about 1 to 15 minutes.
[0024]
Thus, an imidized thin film of polyamic acid having a thickness of 3 to 30 μm is formed on the metal foil. After that, it is preferable that a protective film such as a polyester film or polypropylene having a thickness of 15 to 60 μm is adhered to the imidized thin film as required for preventing contamination and preventing scratches.
[0025]
Examples of the use of the product of the present invention include lamination with a metal, for example, a flexible printed circuit board laminated with a heat-resistant resin film, a carrier tape for TAB and an adhesive tape for fixing a lead frame, an adhesive tape for a heat spreader, and an adhesive for LOC. There are various types of peripheral materials for lead frames such as tapes.
[0026]
As a specific example, when used for an adhesive tape for LOC, after slitting the product of the present invention to the intended width, removing the adsorbed moisture, superimposing it on a lead frame, and heat-pressing at 150 ° C or more and 300 ° C, and furthermore, IC chip May be bonded and fixed. In order to improve the adhesive strength, it is preferable to further perform heat curing. The pressure, the pressure, and the conditions for the heat curing may be appropriately selected depending on the composition, the film thickness, and the like of the resin. In addition, the method of thermocompression bonding may be preferably selected depending on the manufacturing process such as a heat press or a heating roll.
[0027]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples, but the present invention is not limited thereto. In the following description, the amount of gas generated during foaming and heating and the adhesive force were evaluated and measured by the following methods, respectively.
[0028]
[Foaming]
After the copper foil was removed by etching, the surface of the adhesive was observed with an optical microscope.
[Amount of generated gas]
About 100 mg of a sample having an imidized thin film was weighed with a precision scientific balance, and then measured by the DT / DTG-MS method.
[0029]
The DT / DTG-MS method is a technique in which an MS device is directly connected to a TG device, and a change in the concentration of gas generated from the sample at the time of heating is tracked as a function of a temperature simultaneously with a change in weight. The measuring machine and the measuring conditions are as follows.
[0030]
Measuring machine; TG (macro balance) -MS simultaneous measurement device manufactured by Shimadzu Corporation Data processing; Data processing system "THADAP-TGMS" manufactured by Toray Research Center
Measurement accuracy: 10 ppm
Measurement mode: After placing the sample in a platinum container and vacuum-drying it at 50 ° C. for 6 hours in advance, setting it on a TG device, flowing dry helium at 50 ml / min for at least 12 hours, and then raising the temperature at 10 ° C./min. Starting, the TG-MS curve up to 400 ° C. was measured, and the total amount of generated gas at 150 ° C. to 300 ° C. was determined.
[0031]
[Adhesive strength]
* Adhesive tape for LOC and heat spreader After cutting the metal foil with adhesive into a 10 mm width and 100 mm length, a copper foil of the same size and a thickness of 0.2 mm is bonded to a copper foil having a bonding area of 1 cm 2 as shown in FIG. Then, after thermocompression bonding and 2 minutes at an ambient temperature of 190 ° C., the shear stress was measured with Tensilon at a pulling speed of 50 mm / min. Practically, an adhesive force of 1.0 kg / cm 2 or more is required.
[0032]
[Punching property]
After punching a metal foil with an adhesive into a shape shown in FIG. 2 using a mold, observe the edge with a stereoscopic microscope (NISMON Co., Ltd., NSMZ-10; magnification 13.2 to 80 times), and check for foreign matter such as "burr". I looked for it.
[0033]
Example 1
Thermometer, stirrer, reflux condenser and dry N 2 four-necked flask blow port the offerings were 300 ml N, N-dimethylacetamide 175g insertion under a nitrogen stream bis (3-aminopropyl) tetramethyl disiloxane 14.11 g ( After dissolving 0.99 g (8 mol%) of 4,4′-diaminodiphenyl ether and 19.89 g (100 mol%) of 3,3 ′, 4,4′-benzophenonetetracarboxylic dianhydride, Stirring was continued at 10 ° C. for 1 hour. Thereafter, the mixture was stirred and reacted at 50 ° C. for 3 hours to obtain a polyamic acid varnish.
[0034]
The varnish is coated on a copper foil having a thickness of 0.20 mm so that the thickness after drying becomes 10 μm, dried at 130 ° C. for 10 minutes in a nitrogen atmosphere, further dried at 200 ° C. for 2 minutes, And heat-treated at 240 ° C. for 5 minutes. The amount of gas generated from the coated product was measured and found to be 50 ppm or less.
[0035]
When the above-prepared metal foil with an adhesive was punched into a shape for a heat spreader shown in FIG. 1, "burrs" and "dust" were not generated. Further, the coated product was superimposed on a copper foil having a thickness of 0.200 mm, and bonded with a roll laminator heated to a surface temperature of 190 ° C. at a linear pressure of 7 kg / cm and a speed of 0.5 m / min. Foaming was not observed, and the adhesive strength (shear stress) was measured. As a result, it was 10 kg / cm 2 , which was a value satisfying a practical level as an adhesive tape for LOC and heat spreader.
[0036]
Example 2
146 g of N, N-dimethylacetamide was placed in the same reactor as in Example 1, and 14.33 g (90 mol%) of bis (3-aminopropyl) tetramethyldisiloxane and 0.69 g (10 mol%) of paraphenylenediamine were placed under a nitrogen stream. Is dissolved, and 18.58 g (90 mol%) of 3,3 ′, 4,4′-benzophenonetetracarboxylic dianhydride and 1.40 g (10 mol%) of pyromellitic dianhydride are added thereto. Stirring was continued for hours. Thereafter, the mixture was stirred and reacted at 50 ° C. for 3 hours to obtain a polyamic acid varnish.
[0037]
The varnish was applied on the same metal foil as in Example 1 so that the thickness after drying became 7 μm, and dried and heat-treated in a nitrogen atmosphere under the same conditions as in Example 1 to prepare a sample.
The amount of gas generated from the coated product was measured and found to be 50 ppm or less.
[0038]
When the above-prepared metal foil with an adhesive was punched into a shape for a heat spreader shown in FIG. 1, "burrs" and "dust" were not generated. Further, the coated product and the copper foil were overlaid, and bonded together with a roll laminator heated to a surface temperature of 190 ° C. at a linear pressure of 7 kg / cm and a speed of 0.5 m / min. Foaming was not observed, and the adhesive force (shear stress) was measured. As a result, it was 10 kg / cm 2 , which was a value satisfying a practical level as an adhesive tape for LOC and a heat spreader.
[0039]
Example 3
A sample prepared by bonding the copper foil with adhesive and the copper foil prepared under the same conditions as in Example 2 was heated in an inert (nitrogen gas atmosphere) oven, and the adhesive strength was measured. The force was further improved and was 15 kg / cm 2 , which was a value sufficiently satisfying a practical level as an adhesive tape for LOC and heat spreader.
[0040]
Example 4
The polyamic acid varnish obtained in Example 2 was dried on a 6 μm polyphenylene sulfide resin film (“TORELINA” (manufactured by Toray Industries, Inc.)) whose both surfaces were subjected to low-temperature plasma treatment so that the film thickness after drying was 6 μm. It was applied, dried at 80 ° C. for 10 minutes, further dried at 120 ° C. for 10 minutes, and further dried at 150 ° C. for 15 minutes. The coated product was subjected to a heat treatment at 230 ° C. for 5 minutes for imidization. The amount of gas generated from the film was measured and found to be 60 ppm or less.
[0041]
The adhesive resin coated surface of the produced film and a copper foil of 0.2 mm were overlapped and bonded with a roll laminator heated to a surface temperature of 220 ° C. at a linear pressure of 7 kg / cm and a speed of 1 m / min to obtain a laminate. The laminate was superimposed on a copper frame material having a thickness of 0.2 mm, and was laminated with a roll laminator heated to a surface temperature of 190 ° C. at a linear pressure of 7 kg / cm and a speed of 0.5 m / min. Foaming was not observed, and the adhesive force (shear stress) was measured. As a result, it was 10 kg / cm 2 , which was a value satisfying a practical level as an adhesive tape for LOC and a heat spreader.
[0042]
【The invention's effect】
Since the present invention is configured as described above, it can be easily bonded to a metal, a heat-resistant resin, and the like, and there is no generation of "dust" at the time of punching, and further, there is no foaming after lamination, adhesion, heat resistance, and A heat-resistant adhesive material having excellent electrical properties can be reliably obtained. Further, in manufacturing a semiconductor mounting package, the steps can be greatly simplified, and the manufacturing can be performed in a short time and economically.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a sample for measuring a shear stress (adhesive force) of a heat-resistant adhesive material of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a punched shape of the heat-resistant adhesive material of the present invention.
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4846894A JP3564718B2 (en) | 1994-03-18 | 1994-03-18 | Adhesive materials for heat spreaders |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4846894A JP3564718B2 (en) | 1994-03-18 | 1994-03-18 | Adhesive materials for heat spreaders |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07258611A JPH07258611A (en) | 1995-10-09 |
JP3564718B2 true JP3564718B2 (en) | 2004-09-15 |
Family
ID=12804213
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4846894A Expired - Fee Related JP3564718B2 (en) | 1994-03-18 | 1994-03-18 | Adhesive materials for heat spreaders |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3564718B2 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US12091508B2 (en) | 2018-03-02 | 2024-09-17 | Kaneka Americas Holding, Inc. | Polyimides for temporary bonding adhesives, methods for manufacturing of thermoplastic polyimide materials, and methods for thin wafer bonding using the same |
CN115784755A (en) * | 2022-11-24 | 2023-03-14 | 中国地质大学(北京) | Method for preparing heat-resistant ramming mass by utilizing waste sanitary porcelain and waste silicon carbide deck |
-
1994
- 1994-03-18 JP JP4846894A patent/JP3564718B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH07258611A (en) | 1995-10-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102122278B1 (en) | Polyimide resin, resin composition using same, and laminated film | |
KR20110036961A (en) | Double-faced adhesive film and electronic component module using same | |
JP2992462B2 (en) | Adhesive tape and liquid adhesive for electronic parts | |
JP2003327925A (en) | Adhesive sheet, semiconductor device and method for producing the same | |
JP2004051970A (en) | Adhesive resin composition and film adhesive using it | |
JP3385711B2 (en) | Heat resistant adhesive material | |
WO2012105658A1 (en) | Manufacturing method for adhered material, manufacturing method for substrate having adhesive pattern, and substrate having adhesive pattern | |
JP3564718B2 (en) | Adhesive materials for heat spreaders | |
JP3347632B2 (en) | Adhesive tape for electronic components | |
JPH06256733A (en) | Heat-resistant adhesive material | |
JP3057872B2 (en) | Heat resistant adhesive material | |
JP3196320B2 (en) | Heat resistant adhesive material and method of using the same | |
JP5728796B2 (en) | Double-sided adhesive film and electronic component module using the same | |
WO2010024236A1 (en) | Double-faced adhesive film and electronic component module using same | |
JP3347651B2 (en) | Adhesive tape for electronic components | |
JP2011046928A (en) | Composition, and composition sheet comprising the same | |
JPH11100565A (en) | Heat-resistant adhesive composition for electronic component | |
JP2000160007A (en) | Heat sealing polyimide resin film, and semiconductor unit and multilayer wiring board using the same | |
JP3505769B2 (en) | Heat resistant adhesive material | |
JP3151840B2 (en) | Film carrier tape | |
JP5994694B2 (en) | Manufacturing method of semiconductor device | |
JP3314158B2 (en) | Resin composition, adhesive, adhesive film, lead frame and semiconductor device using the same | |
JPH07258622A (en) | Heat-resistant adhesive composition and heat-resistant adhesive material using the same | |
CN109661719B (en) | Polyimide film for semiconductor packaging reflow process and preparation method thereof | |
JP2000096010A (en) | Adhesive tape for semiconductor device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20031224 |
|
A911 | Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20040127 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040302 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040409 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20040518 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20040531 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090618 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090618 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100618 Year of fee payment: 6 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |