JP3661678B2 - 複合接着シ−ト - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リードフレーム、金属板、セラミック板、有機配線板等の被着体上に接着可能な複合シートに関する。
特に本発明は、耐熱性が優れ、吸水率の低い、半導体チップなどの接着に適した複合シートに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体用リードフレームとチップの接続にはエポキシ系の熱硬化性接着剤や耐熱性ホットメルト接着剤が使用されていた。
近年、チップが大きくなるにつれ、パッケージ中に占めるチップの割合が高くなってきた。そのため接着剤や封止材が吸湿した場合、はんだ接続時の熱により吸湿された水分が膨張し、その結果パッケージにクラックが生じる現象が多発するようになった。
この現象を防止するためには、接着剤の低吸湿化とはんだ接続時の温度に耐えられるように高耐熱化が必要である。
【０００３】
【特許文献１】
特開平０２−１５８６８１号公報
【特許文献２】
特開平０２−２７２０７８号公報
【特許文献３】
特開平０３−０１４８９０号公報
【特許文献４】
特開平０３−１４０３２８号公報
【特許文献５】
特開平０３−１５９００６号公報
【特許文献６】
特開昭６３−０４５０５１号公報
【特許文献７】
特開平０１−１２６３３１号公報
【特許文献８】
特開昭６３−１７２７３６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は吸湿率が低く、耐熱性が高い接着剤層を有する複合シートを提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の第一の発明は、表面処理した耐熱フィルムの片面または両面に、一般式（１）または一般式（２）で表わされる構成単位を含み、ガラス転移温度が２５０℃以上となるポリアミド酸またはポリイミドのワニスを塗布した後、加熱して接着剤層を形成させた複合接着シ−トである。
【０００６】
【化９】
【０００７】
【化１０】
【０００８】
［一般式（１）、一般式（２）において、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4はそれぞれ独立に水素もしくは炭素数１〜４のアルキル基またはアルコキシ基であってこれらのうち少なくとも２個以上はアルキル基またはアルコキシ基であり、Ｒ5 は水素または炭素数１〜４のアルキル基であり、Ｘは−ＣＨ2 −、−Ｃ（ＣＨ3）2−、−Ｏ−、−ＳＯ2 −、−ＣＯ−または−ＮＨＣＯ−で表わされる基であり、Ａｒ1 は４価の芳香族基である。］
【０００９】
本発明の第二の発明は、表面処理した耐熱フィルムの片面または両面に、一般式（３）で表わされる構成単位を含む耐熱性樹脂のワニスを塗布した後加熱して接着剤層を形成させるものであって、接着剤層の樹脂は一般式（４）、一般式（５）、一般式（６）、一般式（７）、一般式（８）の芳香族基に連結する基の１０〜９０モル％がアミド基であり、かつ、ガラス転移温度が２５０℃以上の複合接着シ−トである。
【００１０】
【化１１】
【００１１】
［一般式（３）において、Ｒ6、Ｒ7、Ｒ8、Ｒ9はそれぞれ独立に水素もしくは炭素数１〜４のアルキル基またはアルコキシ基であってこれらのうち少なくとも２個以上はアルキル基またはアルコキシ基であり、Ｘは−ＣＨ2 −、−Ｃ（ＣＨ3 ）2−、−Ｏ−、−ＳＯ2 −、−ＣＯ−または−ＮＨＣＯ−で表わされる基であり、Ｚは一般式（４）、一般式（５）、一般式（６）、一般式（７）、一般式（８）（一般式（４）、一般式（５）、一般式（６）、一般式（７）、一般式（８）においてＡｒ2 は２〜４価の芳香族基、Ｒ10は水素または炭素数１〜４のアルキル基である。）で表わされる基である。］
【００１２】
【化１２】
【００１３】
【化１３】
【００１４】
【化１４】
【００１５】
【化１５】
【００１６】
【化１６】
【００１７】
第一の発明について説明する。
第一の発明において用いられる接着剤は、一般式（１）または一般式（２）で表わされる構成単位を含み、ガラス転移温度が２５０℃以上となるポリアミド酸またはポリイミドのワニスより形成される。
【００１８】
【化１７】
【００１９】
【化１８】
【００２０】
［一般式（１）、一般式（２）において、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4はそれぞれ独立に水素もしくは炭素数１〜４のアルキル基またはアルコキシ基であってこれらのうち少なくとも２個以上はアルキル基またはアルコキシ基であり、Ｒ5 は水素または炭素数１〜４のアルキル基であり、Ｘは−ＣＨ2−、−Ｃ（ＣＨ3）2 −、−Ｏ−、−ＳＯ2 −、−ＣＯ−または−ＮＨＣＯ−で表わされる基であり、Ａｒ1 は４価の芳香族基である。］
【００２１】
前記のポリアミド酸またはポリイミドは酸二無水物と一般式（９）
【化１９】
［一般式（９）においてＹはアミノ基またはイソシアネート基を示し、Ｒ11、Ｒ12、Ｒ13、Ｒ14はそれぞれ独立に水素もしくは炭素数１〜４のアルキル基またはアルコキシ基をであって、これらのうち少なくとも２個以上はアルキル基またはアルコキシ基であり、Ｘは−ＣＨ2 −、−Ｃ（ＣＨ3 ）2−、−Ｏ−、−ＳＯ2−、−ＣＯ−または−ＮＨＣＯ−で表される基である。］
で表されるジアミンまたはジイシシアネートとから合成される。
【００２２】
一般式（９）で表される化合物のうちＹがアミノ基であるものとしては４，４’−ジアミノ−３，３’，５，５’−テトラメチルジフェニルメタン、４，４’−ジアミノ−３，３’，５，５’−テトラエチルジフェニルメタン、４，４’−ジアミノ−３，３’，５，５’−テトラｎ−プロピルジフェニルメタン、４，４’−ジアミノ−３，３’，５，５’−テトライソプロピルジフェニルメタン、４，４’−ジアミノ−３，３’，５，５’−テトラブチルジフェニルメタン、４，４’−ジアミノ−３，３’−ジメチル−５，５’−ジエチルジフェニルメタン、４，４’−ジアミノ−３，３’−ジメチル−５，５’−ジイソプロピルジフェニルメタン、４，４’−ジアミノ−３，３’−ジエチル−５，５’−ジイソプロピルジフェニルメタン、４，４’−ジアミノ−３，５−ジメチル−３’，５’−ジエチルジフェニルメタン、４，４’−ジアミノ−３，５−ジメチル−３’，５’−ジイソプロピルジフェニルメタン、４，４’−ジアミノ−３，５−ジエチル−３’，５’−ジイソプロピルジフェニルメタン、４，４’−ジアミノ−３，５−ジエチル−３’，５’−ジブチルジフェニルメタン、４，４’−ジアミノ−３，５−ジイソプロピル−３’，５’−ジブチルジフェニルメタン、４，４’−ジアミノ−３，３’−ジイソプロピル−５，５’−ジブチルジフェニルメタン、４，４’−ジアミノ−３，３’−ジメチル−５，５’−ジブチルジフェニルメタン、４，４’−ジアミノ−３，３’−ジエチル−５，５’−ジブチルジフェニルメタン、４，４’−ジアミノ−３，３’−ジメチルジフェニルメタン、４，４’−ジアミノ−３，３’−ジエチルジフェニルメタン、４，４’−ジアミノ−３，３’−ジｎ−プロピルジフェニルメタン、４，４’−ジアミノ−３，３’−ジイソプロピルジフェニルメタン、４，４’−ジアミノ−３，３’−ジブチルジフェニルメタン、４，４’−ジアミノ−３，３’，５−トリメチルジフェニルメタン、４，４’−ジアミノ−３，３’，５−トリエチルジフェニルメタン、４，４’−ジアミノ−３，３’，５−トリｎ−プロピルジフェニルメタン、４，４’−ジアミノ−３，３’，５−トリイソプロピルジフェニルメタン、４，４’−ジアミノ−３，３’，５−トリブチルジフェニルメタン、４，４’−ジアミノ−３−メチル−３’−エチルジフェニルメタン、４，４’−ジアミノ−３−メチル−３’−イソプロピルジフェニルメタン、４，４’−ジアミノ−３−エチル−３’−イソプロピルジフェニルメタン、４，４’−ジアミノ−３−エチル−３’−ブチルジフェニルメタン、４，４’−ジアミノ−３−イソプロピル−３’−ブチルジフェニルメタン、４，４’−ジアミノ−２，２’−ビス（３，３’，５，５’−テトラメチルジフェニル）イソプロパン、４，４’−ジアミノ−２，２’−ビス（３，３’，５，５’−テトラエチルジフェニル）イソプロパン、４，４’−ジアミノ−２，２’−ビス（３，３’，５，５’−テトラｎ−プロピルジフェニル）イソプロパン、４，４’−ジアミノ−２，２’−ビス（３，３’，５，５’−テトライソプロピルジフェニル）イソプロパン、４，４’−ジアミノ−２，２’−ビス（３，３’，５，５’−テトラブチルジフェニル）イソプロパン、４，４’−ジアミノ−３，３’，５，５’−テトラメチルジフェニルエーテル、４，４’−ジアミノ−３，３’，５，５’−テトラエチルジフェニルエーテル、４，４’−ジアミノ−３，３’，５，５’−テトラｎ−プロピルジフェニルエーテル、４，４’−ジアミノ−３，３’，５，５’−テトライソプロピルジフェニルエーテル、４，４’−ジアミノ−３，３’，５，５’−テトラブチルジフェニルエーテル、４，４’−ジアミノ−３，３’，５，５’−テトラメチルジフェニルスルホン、４，４’−ジアミノ−３，３’，５，５’−テトラエチルジフェニルスルホン、４，４’−ジアミノ−３，３’，５，５’−テトラｎ−プロピルジフェニルスルホン、４，４’−ジアミノ−３，３’，５，５’−テトライソプロピルジフェニルスルホン、４，４’−ジアミノ−３，３’，５，５’−テトラブチルジフェニルスルホン、４，４’−ジアミノ−３，３’，５，５’−テトラメチルジフェニルケトン、４，４’−ジアミノ−３，３’，５，５’−テトラエチルジフェニルケトン、４，４’−ジアミノ−３，３’，５，５’−テトラｎ−プロピルジフェニルケトン、４，４’−ジアミノ−３，３’，５，５’−テトライソプロピルジフェニルケトン、４，４’−ジアミノ−３，３’，５，５’−テトラブチルジフェニルケトン、４，４’−ジアミノ−３，３’，５，５’−テトラメチルベンズアニリド、４，４’−ジアミノ−３，３’，５，５’−テトラエチルベンズアニリド、４，４’−ジアミノ−３，３’，５，５’−テトラｎ−プロピルベンズアニリド、４，４’−ジアミノ−３，３’，５，５’−テトライソプロピルベンズアニリド、４，４’−ジアミノ−３，３’，５，５’−テトラブチルベンズアニリド等がある。
【００２３】
前記の一般式（９）で表される化合物のうち、Ｙがイソシアネート基であるものとしては、上記に例示したジアミンにおいて、アミノ基をイソシアネート基に換えたものを例示することができる。
一般式（９）で表されるジアミンと併用するジアミンとしては、パラフェニレンジアミン、メタフェニレンジアミン、メタトルイレンジアミン、４、４’−ジアミノジフェニルエーテル（ＤＤＥ）、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、３、３’−ジアミノジフェニルスルホン、４、４’−ジアミノベンゾフェノン、３、３’−ジアミノベンゾフェノン、１、４−ビス（４−アミノクミル）ベンゼン（ＢＡＰ），１、３−ビス（４−アミノクミル）ベンゼン，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、２、２−ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］プロパン（ＢＡＰＰ）、２、２−ビス［４−（３−アミノフェノキシ）フェニル］プロパン、ビス［４−（３−アミノフェノキシ）フェニル］スルホン（ｍ−ＡＰＰＳ）、ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］スルホン，２、２−ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］ヘキサフルオロプロパン、および一般式（１０）で表されるシロキサンジアミンがある。
【００２４】
【化２０】
［一般式（１０）においてＲ15およびＲ18は２価の有機基、Ｒ16およびＲ17は１価の有機基であり、ｍは１〜１００の整数である。］
【００２５】
一般式（１０中のＲ15およびＲ18としてはそれぞれ独立にトリメチレン基、テトラメチレン基、フェニレン基、トルイレン基等があり、Ｒ16およびＲ17としてはそれぞれ独立にメチル基、エチル基、フェニル基等があり、複数個のＲ16および複数個のＲ17はそれぞれ同一でも異なっていても良い。
一般式（１０）のシロキサンジアミンにおいて、Ｒ15 およびＲ18 がどちらもトリメチレン基であり、Ｒ16 およびＲ17 がどちらもメチル基である場合に、ｍが１のもの、平均１０前後のもの、平均２０前後のもの、平均３０前後のもの、平均５０前後のものおよび平均１００前後のものは、それぞれＬＰ−７１００、Ｘ−２２−１６１ＡＳ，Ｘ−２２−１６１Ａ、Ｘ−２２−１６１Ｂ、Ｘ−２２−１６１ＣおよびＸ−２２−１６１Ｅ（いずれも信越化学工業株式会社商品名）として市販されている。
【００２６】
酸無水物としては、ピロメッリット酸二無水物、３、３’、４、４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物（ＢＴＤＡ）、３、３’、４、４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、２、２−ビスフタル酸ヘキサフルオロイソプロピリデン二無水物、ビス（３、４−ジカルボキシフェニル）エーテル二無水物、ビス（３、４−ジカルボキシフェニル）スルホン二無水物、４、４’−ビス（３、４−ジカルボキシフェノキシ）ジフェニルスルホン二無水物、２、２−ビス［４−（３、４−ジカルボキシフェノキシ）フェニル］プロパン二無水物、エチレングリコールビストリメリテート二無水物（ＥＢＴＡ）、デカメチレングリコールビストリメリテート二無水物（ＤＢＴＡ）、ビスフェノールＡビストリメリテート二無水物（ＢＡＢＴ），２、２ービス［４ー（３、４ージカルボキシフェニルベンゾイルオキシ）フェニル］ヘキサフルオロプロパン二無水物、４、４’−［１、４ーフェニレンビス（１−メチルエチリデン）］ビスフェニルビストリメリテート二無水物等が使用される。
【００２７】
これらのジアミン、酸無水物のなかから、得られるポリイミドのＴｇが２５０℃以上になるようにモノマーを適宜選択する。
ポリイミドはポリアミド酸の熱または化学閉環によって得られる。本発明において用いられるワニスは必ずしも１００％イミド化されていなくても良いが、完全にイミド化されていることが望ましい。
【００２８】
本発明において用いられる耐熱フィルムは、ポリイミド、ポリアミドや、ポリサルフォン、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアリレートなどのエンジニアリングプラスチック等のフィルムが挙げられるが、ガラス転移温度（Ｔｇ）、吸水率、熱膨張係数の点からポリイミドフィルムが好ましい。Ｔｇが２５０℃以上、吸水率が２％以下、熱膨張係数が３ｘ１０-5℃-1以下のフィルムが特に好ましい。
耐熱フィルムは接着剤との接着力を増すために表面処理が必要である。表面処理の方法としては、アルカリ処理、シランカップリング処理等の化学処理、サンドブラスト等の物理処理、プラズマ処理、コロナ処理等のいずれの処理も使用可能であるが、接着剤の種類に応じて最も適した処理を用いればよい。本発明の接着剤については、化学処理またはプラズマ処理が特に適している。
接着剤はポリイミド単独でも良いし、ポリイミドとポリマレイミドとの混合物、あるいは更にエポキシ樹脂や硬化剤、硬化促進剤などを添加して用いても良い。またセラミック粉、ガラス粉などのフィラーやカップリング剤を添加しても良い。
ポリアミド酸ワニスまたはポリイミドワニスを耐熱フィルムに塗布する方法は特に制限はない。ドクターブレードやナイフコーター、ダイコーター等いずれの方法で塗布しても良い。またワニス中にフィルムを通して塗工しても良いが、厚みの制御が難しいので好ましくはない。
接着剤を塗布したフィルムを溶剤の除去やイミド化のために熱処理するが、熱処理温度はポリアミド酸であるかポリイミドであるかで異なる。ポリアミド酸ワニスの場合にはイミド化させるためにＴｇ以上の温度が必要であるが、イミドワニスの場合には溶剤が除去できる温度であればよい。接着剤と耐熱フィルムの接着力を向上させるためには２５０℃以上の温度で熱処理することが好ましい。
【００２９】
本発明の第二の発明において用いられる接着剤は、一般式（３）で表わされる構成単位を含む耐熱性樹脂のワニスを耐熱フィルムに塗布した後加熱して接着剤層を形成させるものであって、接着剤層の樹脂は一般式（４）、一般式（５）、一般式（６）、一般式（７）、一般式（８）の芳香族基に連結する基の１０〜９０モル％がアミド基でありかつガラス転移温度が２５０℃以上のものである。
【００３０】
【化２１】
【００３１】
｛一般式（３）において、Ｒ6 、Ｒ7 、Ｒ8 、Ｒ9 はそれぞれ独立に水素もしくは炭素数１〜４のアルキル基またはアルコキシ基であってこれらのうち少なくとも２個以上はアルキル基またはアルコキシ基であり、Ｘは−ＣＨ2 −、−Ｃ（ＣＨ3 ）2 −、−Ｏ−、−ＳＯ2 −、−ＣＯ−または−ＮＨＣＯ−で表わされる基であり、Ｚは一般式（４）、一般式（５）、一般式（６）、一般式（７）、一般式（８）（一般式（４）、一般式（５）、一般式（６）、一般式（７）、一般式（８）においてＡｒ2 は２〜４価の芳香族基、Ｒ10は水素または炭素数１〜４のアルキル基である。）で表わされる基である。｝
【００３２】
【化２２】
【００３３】
【化２３】
【００３４】
【化２４】
【００３５】
【化２５】
【００３６】
【化２６】
【００３７】
（一般式（４）、一般式（５）、一般式（６）、一般式（７）、一般式（８）においてＡｒ2 は２〜４価の芳香族基、Ｒ10は水素または炭素数１〜４のアルキル基である。）で表わされる基である。｝
【００３８】
上記の接着剤は酸無水物またはジカルボン酸またはそのアミド形成性誘導体と一般式（９）で表される第一の発明で使用されるものと同じジアミンまたはジイシシアネートとから合成される。
上記ジアミンとは、第一の発明で一般式（９）で表されるジアミンと併用するジアミンとして例示されたジアミンと同じものが併用される。
酸無水物としては、第一の発明で使用される酸無水物が同様に使用される。
ジカルボン酸またはそのアミド形成性誘導体としては、テレフタル酸、イソフタル酸、ビフェニルカルボン酸、フタル酸、ナフタレンジカルボン酸、ジフェニルエーテルジカルボン酸等があり、これらのジカルボン酸のアミド形成性誘導体としては、これらのジカルボン酸のジクロリド、ジアルキルエステル等がある。
【００３９】
またジアミン、ジカルボン酸の一部をアミノ安息香酸等のアミノカルボン酸で置き換えても良い。
これらのジアミン、酸無水物、ジカルボン酸のなかから、得られる樹脂のＴｇが２５０℃以上になるようにモノマーを適宜選択する。ポリイミドとポリアミドを混合する場合には混合後の接着剤のＴｇが２５０℃以上になれば良い。
アミド基は一般式（４）〜（８）の基の合計の１０〜９０モル％であり、好ましくは２０〜７０モル％、より好ましくは３０〜５０モル％である。１０％より少ないと接着力が小さく、９０％より多いと吸水率が大きくなる。
ポリイミドはポリアミド酸の熱または化学閉環によって得られる。本発明において用いられるワニスは必ずしも１００％イミド化されていなくても良いが、完全にイミド化されていることが望ましい。
接着剤はポリアミドイミド単独でも良いし、ポリイミドとポリアミドとの混合物、あるいは更にエポキシ樹脂や硬化剤、硬化促進剤などを添加して用いても良い。またセラミック粉、ガラス粉などのフィラーやカップリング剤を添加しても良い。
【００４０】
耐熱性接着剤ワニスを耐熱フィルムに塗布する方法は特に制限はない。ドクターブレードやナイフコーター、ダイコーター等いずれの方法で塗布しても良い。またワニス中にフィルムを通して塗工しても良いが、厚みの制御が難しいので好ましくはない。
接着剤を塗布したフィルムを溶剤の除去やイミド化のために熱処理するが、熱処理温度はポリアミド酸ワニスであるかポリイミドワニスであるかで異なる。ポリアミド酸ワニスの場合にはイミド化させるためにＴｇ以上の温度が必要であるが、イミドワニスの場合には溶剤が除去できる温度であれば良い。接着剤と耐熱フィルムの接着力を向上させるためには２５０℃以上の温度で熱処理することが好ましい。
【００４１】
以上本発明の第一の発明、第二の発明で得られた複合接着シートは、リードフレーム、セラミック板、金属板、金属箔、プラスチックフィルム、プラスチック板、積層板などの被着体に重ねるか、被着体の間に挟んで接着剤の溶融温度以上の温度で加熱、加圧することによって接着される。
図１は本発明の複合接着シ−トによってＬＳＩチップ２とリ−ドフレ−ム３を接着させた断面図で、５はワイヤ、６は封止材である。
【００４２】
【実施例】
実施例１
攪拌機、温度計、窒素ガス導入管、塩化カルシウム管を備えた四つ口フラスコに、４，４’−ジアミノ−３，３’，５，５’−テトライソプロピルジフェニルメタン（ＩＰＤＤＭ）３．６６ｇ（１０ミリモル），およびＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）２８．３ｇを入れ、溶解した。次に、５℃を越えないように冷却しながらビスフェノールＡビストリメリテート二無水物（ＢＡＢＴ）５．７６ｇ（１０ミリモル）を少しずつ加えた後、５℃を越えないように冷却しながら１時間、次いで、室温で６時間反応させてポリアミド酸を合成した。得られたポリアミド酸のワニスに無水酢酸２．５５ｇおよびピリジン１．９８ｇを加え、室温で３時間反応させてポリイミドを合成した。得られたポリイミドのワニスを水に注いで得られる沈殿を分離、粉砕、乾燥してポリイミド粉末を得た。
このポリイミド粉末をＤＭＦに０．１ｇ／ｄｌの濃度で溶解し、３０℃で測定したときの還元粘度は０．５７ｄｌ／ｇであった。
また、このポリイミド粉末を種々の有機溶剤に５ｗｔ％の濃度になるように添加して室温で溶解状態を観察することによって溶解性試験を行なった。その結果、該ポリイミド粉末は、ＤＭＦ、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）、塩化メチレン、ジオキサン、ＴＨＦ、トルエンに可溶であった。
さらに、このポリイミド粉末をＤＭＦに溶解し、得られたワニスをガラス板上に流延した。１００℃で１０分乾燥した後、剥離し、鉄枠にとめて２５０℃で１時間乾燥してフィルムを得た。
このようにして得られたフィルムを用いてペネトレーション法により荷重２５ｋｇ／ｃｍ2 、昇温速度１０℃／分の条件でポリイミドのガラス転移温度（Ｔｇ）を測定したところ２６１℃であった。熱分解温度は４０５℃であった。
フィルムを２５℃の水中に２４時間浸漬したときの吸水率は０．３％であった。また得られたフィルムを１８０度の角度に折り曲げて可とう性試験を行なったところ、フィルムは割れず良好な可とう性を示した。
ポリミドのＮＭＰワニスをプラズマ処理したユーピレックスＳフィルム上に塗布した後、１００℃で１０分、さらに３００℃で１０分乾燥して複合シートを得た。この複合シートを４２アロイに重ねて３５０℃、３ＭＰａで５秒おしつけた後、９０度引きはがし強さを測定したところ、０．８ｋＮ／ｍであった。
この複合シートを用いて図１のように半導体チップをパッケージした後、８５℃、８５％ＲＨの条件で４８ｈ吸湿処理した後、２６０℃のはんだ浴につけたがクラックは発生しなかった。
【００４３】
実施例２
ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）スルホン二無水物（ＤＳＤＡ）３．５８ｇ（１０ミリモル）、ＩＰＤＤＭ １．８３ｇ（５ミリモル）、２，２−ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］プロパン（ＢＡＰＰ）２．０５ｇ（５ミリモル）を用いる以外は実施例１と同様にしてポリアミド酸ワニスを得た。このポリアミド酸ワニスを実施例１と同様にしてポリイミド粉末を得た。還元粘度は１．３９dl/g，Ｔｇは２６８℃、熱分解温度は４１０℃であった。また吸水率は０．７％であった。
上記ポリアミド酸ワニスを用いて、１００℃１０分、３００℃１５分熱処理する以外は実施例１と同様にして複合シートを得た。４２アロイとの接着力は１．２kN/mであり、実施例１と同様にして得た半導体パッケージは吸湿後のはんだ処理によってクラックは発生しなかった。
【００４４】
実施例３
ＢＡＢＴのかわりに３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物（ＢＴＤＡ）３．２２ｇ（１０ミリモル）、ＤＭＦのかわりにＮＭＰ２０．６ｇを使用する以外は実施例１と同様にしてポリアミド酸ワニスを得た。このワニスにキシレン １０ｇを添加して１８０℃で５時間加熱してポリイミドワニスを得た。
還元粘度は０．４８dl/g，Ｔｇは３００℃、熱分解温度は４０５℃であった。また吸水率は１．０％であった。
アルカリ処理後、シランカップリング処理したカプトンフィルムに上記ポリイミドワニスを塗布し、１００℃１０分、２７５℃１０分熱処理して複合シートを得た。４２アロイとの接着力は０．９２kN/mであり、実施例１と同様にして得た半導体パッケージは吸湿後のはんだ処理によってクラックは発生しなかった。
【００４５】
実施例４
ＢＡＢＴ ５．７６ｇ（１０ミリモル）、ＩＰＤＤＭ ２．３８ｇ（６．５ミリモル）、メタトルイレンジアミン（ＭＴＤＡ）０．４３ｇ（３．５ミリモル）を用いる以外は実施例１と同様にしてポリイミド粉末を得た。
還元粘度は０．６１dl/g，Ｔｇは２７５℃、熱分解温度は４１５℃であった。また吸水率は０．５％であった。
上記ポリミドのＮＭＰワニスをアルカリ処理したユーピレックスＳフィルム上に塗布した後、１００℃で１０分、さらに３００℃で１０分乾燥して複合シートを得た。４２アロイとの接着力は０．８５kN/mであり、実施例１と同様にして得た半導体パッケージは吸湿後のはんだ処理によってクラックは発生しなかった。
【００４６】
実施例５
ＤＳＤＡ ３．５８ｇ（１０ミリモル）、ＩＰＤＤＭ ０．９２ｇ（２．５ミリモル）、ＢＡＰＰ ３．０８ｇ（７．５ミリモル）を用いる以外は実施例３と同様にしてポリイミド粉末を得た。
還元粘度は１．１６dl/g，Ｔｇは２５６℃、熱分解温度は４４０℃であった。また吸水率は１．２％であった。
上記ポリイミドのＤＭＡｃワニスをプラズマ処理したユーピレックスＳフィルム上に塗布した後、１００℃で１０分、さらに２５０℃で１０分乾燥して複合シートを得た。４２アロイとの接着力は１．３５kN/mであり、実施例１と同様にして得た半導体パッケージは吸湿後のはんだ処理によってクラックは発生しなかった。
【００４７】
比較例１
ＤＳＤＡ ３．５８ｇ（１０ミリモル）、ＩＰＤＤＭ ０．５５ｇ（１．５ミリモル）、ｍ−ＡＰＰＳ ３．６７ｇ（８．５ミリモル）を用いる以外は実施例１と同様にしてポリイミド粉末を得た。
還元粘度は０．６５dl/g，Ｔｇは２３２℃、熱分解温度は４５５℃であった。また吸水率は２．２％であった。
上記ポリミドのＮＭＰワニスをプラズマ処理したユーピレックスＳフィルム上に塗布した後、１００℃で１０分、さらに３００℃で１０分乾燥して複合シートを得た。４２アロイとの接着力は１．０５kN/mであった。実施例１と同様にして得た半導体パッケージは吸湿後のはんだ処理によってクラックが発生した。
【００４８】
比較例２
ＢＡＰＰ ４．１０ｇ（１０ミリモル）をＤＭＦ ２４．５ｇに溶解し、トリエチルアミン ２．０２ｇ（２０ミリモル）を添加した後、５℃以下に冷やしながらイソフタル酸クロリド ２．０３ｇ（１０ミリモル）を少しづつ添加した。５℃以下で５時間反応した後、実施例１と同様にしてポリアミド粉末を得た。
還元粘度は０．５０dl/g，Ｔｇは２１９℃、熱分解温度は４２５℃であった。また吸水率は２．２％であった。
上記ポリアミドのＮＭＰワニスをプラズマ処理したユーピレックスＳフィルム上に塗布した後、１００℃で１０分、さらに３００℃で１０分乾燥して複合シートを得た。４２アロイとの接着力は１．５５kN/mであった。実施例１と同様にして得た半導体パッケージは吸湿後のはんだ処理によってクラックが発生した。
【００４９】
合成例１
攪拌機、温度計、窒素ガス導入管、塩化カルシウム管を備えた四つ口フラスコに、４，４’−ジアミノ−３，３’，５，５’−テトライソプロピルジフェニルメタン（ＩＰＤＤＭ）３．６６ｇ（１０ミリモル），およびＮ，Ｎージメチルホルムアミド（ＤＭＦ）２８．３ｇを入れ、溶解した。次に、５℃を越えないように冷却しながらビスフェノールＡビストリメリテート二無水物（ＢＡＢＴ）５．７６ｇ（１０ミリモル）を少しずつ加えた後、５℃を越えないように冷却しながら１時間、次いで、室温で６時間反応させてポリアミド酸を合成した。得られたポリアミド酸のワニスに無水酢酸２．５５ｇおよびピリジン１．９８ｇを加え、室温で３時間反応させてポリイミドを合成した。得られたポリイミドのワニスを水に注いで得られる沈殿を分離、粉砕、乾燥してポリイミド粉末を得た。
このポリイミド粉末をＤＭＦに０．１ｇ／ｄｌの濃度で溶解し、３０℃で測定したときの還元粘度は０．５７ｄｌ／ｇであった。
さらに、このポリイミド粉末をＤＭＦに溶解し、得られたワニスをガラス板上に流延した。１００℃で１０分乾燥した後、剥離し、鉄枠にとめて２５０℃で１時間乾燥してフィルムを得た。
このようにして得られたフィルムを用いてペネトレーション法により荷重２５ｋｇ／ｃｍ2 、昇温速度１０℃／分の条件でポリイミドのガラス転移温度（Ｔｇ）を測定したところ２６１℃であった。熱分解温度は４０５℃であった。
フィルムを２５℃の水中に２４時間浸漬したときの吸水率は０．３％であった。
【００５０】
合成例２
２，２−ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］プロパン（ＢＡＰＰ）４．１０ｇ（１０ミリモル）をＤＭＦ２４．５ｇに溶解し、トリエチルアミン２．０２ｇ（２０ミリモル）を添加した後、５℃以下に冷やしながらイソフタル酸クロリド２．０３ｇ（１０ミリモル）を少しづつ添加した。５℃以下で５時間反応した後、合成例１と同様にしてポリアミド粉末を得た。
還元粘度は０．５０dl/g，Ｔｇは２１９℃、熱分解温度は４２５℃であった。また吸水率は２．２％であった。
【００５１】
合成例３
４，４’−ジアミノジフェニルスルホン１．７４ｇ（７ミリモル）、ＢＡＰＰ１．２３ｇ（３ミリモル）をＤＭＦ２０ｇに溶解し、トリエチルアミン２．０２ｇ（２０ミリモル）を添加した後、５℃以下に冷やしながらイソフタル酸クロリド２．０３ｇ（１０ミリモル）を少しづつ添加した。５℃以下で５時間反応した後、合成例１と同様にしてポリアミド粉末を得た。
還元粘度は０．４５dl/g，Ｔｇは２６０℃、熱分解温度は４３５℃であった。また吸水率は２．５％であった。
【００５２】
実施例６
合成例１のポリイミド８５ｗｔ％と合成例２のポリアミド１５ｗｔ％とを混合したＤＭＦワニスをプラズマ処理したユーピレックスＳフィルム上に塗布した後、１００℃で１０分、さらに２５０℃で１０分乾燥して複合シートを得た。この複合シートを４２アロイに重ねて３５０℃、３ＭＰａで５秒おしつけた後、９０度引きはがし強さを測定したところ、１．２ｋＮ／ｍであった。
なお、ブレンドフィルムのＴｇは２５５℃、吸水率は０．６％であった。
この複合シートを用いて図１のように半導体チップをパッケージした後、８５℃、８５％ＲＨの条件で４８ｈ吸湿処理した後、２６０℃のはんだ浴につけたがクラックは発生しなかった。
【００５３】
比較例３
合成例２のポリアミドのＤＭＦワニスを実施例１と同様にして複合シートを得た。４２アロイとの接着力は１．５５kN/mであった。実施例１と同様にして得た半導体パッケージは吸湿後のはんだ処理によってクラックが発生した。
【００５４】
比較例４
合成例１のポリイミドのＤＭＦワニスを実施例１と同様にして複合シートを得た。しかしユーピレックスフィルムとの接着力が弱く、ときどき剥離する場合があった。
【００５５】
実施例７
合成例１のポリイミド６０ｗｔ％と合成例３のポリアミド４０ｗｔ％とを混合したＮＭＰワニスを用い、１００℃、１０分、さらに３００℃、１０分で熱処理する以外は実施例１と同様にして複合シートを得た。この複合シートの４２アロイとの接着力は１．６ｋＮ／ｍであった。
なお、ブレンドフィルムのＴｇは２６０℃、吸水率は１．１％であった。
この複合シートを用いて実施例１と同様にして得た半導体パッケージは吸湿後のはんだ処理によってもクラックが発生しなかった。
【００５６】
実施例８
ＩＰＤＤＭ１．８３ｇ（５ミリモル）、ＢＡＰＰ２．０５ｇ（５ミリモル）、無水トリメリット酸クロリド０．６４ｇ（３ミリモル）、トリエチルアミン０．３０ｇ（３ミリモル）、ＮＭＰ３０ｇを用いる以外は合成例２と同様にしてポリアミド酸ワニスを得た。このワニスに５℃以下でビス（３，４−ジカルボキシフェニル）スルホン二無水物（ＤＳＤＡ）２．５１ｇ（７ミリモル）を少しずつ添加した後、５℃以下で５時間反応した。その後、無水酢酸、ピリジンを添加して合成例１と同様にしてポリアミドイミド粉末を得た。
このポリアミドイミドの還元粘度は０．６５dl/g，Ｔｇは２５７℃、熱分解温度は３８５℃であった。また吸水率は１．０％であった。
アルカリ処理後、シランカップリング処理したカプトンフィルムに上記のポリアミドイミドをＤＭＡｃに溶解したワニスを塗布し、１００℃１０分、２７５℃１０分熱処理して複合シートを得た。４２アロイとの接着力は１．４kN/mであり、実施例１と同様にして得た半導体パッケージは吸湿後のはんだ処理によってクラックは発生しなかった。
【００５７】
【発明の効果】
本発明の複合シートは吸湿率が低く、耐熱性が高いので、半導体パッケージの信頼性向上に効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】複合シ−トの使用状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１．複合シ−ト
２．ＬＳＩチップ
３．リ−ドフレ−ム
【発明の属する技術分野】
本発明は、リードフレーム、金属板、セラミック板、有機配線板等の被着体上に接着可能な複合シートに関する。
特に本発明は、耐熱性が優れ、吸水率の低い、半導体チップなどの接着に適した複合シートに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体用リードフレームとチップの接続にはエポキシ系の熱硬化性接着剤や耐熱性ホットメルト接着剤が使用されていた。
近年、チップが大きくなるにつれ、パッケージ中に占めるチップの割合が高くなってきた。そのため接着剤や封止材が吸湿した場合、はんだ接続時の熱により吸湿された水分が膨張し、その結果パッケージにクラックが生じる現象が多発するようになった。
この現象を防止するためには、接着剤の低吸湿化とはんだ接続時の温度に耐えられるように高耐熱化が必要である。
【０００３】
【特許文献１】
特開平０２−１５８６８１号公報
【特許文献２】
特開平０２−２７２０７８号公報
【特許文献３】
特開平０３−０１４８９０号公報
【特許文献４】
特開平０３−１４０３２８号公報
【特許文献５】
特開平０３−１５９００６号公報
【特許文献６】
特開昭６３−０４５０５１号公報
【特許文献７】
特開平０１−１２６３３１号公報
【特許文献８】
特開昭６３−１７２７３６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は吸湿率が低く、耐熱性が高い接着剤層を有する複合シートを提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の第一の発明は、表面処理した耐熱フィルムの片面または両面に、一般式（１）または一般式（２）で表わされる構成単位を含み、ガラス転移温度が２５０℃以上となるポリアミド酸またはポリイミドのワニスを塗布した後、加熱して接着剤層を形成させた複合接着シ−トである。
【０００６】
【化９】
【化１０】
［一般式（１）、一般式（２）において、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4はそれぞれ独立に水素もしくは炭素数１〜４のアルキル基またはアルコキシ基であってこれらのうち少なくとも２個以上はアルキル基またはアルコキシ基であり、Ｒ5 は水素または炭素数１〜４のアルキル基であり、Ｘは−ＣＨ2 −、−Ｃ（ＣＨ3）2−、−Ｏ−、−ＳＯ2 −、−ＣＯ−または−ＮＨＣＯ−で表わされる基であり、Ａｒ1 は４価の芳香族基である。］
【０００９】
本発明の第二の発明は、表面処理した耐熱フィルムの片面または両面に、一般式（３）で表わされる構成単位を含む耐熱性樹脂のワニスを塗布した後加熱して接着剤層を形成させるものであって、接着剤層の樹脂は一般式（４）、一般式（５）、一般式（６）、一般式（７）、一般式（８）の芳香族基に連結する基の１０〜９０モル％がアミド基であり、かつ、ガラス転移温度が２５０℃以上の複合接着シ−トである。
【００１０】
【化１１】
［一般式（３）において、Ｒ6、Ｒ7、Ｒ8、Ｒ9はそれぞれ独立に水素もしくは炭素数１〜４のアルキル基またはアルコキシ基であってこれらのうち少なくとも２個以上はアルキル基またはアルコキシ基であり、Ｘは−ＣＨ2 −、−Ｃ（ＣＨ3 ）2−、−Ｏ−、−ＳＯ2 −、−ＣＯ−または−ＮＨＣＯ−で表わされる基であり、Ｚは一般式（４）、一般式（５）、一般式（６）、一般式（７）、一般式（８）（一般式（４）、一般式（５）、一般式（６）、一般式（７）、一般式（８）においてＡｒ2 は２〜４価の芳香族基、Ｒ10は水素または炭素数１〜４のアルキル基である。）で表わされる基である。］
【００１２】
【化１２】
【化１３】
【化１４】
【化１５】
【化１６】
第一の発明について説明する。
第一の発明において用いられる接着剤は、一般式（１）または一般式（２）で表わされる構成単位を含み、ガラス転移温度が２５０℃以上となるポリアミド酸またはポリイミドのワニスより形成される。
【００１８】
【化１７】
【化１８】
［一般式（１）、一般式（２）において、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4はそれぞれ独立に水素もしくは炭素数１〜４のアルキル基またはアルコキシ基であってこれらのうち少なくとも２個以上はアルキル基またはアルコキシ基であり、Ｒ5 は水素または炭素数１〜４のアルキル基であり、Ｘは−ＣＨ2−、−Ｃ（ＣＨ3）2 −、−Ｏ−、−ＳＯ2 −、−ＣＯ−または−ＮＨＣＯ−で表わされる基であり、Ａｒ1 は４価の芳香族基である。］
【００２１】
前記のポリアミド酸またはポリイミドは酸二無水物と一般式（９）
【化１９】
で表されるジアミンまたはジイシシアネートとから合成される。
【００２２】
一般式（９）で表される化合物のうちＹがアミノ基であるものとしては４，４’−ジアミノ−３，３’，５，５’−テトラメチルジフェニルメタン、４，４’−ジアミノ−３，３’，５，５’−テトラエチルジフェニルメタン、４，４’−ジアミノ−３，３’，５，５’−テトラｎ−プロピルジフェニルメタン、４，４’−ジアミノ−３，３’，５，５’−テトライソプロピルジフェニルメタン、４，４’−ジアミノ−３，３’，５，５’−テトラブチルジフェニルメタン、４，４’−ジアミノ−３，３’−ジメチル−５，５’−ジエチルジフェニルメタン、４，４’−ジアミノ−３，３’−ジメチル−５，５’−ジイソプロピルジフェニルメタン、４，４’−ジアミノ−３，３’−ジエチル−５，５’−ジイソプロピルジフェニルメタン、４，４’−ジアミノ−３，５−ジメチル−３’，５’−ジエチルジフェニルメタン、４，４’−ジアミノ−３，５−ジメチル−３’，５’−ジイソプロピルジフェニルメタン、４，４’−ジアミノ−３，５−ジエチル−３’，５’−ジイソプロピルジフェニルメタン、４，４’−ジアミノ−３，５−ジエチル−３’，５’−ジブチルジフェニルメタン、４，４’−ジアミノ−３，５−ジイソプロピル−３’，５’−ジブチルジフェニルメタン、４，４’−ジアミノ−３，３’−ジイソプロピル−５，５’−ジブチルジフェニルメタン、４，４’−ジアミノ−３，３’−ジメチル−５，５’−ジブチルジフェニルメタン、４，４’−ジアミノ−３，３’−ジエチル−５，５’−ジブチルジフェニルメタン、４，４’−ジアミノ−３，３’−ジメチルジフェニルメタン、４，４’−ジアミノ−３，３’−ジエチルジフェニルメタン、４，４’−ジアミノ−３，３’−ジｎ−プロピルジフェニルメタン、４，４’−ジアミノ−３，３’−ジイソプロピルジフェニルメタン、４，４’−ジアミノ−３，３’−ジブチルジフェニルメタン、４，４’−ジアミノ−３，３’，５−トリメチルジフェニルメタン、４，４’−ジアミノ−３，３’，５−トリエチルジフェニルメタン、４，４’−ジアミノ−３，３’，５−トリｎ−プロピルジフェニルメタン、４，４’−ジアミノ−３，３’，５−トリイソプロピルジフェニルメタン、４，４’−ジアミノ−３，３’，５−トリブチルジフェニルメタン、４，４’−ジアミノ−３−メチル−３’−エチルジフェニルメタン、４，４’−ジアミノ−３−メチル−３’−イソプロピルジフェニルメタン、４，４’−ジアミノ−３−エチル−３’−イソプロピルジフェニルメタン、４，４’−ジアミノ−３−エチル−３’−ブチルジフェニルメタン、４，４’−ジアミノ−３−イソプロピル−３’−ブチルジフェニルメタン、４，４’−ジアミノ−２，２’−ビス（３，３’，５，５’−テトラメチルジフェニル）イソプロパン、４，４’−ジアミノ−２，２’−ビス（３，３’，５，５’−テトラエチルジフェニル）イソプロパン、４，４’−ジアミノ−２，２’−ビス（３，３’，５，５’−テトラｎ−プロピルジフェニル）イソプロパン、４，４’−ジアミノ−２，２’−ビス（３，３’，５，５’−テトライソプロピルジフェニル）イソプロパン、４，４’−ジアミノ−２，２’−ビス（３，３’，５，５’−テトラブチルジフェニル）イソプロパン、４，４’−ジアミノ−３，３’，５，５’−テトラメチルジフェニルエーテル、４，４’−ジアミノ−３，３’，５，５’−テトラエチルジフェニルエーテル、４，４’−ジアミノ−３，３’，５，５’−テトラｎ−プロピルジフェニルエーテル、４，４’−ジアミノ−３，３’，５，５’−テトライソプロピルジフェニルエーテル、４，４’−ジアミノ−３，３’，５，５’−テトラブチルジフェニルエーテル、４，４’−ジアミノ−３，３’，５，５’−テトラメチルジフェニルスルホン、４，４’−ジアミノ−３，３’，５，５’−テトラエチルジフェニルスルホン、４，４’−ジアミノ−３，３’，５，５’−テトラｎ−プロピルジフェニルスルホン、４，４’−ジアミノ−３，３’，５，５’−テトライソプロピルジフェニルスルホン、４，４’−ジアミノ−３，３’，５，５’−テトラブチルジフェニルスルホン、４，４’−ジアミノ−３，３’，５，５’−テトラメチルジフェニルケトン、４，４’−ジアミノ−３，３’，５，５’−テトラエチルジフェニルケトン、４，４’−ジアミノ−３，３’，５，５’−テトラｎ−プロピルジフェニルケトン、４，４’−ジアミノ−３，３’，５，５’−テトライソプロピルジフェニルケトン、４，４’−ジアミノ−３，３’，５，５’−テトラブチルジフェニルケトン、４，４’−ジアミノ−３，３’，５，５’−テトラメチルベンズアニリド、４，４’−ジアミノ−３，３’，５，５’−テトラエチルベンズアニリド、４，４’−ジアミノ−３，３’，５，５’−テトラｎ−プロピルベンズアニリド、４，４’−ジアミノ−３，３’，５，５’−テトライソプロピルベンズアニリド、４，４’−ジアミノ−３，３’，５，５’−テトラブチルベンズアニリド等がある。
【００２３】
前記の一般式（９）で表される化合物のうち、Ｙがイソシアネート基であるものとしては、上記に例示したジアミンにおいて、アミノ基をイソシアネート基に換えたものを例示することができる。
一般式（９）で表されるジアミンと併用するジアミンとしては、パラフェニレンジアミン、メタフェニレンジアミン、メタトルイレンジアミン、４、４’−ジアミノジフェニルエーテル（ＤＤＥ）、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、３、３’−ジアミノジフェニルスルホン、４、４’−ジアミノベンゾフェノン、３、３’−ジアミノベンゾフェノン、１、４−ビス（４−アミノクミル）ベンゼン（ＢＡＰ），１、３−ビス（４−アミノクミル）ベンゼン，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、２、２−ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］プロパン（ＢＡＰＰ）、２、２−ビス［４−（３−アミノフェノキシ）フェニル］プロパン、ビス［４−（３−アミノフェノキシ）フェニル］スルホン（ｍ−ＡＰＰＳ）、ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］スルホン，２、２−ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］ヘキサフルオロプロパン、および一般式（１０）で表されるシロキサンジアミンがある。
【００２４】
【化２０】
【００２５】
一般式（１０中のＲ15およびＲ18としてはそれぞれ独立にトリメチレン基、テトラメチレン基、フェニレン基、トルイレン基等があり、Ｒ16およびＲ17としてはそれぞれ独立にメチル基、エチル基、フェニル基等があり、複数個のＲ16および複数個のＲ17はそれぞれ同一でも異なっていても良い。
一般式（１０）のシロキサンジアミンにおいて、Ｒ15 およびＲ18 がどちらもトリメチレン基であり、Ｒ16 およびＲ17 がどちらもメチル基である場合に、ｍが１のもの、平均１０前後のもの、平均２０前後のもの、平均３０前後のもの、平均５０前後のものおよび平均１００前後のものは、それぞれＬＰ−７１００、Ｘ−２２−１６１ＡＳ，Ｘ−２２−１６１Ａ、Ｘ−２２−１６１Ｂ、Ｘ−２２−１６１ＣおよびＸ−２２−１６１Ｅ（いずれも信越化学工業株式会社商品名）として市販されている。
【００２６】
酸無水物としては、ピロメッリット酸二無水物、３、３’、４、４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物（ＢＴＤＡ）、３、３’、４、４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、２、２−ビスフタル酸ヘキサフルオロイソプロピリデン二無水物、ビス（３、４−ジカルボキシフェニル）エーテル二無水物、ビス（３、４−ジカルボキシフェニル）スルホン二無水物、４、４’−ビス（３、４−ジカルボキシフェノキシ）ジフェニルスルホン二無水物、２、２−ビス［４−（３、４−ジカルボキシフェノキシ）フェニル］プロパン二無水物、エチレングリコールビストリメリテート二無水物（ＥＢＴＡ）、デカメチレングリコールビストリメリテート二無水物（ＤＢＴＡ）、ビスフェノールＡビストリメリテート二無水物（ＢＡＢＴ），２、２ービス［４ー（３、４ージカルボキシフェニルベンゾイルオキシ）フェニル］ヘキサフルオロプロパン二無水物、４、４’−［１、４ーフェニレンビス（１−メチルエチリデン）］ビスフェニルビストリメリテート二無水物等が使用される。
【００２７】
これらのジアミン、酸無水物のなかから、得られるポリイミドのＴｇが２５０℃以上になるようにモノマーを適宜選択する。
ポリイミドはポリアミド酸の熱または化学閉環によって得られる。本発明において用いられるワニスは必ずしも１００％イミド化されていなくても良いが、完全にイミド化されていることが望ましい。
【００２８】
本発明において用いられる耐熱フィルムは、ポリイミド、ポリアミドや、ポリサルフォン、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアリレートなどのエンジニアリングプラスチック等のフィルムが挙げられるが、ガラス転移温度（Ｔｇ）、吸水率、熱膨張係数の点からポリイミドフィルムが好ましい。Ｔｇが２５０℃以上、吸水率が２％以下、熱膨張係数が３ｘ１０-5℃-1以下のフィルムが特に好ましい。
耐熱フィルムは接着剤との接着力を増すために表面処理が必要である。表面処理の方法としては、アルカリ処理、シランカップリング処理等の化学処理、サンドブラスト等の物理処理、プラズマ処理、コロナ処理等のいずれの処理も使用可能であるが、接着剤の種類に応じて最も適した処理を用いればよい。本発明の接着剤については、化学処理またはプラズマ処理が特に適している。
接着剤はポリイミド単独でも良いし、ポリイミドとポリマレイミドとの混合物、あるいは更にエポキシ樹脂や硬化剤、硬化促進剤などを添加して用いても良い。またセラミック粉、ガラス粉などのフィラーやカップリング剤を添加しても良い。
ポリアミド酸ワニスまたはポリイミドワニスを耐熱フィルムに塗布する方法は特に制限はない。ドクターブレードやナイフコーター、ダイコーター等いずれの方法で塗布しても良い。またワニス中にフィルムを通して塗工しても良いが、厚みの制御が難しいので好ましくはない。
接着剤を塗布したフィルムを溶剤の除去やイミド化のために熱処理するが、熱処理温度はポリアミド酸であるかポリイミドであるかで異なる。ポリアミド酸ワニスの場合にはイミド化させるためにＴｇ以上の温度が必要であるが、イミドワニスの場合には溶剤が除去できる温度であればよい。接着剤と耐熱フィルムの接着力を向上させるためには２５０℃以上の温度で熱処理することが好ましい。
【００２９】
本発明の第二の発明において用いられる接着剤は、一般式（３）で表わされる構成単位を含む耐熱性樹脂のワニスを耐熱フィルムに塗布した後加熱して接着剤層を形成させるものであって、接着剤層の樹脂は一般式（４）、一般式（５）、一般式（６）、一般式（７）、一般式（８）の芳香族基に連結する基の１０〜９０モル％がアミド基でありかつガラス転移温度が２５０℃以上のものである。
【００３０】
【化２１】
｛一般式（３）において、Ｒ6 、Ｒ7 、Ｒ8 、Ｒ9 はそれぞれ独立に水素もしくは炭素数１〜４のアルキル基またはアルコキシ基であってこれらのうち少なくとも２個以上はアルキル基またはアルコキシ基であり、Ｘは−ＣＨ2 −、−Ｃ（ＣＨ3 ）2 −、−Ｏ−、−ＳＯ2 −、−ＣＯ−または−ＮＨＣＯ−で表わされる基であり、Ｚは一般式（４）、一般式（５）、一般式（６）、一般式（７）、一般式（８）（一般式（４）、一般式（５）、一般式（６）、一般式（７）、一般式（８）においてＡｒ2 は２〜４価の芳香族基、Ｒ10は水素または炭素数１〜４のアルキル基である。）で表わされる基である。｝
【００３２】
【化２２】
【化２３】
【化２４】
【化２５】
【化２６】
（一般式（４）、一般式（５）、一般式（６）、一般式（７）、一般式（８）においてＡｒ2 は２〜４価の芳香族基、Ｒ10は水素または炭素数１〜４のアルキル基である。）で表わされる基である。｝
【００３８】
上記の接着剤は酸無水物またはジカルボン酸またはそのアミド形成性誘導体と一般式（９）で表される第一の発明で使用されるものと同じジアミンまたはジイシシアネートとから合成される。
上記ジアミンとは、第一の発明で一般式（９）で表されるジアミンと併用するジアミンとして例示されたジアミンと同じものが併用される。
酸無水物としては、第一の発明で使用される酸無水物が同様に使用される。
ジカルボン酸またはそのアミド形成性誘導体としては、テレフタル酸、イソフタル酸、ビフェニルカルボン酸、フタル酸、ナフタレンジカルボン酸、ジフェニルエーテルジカルボン酸等があり、これらのジカルボン酸のアミド形成性誘導体としては、これらのジカルボン酸のジクロリド、ジアルキルエステル等がある。
【００３９】
またジアミン、ジカルボン酸の一部をアミノ安息香酸等のアミノカルボン酸で置き換えても良い。
これらのジアミン、酸無水物、ジカルボン酸のなかから、得られる樹脂のＴｇが２５０℃以上になるようにモノマーを適宜選択する。ポリイミドとポリアミドを混合する場合には混合後の接着剤のＴｇが２５０℃以上になれば良い。
アミド基は一般式（４）〜（８）の基の合計の１０〜９０モル％であり、好ましくは２０〜７０モル％、より好ましくは３０〜５０モル％である。１０％より少ないと接着力が小さく、９０％より多いと吸水率が大きくなる。
ポリイミドはポリアミド酸の熱または化学閉環によって得られる。本発明において用いられるワニスは必ずしも１００％イミド化されていなくても良いが、完全にイミド化されていることが望ましい。
接着剤はポリアミドイミド単独でも良いし、ポリイミドとポリアミドとの混合物、あるいは更にエポキシ樹脂や硬化剤、硬化促進剤などを添加して用いても良い。またセラミック粉、ガラス粉などのフィラーやカップリング剤を添加しても良い。
【００４０】
耐熱性接着剤ワニスを耐熱フィルムに塗布する方法は特に制限はない。ドクターブレードやナイフコーター、ダイコーター等いずれの方法で塗布しても良い。またワニス中にフィルムを通して塗工しても良いが、厚みの制御が難しいので好ましくはない。
接着剤を塗布したフィルムを溶剤の除去やイミド化のために熱処理するが、熱処理温度はポリアミド酸ワニスであるかポリイミドワニスであるかで異なる。ポリアミド酸ワニスの場合にはイミド化させるためにＴｇ以上の温度が必要であるが、イミドワニスの場合には溶剤が除去できる温度であれば良い。接着剤と耐熱フィルムの接着力を向上させるためには２５０℃以上の温度で熱処理することが好ましい。
【００４１】
以上本発明の第一の発明、第二の発明で得られた複合接着シートは、リードフレーム、セラミック板、金属板、金属箔、プラスチックフィルム、プラスチック板、積層板などの被着体に重ねるか、被着体の間に挟んで接着剤の溶融温度以上の温度で加熱、加圧することによって接着される。
図１は本発明の複合接着シ−トによってＬＳＩチップ２とリ−ドフレ−ム３を接着させた断面図で、５はワイヤ、６は封止材である。
【００４２】
【実施例】
実施例１
攪拌機、温度計、窒素ガス導入管、塩化カルシウム管を備えた四つ口フラスコに、４，４’−ジアミノ−３，３’，５，５’−テトライソプロピルジフェニルメタン（ＩＰＤＤＭ）３．６６ｇ（１０ミリモル），およびＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）２８．３ｇを入れ、溶解した。次に、５℃を越えないように冷却しながらビスフェノールＡビストリメリテート二無水物（ＢＡＢＴ）５．７６ｇ（１０ミリモル）を少しずつ加えた後、５℃を越えないように冷却しながら１時間、次いで、室温で６時間反応させてポリアミド酸を合成した。得られたポリアミド酸のワニスに無水酢酸２．５５ｇおよびピリジン１．９８ｇを加え、室温で３時間反応させてポリイミドを合成した。得られたポリイミドのワニスを水に注いで得られる沈殿を分離、粉砕、乾燥してポリイミド粉末を得た。
このポリイミド粉末をＤＭＦに０．１ｇ／ｄｌの濃度で溶解し、３０℃で測定したときの還元粘度は０．５７ｄｌ／ｇであった。
また、このポリイミド粉末を種々の有機溶剤に５ｗｔ％の濃度になるように添加して室温で溶解状態を観察することによって溶解性試験を行なった。その結果、該ポリイミド粉末は、ＤＭＦ、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）、塩化メチレン、ジオキサン、ＴＨＦ、トルエンに可溶であった。
さらに、このポリイミド粉末をＤＭＦに溶解し、得られたワニスをガラス板上に流延した。１００℃で１０分乾燥した後、剥離し、鉄枠にとめて２５０℃で１時間乾燥してフィルムを得た。
このようにして得られたフィルムを用いてペネトレーション法により荷重２５ｋｇ／ｃｍ2 、昇温速度１０℃／分の条件でポリイミドのガラス転移温度（Ｔｇ）を測定したところ２６１℃であった。熱分解温度は４０５℃であった。
フィルムを２５℃の水中に２４時間浸漬したときの吸水率は０．３％であった。また得られたフィルムを１８０度の角度に折り曲げて可とう性試験を行なったところ、フィルムは割れず良好な可とう性を示した。
ポリミドのＮＭＰワニスをプラズマ処理したユーピレックスＳフィルム上に塗布した後、１００℃で１０分、さらに３００℃で１０分乾燥して複合シートを得た。この複合シートを４２アロイに重ねて３５０℃、３ＭＰａで５秒おしつけた後、９０度引きはがし強さを測定したところ、０．８ｋＮ／ｍであった。
この複合シートを用いて図１のように半導体チップをパッケージした後、８５℃、８５％ＲＨの条件で４８ｈ吸湿処理した後、２６０℃のはんだ浴につけたがクラックは発生しなかった。
【００４３】
実施例２
ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）スルホン二無水物（ＤＳＤＡ）３．５８ｇ（１０ミリモル）、ＩＰＤＤＭ １．８３ｇ（５ミリモル）、２，２−ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］プロパン（ＢＡＰＰ）２．０５ｇ（５ミリモル）を用いる以外は実施例１と同様にしてポリアミド酸ワニスを得た。このポリアミド酸ワニスを実施例１と同様にしてポリイミド粉末を得た。還元粘度は１．３９dl/g，Ｔｇは２６８℃、熱分解温度は４１０℃であった。また吸水率は０．７％であった。
上記ポリアミド酸ワニスを用いて、１００℃１０分、３００℃１５分熱処理する以外は実施例１と同様にして複合シートを得た。４２アロイとの接着力は１．２kN/mであり、実施例１と同様にして得た半導体パッケージは吸湿後のはんだ処理によってクラックは発生しなかった。
【００４４】
実施例３
ＢＡＢＴのかわりに３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物（ＢＴＤＡ）３．２２ｇ（１０ミリモル）、ＤＭＦのかわりにＮＭＰ２０．６ｇを使用する以外は実施例１と同様にしてポリアミド酸ワニスを得た。このワニスにキシレン １０ｇを添加して１８０℃で５時間加熱してポリイミドワニスを得た。
還元粘度は０．４８dl/g，Ｔｇは３００℃、熱分解温度は４０５℃であった。また吸水率は１．０％であった。
アルカリ処理後、シランカップリング処理したカプトンフィルムに上記ポリイミドワニスを塗布し、１００℃１０分、２７５℃１０分熱処理して複合シートを得た。４２アロイとの接着力は０．９２kN/mであり、実施例１と同様にして得た半導体パッケージは吸湿後のはんだ処理によってクラックは発生しなかった。
【００４５】
実施例４
ＢＡＢＴ ５．７６ｇ（１０ミリモル）、ＩＰＤＤＭ ２．３８ｇ（６．５ミリモル）、メタトルイレンジアミン（ＭＴＤＡ）０．４３ｇ（３．５ミリモル）を用いる以外は実施例１と同様にしてポリイミド粉末を得た。
還元粘度は０．６１dl/g，Ｔｇは２７５℃、熱分解温度は４１５℃であった。また吸水率は０．５％であった。
上記ポリミドのＮＭＰワニスをアルカリ処理したユーピレックスＳフィルム上に塗布した後、１００℃で１０分、さらに３００℃で１０分乾燥して複合シートを得た。４２アロイとの接着力は０．８５kN/mであり、実施例１と同様にして得た半導体パッケージは吸湿後のはんだ処理によってクラックは発生しなかった。
【００４６】
実施例５
ＤＳＤＡ ３．５８ｇ（１０ミリモル）、ＩＰＤＤＭ ０．９２ｇ（２．５ミリモル）、ＢＡＰＰ ３．０８ｇ（７．５ミリモル）を用いる以外は実施例３と同様にしてポリイミド粉末を得た。
還元粘度は１．１６dl/g，Ｔｇは２５６℃、熱分解温度は４４０℃であった。また吸水率は１．２％であった。
上記ポリイミドのＤＭＡｃワニスをプラズマ処理したユーピレックスＳフィルム上に塗布した後、１００℃で１０分、さらに２５０℃で１０分乾燥して複合シートを得た。４２アロイとの接着力は１．３５kN/mであり、実施例１と同様にして得た半導体パッケージは吸湿後のはんだ処理によってクラックは発生しなかった。
【００４７】
比較例１
ＤＳＤＡ ３．５８ｇ（１０ミリモル）、ＩＰＤＤＭ ０．５５ｇ（１．５ミリモル）、ｍ−ＡＰＰＳ ３．６７ｇ（８．５ミリモル）を用いる以外は実施例１と同様にしてポリイミド粉末を得た。
還元粘度は０．６５dl/g，Ｔｇは２３２℃、熱分解温度は４５５℃であった。また吸水率は２．２％であった。
上記ポリミドのＮＭＰワニスをプラズマ処理したユーピレックスＳフィルム上に塗布した後、１００℃で１０分、さらに３００℃で１０分乾燥して複合シートを得た。４２アロイとの接着力は１．０５kN/mであった。実施例１と同様にして得た半導体パッケージは吸湿後のはんだ処理によってクラックが発生した。
【００４８】
比較例２
ＢＡＰＰ ４．１０ｇ（１０ミリモル）をＤＭＦ ２４．５ｇに溶解し、トリエチルアミン ２．０２ｇ（２０ミリモル）を添加した後、５℃以下に冷やしながらイソフタル酸クロリド ２．０３ｇ（１０ミリモル）を少しづつ添加した。５℃以下で５時間反応した後、実施例１と同様にしてポリアミド粉末を得た。
還元粘度は０．５０dl/g，Ｔｇは２１９℃、熱分解温度は４２５℃であった。また吸水率は２．２％であった。
上記ポリアミドのＮＭＰワニスをプラズマ処理したユーピレックスＳフィルム上に塗布した後、１００℃で１０分、さらに３００℃で１０分乾燥して複合シートを得た。４２アロイとの接着力は１．５５kN/mであった。実施例１と同様にして得た半導体パッケージは吸湿後のはんだ処理によってクラックが発生した。
【００４９】
合成例１
攪拌機、温度計、窒素ガス導入管、塩化カルシウム管を備えた四つ口フラスコに、４，４’−ジアミノ−３，３’，５，５’−テトライソプロピルジフェニルメタン（ＩＰＤＤＭ）３．６６ｇ（１０ミリモル），およびＮ，Ｎージメチルホルムアミド（ＤＭＦ）２８．３ｇを入れ、溶解した。次に、５℃を越えないように冷却しながらビスフェノールＡビストリメリテート二無水物（ＢＡＢＴ）５．７６ｇ（１０ミリモル）を少しずつ加えた後、５℃を越えないように冷却しながら１時間、次いで、室温で６時間反応させてポリアミド酸を合成した。得られたポリアミド酸のワニスに無水酢酸２．５５ｇおよびピリジン１．９８ｇを加え、室温で３時間反応させてポリイミドを合成した。得られたポリイミドのワニスを水に注いで得られる沈殿を分離、粉砕、乾燥してポリイミド粉末を得た。
このポリイミド粉末をＤＭＦに０．１ｇ／ｄｌの濃度で溶解し、３０℃で測定したときの還元粘度は０．５７ｄｌ／ｇであった。
さらに、このポリイミド粉末をＤＭＦに溶解し、得られたワニスをガラス板上に流延した。１００℃で１０分乾燥した後、剥離し、鉄枠にとめて２５０℃で１時間乾燥してフィルムを得た。
このようにして得られたフィルムを用いてペネトレーション法により荷重２５ｋｇ／ｃｍ2 、昇温速度１０℃／分の条件でポリイミドのガラス転移温度（Ｔｇ）を測定したところ２６１℃であった。熱分解温度は４０５℃であった。
フィルムを２５℃の水中に２４時間浸漬したときの吸水率は０．３％であった。
【００５０】
合成例２
２，２−ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］プロパン（ＢＡＰＰ）４．１０ｇ（１０ミリモル）をＤＭＦ２４．５ｇに溶解し、トリエチルアミン２．０２ｇ（２０ミリモル）を添加した後、５℃以下に冷やしながらイソフタル酸クロリド２．０３ｇ（１０ミリモル）を少しづつ添加した。５℃以下で５時間反応した後、合成例１と同様にしてポリアミド粉末を得た。
還元粘度は０．５０dl/g，Ｔｇは２１９℃、熱分解温度は４２５℃であった。また吸水率は２．２％であった。
【００５１】
合成例３
４，４’−ジアミノジフェニルスルホン１．７４ｇ（７ミリモル）、ＢＡＰＰ１．２３ｇ（３ミリモル）をＤＭＦ２０ｇに溶解し、トリエチルアミン２．０２ｇ（２０ミリモル）を添加した後、５℃以下に冷やしながらイソフタル酸クロリド２．０３ｇ（１０ミリモル）を少しづつ添加した。５℃以下で５時間反応した後、合成例１と同様にしてポリアミド粉末を得た。
還元粘度は０．４５dl/g，Ｔｇは２６０℃、熱分解温度は４３５℃であった。また吸水率は２．５％であった。
【００５２】
実施例６
合成例１のポリイミド８５ｗｔ％と合成例２のポリアミド１５ｗｔ％とを混合したＤＭＦワニスをプラズマ処理したユーピレックスＳフィルム上に塗布した後、１００℃で１０分、さらに２５０℃で１０分乾燥して複合シートを得た。この複合シートを４２アロイに重ねて３５０℃、３ＭＰａで５秒おしつけた後、９０度引きはがし強さを測定したところ、１．２ｋＮ／ｍであった。
なお、ブレンドフィルムのＴｇは２５５℃、吸水率は０．６％であった。
この複合シートを用いて図１のように半導体チップをパッケージした後、８５℃、８５％ＲＨの条件で４８ｈ吸湿処理した後、２６０℃のはんだ浴につけたがクラックは発生しなかった。
【００５３】
比較例３
合成例２のポリアミドのＤＭＦワニスを実施例１と同様にして複合シートを得た。４２アロイとの接着力は１．５５kN/mであった。実施例１と同様にして得た半導体パッケージは吸湿後のはんだ処理によってクラックが発生した。
【００５４】
比較例４
合成例１のポリイミドのＤＭＦワニスを実施例１と同様にして複合シートを得た。しかしユーピレックスフィルムとの接着力が弱く、ときどき剥離する場合があった。
【００５５】
実施例７
合成例１のポリイミド６０ｗｔ％と合成例３のポリアミド４０ｗｔ％とを混合したＮＭＰワニスを用い、１００℃、１０分、さらに３００℃、１０分で熱処理する以外は実施例１と同様にして複合シートを得た。この複合シートの４２アロイとの接着力は１．６ｋＮ／ｍであった。
なお、ブレンドフィルムのＴｇは２６０℃、吸水率は１．１％であった。
この複合シートを用いて実施例１と同様にして得た半導体パッケージは吸湿後のはんだ処理によってもクラックが発生しなかった。
【００５６】
実施例８
ＩＰＤＤＭ１．８３ｇ（５ミリモル）、ＢＡＰＰ２．０５ｇ（５ミリモル）、無水トリメリット酸クロリド０．６４ｇ（３ミリモル）、トリエチルアミン０．３０ｇ（３ミリモル）、ＮＭＰ３０ｇを用いる以外は合成例２と同様にしてポリアミド酸ワニスを得た。このワニスに５℃以下でビス（３，４−ジカルボキシフェニル）スルホン二無水物（ＤＳＤＡ）２．５１ｇ（７ミリモル）を少しずつ添加した後、５℃以下で５時間反応した。その後、無水酢酸、ピリジンを添加して合成例１と同様にしてポリアミドイミド粉末を得た。
このポリアミドイミドの還元粘度は０．６５dl/g，Ｔｇは２５７℃、熱分解温度は３８５℃であった。また吸水率は１．０％であった。
アルカリ処理後、シランカップリング処理したカプトンフィルムに上記のポリアミドイミドをＤＭＡｃに溶解したワニスを塗布し、１００℃１０分、２７５℃１０分熱処理して複合シートを得た。４２アロイとの接着力は１．４kN/mであり、実施例１と同様にして得た半導体パッケージは吸湿後のはんだ処理によってクラックは発生しなかった。
【００５７】
【発明の効果】
本発明の複合シートは吸湿率が低く、耐熱性が高いので、半導体パッケージの信頼性向上に効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】複合シ−トの使用状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１．複合シ−ト
２．ＬＳＩチップ
３．リ−ドフレ−ム
Claims (2)
- 表面処理した耐熱フィルムの片面または両面に、一般式（１）または一般式（２）で表わされる構成単位を含み、ガラス転移温度が２５０℃以上となるポリアミド酸またはポリイミドのワニスを塗布した後、加熱して接着剤層を形成させた複合接着シ−ト。
- 表面処理した耐熱フィルムの片面または両面に、一般式（３）で表わされる構成単位を含む耐熱性樹脂のワニスを塗布した後、加熱して接着剤層を形成させるものであって、接着剤層の樹脂は一般式（４）、一般式（５）、一般式（６）、一般式（７）、一般式（８）の芳香族基に連結する基の１０〜９０モル％がアミド基であり、かつ、ガラス転移温度が２５０℃以上である複合接着シ−ト。
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