JP4635412B2

JP4635412B2 - 導電性接着フィルムおよびこれを用いた半導体装置

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Publication number: JP4635412B2
Application number: JP2003199901A
Authority: JP
Inventors: 梨恵高山; 大助中川
Original assignee: Sumitomo Bakelite Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Bakelite Co Ltd
Priority date: 2003-07-22
Filing date: 2003-07-22
Publication date: 2011-02-23
Anticipated expiration: 2023-07-22
Also published as: JP2005044524A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、導電性接着フィルム及びこれを用いた半導体装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置の製造における半導体素子を金属リードフレーム等に接着する方法（いわゆるダイボンディング方法）は、従来の金−シリコーン共晶に始まり、半田、樹脂ペーストによる方法と推移してきた。現在では、導電性の樹脂ペーストを使用する方法が主に用いられている。
【０００３】
しかし、導電性の樹脂ペーストを用いる方法では、ボイドの発生による導電性の低下およびペースト厚さの不均一等が生じる場合があった。
また、近年開発されたＢＧＡ（ＢａｌｌＧｒｉｄＡｒｒａｙ）やＣＳＰ（ＣｈｉｐＳｃａｌｅＰａｃｋａｇｅ）といった高密度実装方法を用いた半導体装置では、樹脂ペーストが接着後にはみ出すという問題を生じることもあった。
【０００４】
これらの問題を解決する手法として、ポリイミドを用いたフィルム状の接着剤が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
このフィルム状の接着剤は、多量の銀粒子を含んでいるため可とう性が不十分であり、作業性に劣っていた。また、ポリイミドを用いたフィルム状の接着剤は、高温で接着する必要があるため、高密度化した半導体素子、リードフレーム等に熱損傷を与える場合があった。
【０００５】
【特許文献１】
特開平６−１４５６３９号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、導電性に優れ、かつ低温で接着可能な導電性接着フィルムおよびそれを用いた半導体装置を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このような目的は、（１）〜（８）に記載の本発明により達成される。
（１）ウエハの裏面に、導電性接着フィルム、ダイシングテープをラミネートした導電性接着フィルム付きウエハをダイシングしたのちダイシングテープを剥離する工程を含む半導体装置の製造方法により製造され、前記導電性接着フィルムを介して、半導体素子と、
支持部材とが接合されている半導体装置であって、前記導電性接着フィルムが、アクリル系樹脂と、導電性粒子とを含む樹脂組成物で構成され、硬化反応後における破断点伸度が２％以上であることを特徴とする半導体装置。
（２）前記樹脂組成物は、さらに硬化性樹脂を含むものである第（１）に記載の半導体装置。
（３）前記アクリル系樹脂のガラス転移温度は、−１０〜５０℃である第（１）または（２）に記載の半導体装置。
（４）前記アクリル系樹脂は、アクリル酸共重合体である第（１）ないし（３）のいずれか１項に記載の半導体装置。
（５）前記アクリル系樹脂は、ニトリル基を持つ化合物を含むものである第（１）ないし（４）のいずれか１項に記載の半導体装置。
（６）前記アクリル系樹脂は、エポキシ基を持つ化合物を含むものである第（１）ないし（５）のいずれか１項に記載の半導体装置。
（７）前記導電性粒子は、銀粉である第（１）ないし（６）のいずれか１項に記載の半導体装置。
（８）体積抵抗値が１０ ^−３ Ω・ｃｍ以下である第（１）ないし（７）のいずれか１項に記載の半導体装置。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の導電性接着フィルムおよび半導体装置について説明する。
本発明の導電性接着フィルムは、アクリル系樹脂と、導電性粒子とを含む樹脂組成物で構成されることを特徴とするものである。
また、本発明の半導体装置は、上記に記載の導電性接着フィルムを介して、半導体素子と、支持部材とが接合されていることを特徴とするものである。
【０００９】
まず、導電性接着フィルムについて説明する。
本発明の導電性接着フィルムは、アクリル系樹脂と、導電性粒子を含む樹脂組成物で構成されるものである。これにより、可とう性および低温での接着性に優れることができる。
前記アクリル系樹脂は、アクリル酸およびその誘導体を意味し、具体的にはアクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル等のアクリル酸エステル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル等のメタクリル酸エステル、アクリロニトリル、アクリルアミド等の重合体および他の単量体との共重合体等が挙げられる。これらの中でもアクリル酸共重合体が好ましい。これにより、低温での接着性を特に向上することができる。
【００１０】
また、エポキシ基、水酸基、カルボキシル基、二トリル基等を持つ化合物を有するアクリル系樹脂（アクリル酸共重合体）が好ましい。これにより、半導体素子等の被着体への密着性を向上することができる。前記官能基を持つ化合物として、具体的にはグリシジルエーテル基を持つグリシジルメタクリレート、水酸基を持つヒドロキシメタクリレート、カルボキシル基を持つカルボキシメタクリレート、二トリル基を持つアクリロニトリル等が挙げられる。
これらの中でも特にニトリル基を持つ化合物を含むアクリル酸共重合体が好ましい。これにより、被着体への密着性を特に向上することができる。
【００１１】
前記官能基を持つ化合物の含有量は、特に限定されないが、前記アクリル系樹脂全体の０．５〜４０重量％が好ましく、特に５〜３０重量％が好ましい。含有量が前記下限値未満であると密着性を向上する効果が低下する場合があり、前記上限値を超えると導電性を向上する効果が低下する場合がある。
【００１２】
前記アクリル系樹脂のガラス転移温度は、特に限定されないが、−１０〜５０℃が好ましく、特に０〜４０℃が好ましい。ガラス転移温度が前記下限値未満であると粘着力が強くなり作業性を向上する効果が低下する場合があり、前記上限値を超えると導電性接着フィルムがもろくなりすぎる場合がある。
【００１３】
前記アクリル系樹脂の含有量は、特に限定されないが、前記樹脂組成物全体の５〜３０重量％が好ましく、特に１０〜２０重量％が好ましい。含有量が前記下限値未満であると導電性接着フィルムの可とう性を向上する効果が低下する場合があり、前記上限値を超えると導電性接着フィルムの作業性を低下する場合がある。
【００１４】
前記アクリル系樹脂の重量平均分子量は、特に限定されないが、１０万以上が好ましく、特に１５〜１００万が好ましい。重量平均分子量が前記下限値未満であると導電性接着フィルムの強度が低下する場合があり、前記上限値を超えると硬化性樹脂との相溶性を向上する効果が低下する場合がある。
【００１５】
前記導電性粒子としては、例えば金、銀、銅、鉄、ニッケル、ＳＵＳ、カーボンブラック等が挙げられる。これらの中でも銀（特に銀粉）および銅が好ましい。これにより、導電性に優れる。
また、前記導電性粒子の形状は、特に限定されないが、例えば破砕形、球状、鱗片状等が挙げられる。これらの中でも鱗片状が好ましい。これにより、作業性を向上することができる。
【００１６】
前記導電性粒子の平均粒子径は、特に限定されないが、０．５〜２０μｍが好ましく、特に１〜１０μｍが好ましい。平均粒子径が前記範囲内であると、特に導電性接着フィルムの外観に優れる。
【００１７】
前記導電性粒子の含有量は、特に限定されないが、前記樹脂組成物全体の６０〜９０重量％が好ましく、特に７０〜８０重量％が好ましい。含有量が前記範囲内であると、半導体用接着フィルムの導電性に特に優れる。
【００１８】
また、前記導電性粒子として銀（銀粉）を用いる場合、前記銀粉は、特に限定されないが、フレーク状の銀粉を含むことが好ましく、特にフレーク状の銀粉と球状銀粉とを併用することが好ましく、最もフレーク状の銀粉と球状銀粉とアドマイズド銀粉とを併用することが好ましい。これにより、優れた導電性を維持した状態で、作業性を向上することができる。
前記アドマイズド銀粉とは、アドマイズド法により得られるものであり、銀を溶融させた後、噴霧冷却して得られるものである。前記アドマイズド銀粉は、粒子間に空隙を有さず、熱伝導性の低下が無く熱放散性を付与する特徴を有する。
【００１９】
前記フレーク状の銀粉の平均粒子径は、特に限定されないが、１〜１５μｍが好ましく、特に３〜１０μｍが好ましい。フレーク状の銀粉の平均粒子径が前記範囲内であると、特に導電性接着フィルムの粘度を低下させ、銀粉を高充填にすることができる。
さらに、前記フレーク状の銀粉は、前記平均粒子径の範囲に加え、最大粒子径が３０μｍ以下であることが好ましく、特に１０〜２５μｍであることが好ましい。これにより、前記粘度を低下させる効果に加え、導電性接着フィルムの外観も向上することができる。
【００２０】
前記球状銀粉の平均粒子径は、特に限定されないが、０．３〜３．０μｍが好ましく、特に０．５〜２．５μｍが好ましい。球状銀粉の平均粒子径が前記範囲内であると、特に導電性接着フィルムの接着性を向上することができる。
さらに、前記球状銀粉は、前記平均粒子径の範囲に加え、最大粒子径が３０μｍ以下であることが好ましく、特に１０〜２５μｍであることが好ましい。これにより、前記接着性を向上する効果に加え、導電性接着フィルムの外観も向上することができる。
【００２１】
前記アドマイズド銀粉の平均粒子径は、３〜１０μｍが好ましく、特に５〜８μｍが好ましい。平均粒子径が前記範囲内であると、特に導電性接着フィルムの接着性を向上することができる。さらに、前記アドマイズド銀粉は、前記平均粒子径の範囲内に加え、タップ密度が４．５ｇ／ｃｍ³以上であることが好ましく、特に５．０〜６.０ｇ／ｃｍ³が好ましい。これにより、銀粉の充填性を向上することができる。前記タップ密度は、例えばＪＩＳＫ５１０１−１９９１の２０．２タップ法に準じた方法により測定できる。
【００２２】
前記フレーク状の銀粉の含有量は、特に限定されないが、前記樹脂組成物の２０〜８０重量％が好ましく、特に３０〜７０重量％が好ましい。含有量が前記範囲内であると、導電性と接着性と作業性のバランスに特に優れる。
また、前記球状銀粉の含有量は、特に限定されないが、前記樹脂組成物の５〜２０重量％が好ましく、特に８〜１８重量％が好ましい。含有量が前記範囲内であると、チキソ性をより向上することができる。
また、前記アドマイズド銀粉の含有量は、特に限定されないが、前記樹脂組成物の１５〜５０重量％が好ましく、特に２０〜４５重量％が好ましい。含有量が前記範囲内であると、導電性をより向上することができる。
【００２３】
前記樹脂組成物は、さらに硬化性樹脂を含むことが好ましい。これにより、熱圧着時には濡れ性を向上することができる。なお、硬化性樹脂としては、後述するような硬化剤としての機能を有するようなものを含んでいても良い。さらに熱圧着後の加熱により、硬化反応が進行し、三次元網目状化して、半導体素子と金属リードフレーム等の支持部材との接着性を向上することができる。
前記硬化性樹脂としては、例えばフェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ビスフェノールＡノボラック樹脂等のノボラック型フェノール樹脂、レゾールフェノール樹脂等のフェノール樹脂、レゾルシノール樹脂、ビスフェノールＡエポキシ樹脂、ビスフェノールＦエポキシ樹脂等のビスフェノール型エポキシ樹脂、ノボラックエポキシ樹脂、クレゾールノボラックエポキシ樹脂等のノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、アルキル変性トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、トリアジン核含有エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノール型エポキシ樹脂等のエポキシ樹脂、ユリア（尿素）樹脂、メラミン樹脂等のトリアジン環を有する樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビスマレイミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、シリコーン樹脂、ベンゾオキサジン環を有する樹脂、ビスフェノールＡジシアネート樹脂、ビスフェノールＦジシアネート樹脂、ビス（４−シアネートフェニル）エーテル樹脂、ビスフェノールＥジシアネート樹脂等のビスフェノール型シアネート樹脂、ノボラック型シアネート樹脂等のシアネートエステル樹脂等の熱硬化性樹脂が挙げられ、これらは単独でも混合して用いても良い。これらの中でもエポキシ樹脂が特に好ましい。これにより、耐熱性および密着性をより向上することができる。
【００２４】
前記熱硬化性樹脂の含有量は、特に限定されないが、前記樹脂組成物全体の１〜１０重量％が好ましく、特に３〜８重量％が好ましい。含有量が前記下限値未満であると耐熱性を向上する効果が低下する場合があり、前記上限値を超えると保存性が低下する場合がある。
ここで保存性とは、半導体用接着フィルムのワニスを常温で保存できる特性を意味する。
【００２５】
前記硬化性樹脂としてエポキシ樹脂を用いる場合、その含有量は、特に限定されないが、前記樹脂組成物全体の１〜８重量％が好ましく、特に３〜７重量％が好ましい。含有量が前記下限値未満であると耐熱性を向上する効果が低下する場合があり、前記上限値を超えると保存性が低下する場合がある。
【００２６】
前記硬化性樹脂としてエポキシ樹脂を用いる場合、その重量平均分子量は、特に限定されないが、３００〜２，０００が好ましく、特に５００〜８００が好ましい。前記重量平均分子量が前記上限値を超えるとアクリル系樹脂との相溶性が低下する場合があり、前記下限値未満であると熱圧着や熱硬化する際に揮発成分が発生する場合がある。
また、前記エポキシ樹脂のエポキシ当量は、特に限定されないが、１００〜２，０００ｇ／ｅｑが好ましく、特に１２０〜１，８００ｇ／ｅｑが好ましい。エポキシ当量が前記下限値未満であると架橋密度が低下して耐熱性が低下する場合があり、前記上限値を超えると導電性接着フィルムが脆くなる場合がある。
【００２７】
さらに、前記エポキシ樹脂は、室温で固形のエポキシ樹脂と、室温で液状のエポキシ樹脂を併用することが好ましい。これにより、導電性接着フィルムで半導体素子等を接着する際のフロー性（導電性接着フィルムの濡れ拡がり性）を向上することができる。
前記室温で固形のエポキシ樹脂と、液状のエポキシ樹脂との併用割合は、特に限定されないが、固形のエポキシ樹脂／液状のエポキシ樹脂が重量比で９／１〜５／５が好ましく、特に８／２〜６／４が好ましい。併用割合が前記範囲内であると、特に導電性接着フィルムのフロー性を特に向上することができる。
【００２８】
前記熱硬化性樹脂には、上記で挙げた成分のほかにも、さらにエポキシオリゴマーなども用いることができる。前記エポキシオリゴマーとしては、例えば分子内に少なくとも１つのエポキシ基を有するものが挙げられ、分子量１，０００〜５０，０００が好ましく、特に３，０００〜１０，０００が好ましい。
【００２９】
さらに、前記エポキシ樹脂を硬化性樹脂として用いる場合、特に限定されないが、さらにシアネートエステル樹脂を併用することがさらに好ましい。これにより、被着体への密着性と耐熱性とをより向上することができる。
前記シアネートエステル樹脂の含有量は、特に限定されないが、前記樹脂組成物全体の０．１〜８重量％が好ましく、特に０．５〜５重量％が好ましい。含有量が前記下限値未満であると密着性を向上する効果が低下する場合があり、前記上限値を超えるとアウトガスの原因や耐熱性を向上する効果が低下する場合がある。
【００３０】
また、前記硬化性樹脂としてエポキシ樹脂を用いる場合は、特に限定されないが、エポキシ樹脂の反応を促進させるために硬化促進剤を添加することが好ましい。
前記硬化促進剤としては、例えばジシアンジアミド誘導体、イミダゾール類、トリフェニルホスフィンなどが用いられる。これらは２種類以上を併用してもよい。これらの中でもイミダゾール類を使用することが好ましい。イミダゾール類として、具体的には１−ベンジル−２−メチルイミダゾール、２−フェニル−４−メチルイミダゾール、２−フェニル−４−メチル−５−ヒドロキシメチルイミダゾール、１−ベンジル−２−フェニルイミダゾール、１−シアノエチル−２−メチル−イミダゾール、１−シアノエチル−２−エチル−４−メチルイミダゾール、１−シアノエチル−２−ウンデシルイミダゾール、１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾールなどが挙げられる。
【００３１】
前記硬化促進剤の配合量は、特に限定されないが、前記樹脂組成物全体の０．０１〜５重量％が好ましく、特に０．０３〜２重量％が好ましい。配合量が前記範囲内であると、特にエポキシ樹脂の反応性に優れる。
【００３２】
前記硬化性樹脂がエポキシ樹脂の場合、前記樹脂組成物は硬化剤（特に、イミダゾール系硬化剤）を含んでも良い。
前記硬化剤としては、例えばジエチレントリアミン（ＤＥＴＡ）、トリエチレンテトラミン（ＴＥＴＡ）、メタキシレリレンジアミン（ＭＸＤＡ）などの脂肪族ポリアミン、ジアミノジフェニルメタン（ＤＤＭ）、ｍ−フェニレンジアミン（ＭＰＤＡ）、ジアミノジフェニルスルホン（ＤＤＳ）などの芳香族ポリアミンのほか、ジシアンジアミド（ＤＩＣＹ）、有機酸ジヒドララジドなどを含むポリアミン化合物等のアミン系硬化剤、ヘキサヒドロ無水フタル酸（ＨＨＰＡ）、メチルテトラヒドロ無水フタル酸（ＭＴＨＰＡ）などの脂環族酸無水物（液状酸無水物）、無水トリメリット酸（ＴＭＡ）、無水ピロメリット酸（ＰＭＤＡ）、ベンゾフェノンテトラカルボン酸（ＢＴＤＡ）等の芳香族酸無水物等の酸無水物系硬化剤、フェノール樹脂等のフェノール系硬化剤が挙げられる。これらの中でもフェノール系硬化剤が好ましく、具体的にはビス（４−ヒドロキシ−３，５−ジメチルフェニル）メタン（通称テトラメチルビスフェノールＦ）、４，４’−スルホニルジフェノール、４，４’−イソプロピリデンジフェノール（通称ビスフェノールＡ）、ビス（４−ヒドロキシフェニル）メタン、ビス（２−ヒドロキシフェニル）メタン、（２−ヒドロキシフェニル）（４−ヒドロキシフェニル）メタンおよびこれらの内ビス（４−ヒドロキシフェニル）メタン、ビス（２−ヒドロキシフェニル）メタン、（２−ヒドロキシフェニル）（４−ヒドロキシフェニル）メタンの３種の混合物（例えば、本州化学工業（株）製、ビスフェノールＦ−Ｄ）等のビスフェノール類、１，２−ベンゼンジオール、１，３−ベンゼンジオール、１，４−ベンゼンジオール等のジヒドロキシベンゼン類、１，２，４−ベンゼントリオール等のトリヒドロキシベンゼン類、１，６−ジヒドロキシナフタレン等のジヒドロキシナフタレン類の各種異性体、２，２’−ビフェノール、４，４’−ビフェノール等のビフェノール類の各種異性体等の化合物が挙げられる。
【００３３】
前記エポキシ樹脂の硬化剤の含有量は、特に限定されないが、前記樹脂組成物全体の０．５〜３０重量％が好ましく、特に３〜１０重量％が好ましい。含有量が前記下限値未満であると耐熱性を向上する効果が低下する場合があり、前記上限値を超えると保存性が低下する場合がある。
【００３４】
前記硬化剤としては、さらにエポキシ樹脂とアミン化合物の反応物を用いることもできる。これはマイクロカプセル型硬化剤と呼ばれるもので、加熱により付加したアミン化合物がエポキシ樹脂より遊離し、エポキシ樹脂に作用するものである。例えば、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂と２−メチルイミダゾールにイソシアネートを付加させたものがある。
【００３５】
前記樹脂組成物には、必要に応じてカップリング剤等の添加剤を用いることができる。
前記カップリング剤としては、例えばシラン系カップリング剤、チタネート系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤等が挙げられる。これらの中でも、シリコンチップとの界面での密着性が良いシラン系カップリング剤が好ましい。具体的にはγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、β−（３、４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、γ−メタクロキシプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。
【００３６】
前記カップリング剤の配合量は、特に限定されないが、樹脂分（アクリル系樹脂＋硬化性樹脂）１００重量部に対し０．５〜１０重量部が好ましく、特に０．８〜８重量部が好ましい。配合量が前記範囲内であると、特に密着性に優れる。
【００３７】
本発明の導電性接着フィルムは、例えば以下のような方法で得ることができる。
前記樹脂組成物を、例えばＮ−メチル−２−ピロリドン、アニソール、メチルエチルケトン、トルエン、酢酸エチル等の有機溶剤中で混合してワニス状とし、これをポリイミド等の耐熱性のフィルム支持基材にフローコーター、ロールコーター、コンマコーター等で塗布してフィルムを形成して本発明の導電性接着フィルムを得ることができる。
【００３８】
前記導電性接着フィルムの体積抵抗値は、特に限定されないが、１０^-3Ω・ｃｍ以下であることが好ましく、特に１０^-4〜１０^-5Ω・ｃｍであることが好ましい。体積抵抗値が前記範囲内であると、導電性接着フィルムの熱放散性が向上するため、小型化および高密度実装に対応した最新の半導体装置に適した接着フィルムを得ることができる。
【００３９】
前記導電性接着フィルムの硬化反応後における破断点伸度は、特に限定されないが、１％以上であることが好ましく、特に２〜２００％であることが好ましい。破断点伸度が前記範囲内であると、特にダイシング性を向上することができる。
前記硬化反応後とは、例えば前記導電性接着フィルムを１８０℃、１時間処理した後などである。
【００４０】
次に、本発明の半導体装置について好適な実施の形態に基づいて説明する。
図１は、本発明の半導体装置の一例を模式的に示す断面図である。
半導体装置１は、半導体素子２と、半導体用接着フィルム３と、支持部材４とを有する。
半導体素子２は、上述したような半導体用接着フィルム２を介して支持部材４に接合されている。
【００４１】
支持部材４としては、例えば金属性のリードフレーム、ガラス繊維にエポキシ樹脂を含浸した基板、ポリイミド樹脂基板、ビスマレイミド−トリアジン樹脂基板の樹脂製基板等が挙げられる。
【００４２】
以下、本発明を実施例および比較例に基づいて詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【実施例】
まず、導電性接着フィルムの実施例および比較例に基づいて説明する。
（実施例１）
▲１▼樹脂ワニスの調製
アクリル系樹脂としてアクリル酸共重合体Ａ（ナガセケムテックス（株）社製、ＳＧ−Ｐ３−ＤＲ、ガラス転移温度１５℃、重量平均分子量８５０，０００、アクリロ二トリル含有量３０重量％、グリシジルメタクリレート含有量３．０重量％）１１．９重量％と、硬化性樹脂としてエポキシ樹脂Ａ（日本化薬（株）社製、ＥＯＣＮ−１０２０−８０、当量２００ｇ／ｅｑ）６.０重量％と、シアネート樹脂（旭チバ（株）社製、ＡｒｏＣｙＬ−１０）１．４重量％と、導電性粒子としてフレーク状銀粉（ＤＭＣ２ジャパン（株）社製、ＳＦ−８６Ｓ、平均粒子径３．０μｍ、最大粒子径３０μｍ以下）３０重量％と、球状銀粉Ａ（ＤＭＣ２ジャパン（株）社製、ＳＦ−４８、平均粒子径５．０μｍ、最大粒子径３０μｍ以下）１０重量％と、アドマイズド銀粉（福田金属（株）社製、ＡｇＸＦ３０１Ｈ、平均粒子径５．０μｍ、最大粒子径３０μｍ以下）４０重量％と、硬化促進剤としてイミダゾール化合物（四国化成工業（株）社製、１Ｂ２ＰＺ）０．１重量％と、カップリング剤としてシラン系カップリング剤（信越化学（株）社製、ＫＢＭ４０３E）０．６重量％とをメチルエチルケトンに溶解して、固形分６１．１重量％の樹脂ワニスを得た。
【００４３】
▲２▼導電性接着フィルムの製造
上述の樹脂ワニスをコンマコーターで支持基材ＰＥＴフィルム（ＲＬ−０７（３８）、厚さ３８μｍ）に塗布し、８０℃、８分乾燥して導電性接着フィルムを得た。
【００４４】
▲３▼半導体装置の製造
半導体素子（厚さ３００μｍ）のウエハの裏面に、温度１３０℃、線圧１．０ＭＰａ、速度５ｍｍ／秒の条件でラミネートした。さらにダイシングテープ（住友ベークライト株式会社製、ＦＳＮ−４０００６）を室温でラミネートした後、導電性接着フィルム付きウエハを８．０×１０．０ｍｍに切断し、ダイシングテープを剥離して導電性接着フィルム付き半導体チップとした。これを４２アロイのリードフレームへの加圧時間を１秒間、温度を２００℃、圧着圧力を１．０ＭＰａとして熱圧着した。その後、住友ベークライト（株）製エポキシ封止材（ＥＭＥ−６３００Ｓ）により封止し、半導体装置（ＱＦＰ、大きさ１４ｍｍ×２０ｍｍ×２ｍｍ）を得た。
【００４５】
（実施例２）
アクリル系樹脂として以下のものを用いた以外は、実施例１と同様にした。
アクリル系樹脂としてアクリル酸共重合体Ｂ（ナガセケムテックス（株）社製、ＳＧ−８０ＨＤＲ、ガラス転移温度１０℃、重量平均分子量３５０，０００、アクリロ二トリル含有量２０重量％、グリシジルメタクリレート含有量１．０重量％）を用いた。
【００４６】
（実施例３）
アクリル系樹脂として以下のものを用いた以外は、実施例１と同様にした。
アクリル系樹脂としてアクリル酸共重合体Ｃ（ナガセケムテックス（株）社製、ＳＧ−６００ＬＢＤＲ、ガラス転移温度−３１．４℃、重量平均分子量１２０００００、アクリロ二トリル含有量６．０重量％、グリシジルメタクリレート含有量０重量％）を用いた。
【００４７】
（実施例４）
アクリル系樹脂として以下のものを用いた以外は、実施例１と同様にした。
アクリル系樹脂としてアクリル酸共重合体Ｄ（ナガセケムテックス（株）社製、ＳＧ−６００、ガラス転移温度８５℃、アクリロ二トリル含有量０重量％、グリシジルメタクリレート含有量０重量％）を用いた。
【００４８】
（実施例５）
硬化性樹脂として以下のものを用いた以外は、実施例１と同様にした。
硬化性樹脂としてエポキシ樹脂Ｂ（ジャパンエポキシレジン(株)社製、ＥＰ１１００Ｌ、当量４，０００ｇ／ｅｑ）を用いた。
【００４９】
（実施例６）
導電性粒子として以下のものを用いた以外は、実施例１と同様にした。
球状銀粉の代りに球状銅粉（日本アトマイズ加工(株)製、ＳＦ−Ｃｕ、平均粒子径１０μｍ、最大粒子径３０μｍ以下）を用いた。
【００５０】
（実施例７）
導電性粒子としてアドマイズド銀粉を使用せずに以下のものを用いた以外は、実施例１と同様にした。
アドマイズド銀粉の代りに、球状銀粉Ｂ（福田金属（株）社製、ＡｇＣ−１５６Ｉ、平均粒子径２〜３μｍ、最大粒子径３０μｍ以下）の含有量を４０重量％とした。
【００５１】
（実施例８）
導電性粒子としてフレーク状銀粉を使用せずに以下のものを用いた以外は、実施例１と同様にした。
フレーク状銀粉の代りに、球状銀粉Ｃ（（株）徳力化学化学研究所社製、ＡｇＦ−５Ｓ、平均粒子径４〜６μｍ、最大粒子径３０μｍ以下）の含有量を１０重量％とした。
【００５２】
（実施例９）
樹脂ワニスの配合を以下のようにした以外は、実施例１と同様にした。アクリル系樹脂としてアクリル酸共重合体Ａ（ナガセケムテックス（株）社製、ＳＧ−Ｐ３−ＤＲ、ガラス転移温度１５℃、重量平均分子量８５００００、アクリロ二トリル含有量３０％、グリシジルメタクリレート含有量３％）３０重量％と、硬化性樹脂としてエポキシ樹脂（日本化薬（株）社製、ＥＯＣＮ−１０２０−８０、当量２００ｇ／ｅｑ）１５重量％と、導電性粒子としてフレーク状銀粉（ＤＭＣ２ジャパン（株）社製、ＳＦ−８６Ｓ、平均粒子径３．０μｍ、最大粒子径３０μｍ以下）３０重量％と、球状銀粉Ａ（ＤＭＣ２ジャパン（株）社製、ＳＦ−４８、平均粒子径５．０μｍ、最大粒子径３０μｍ以下）５重量％と、アドマイズド銀粉（福田金属（株）社製、ＡｇＸＦ３０１Ｈ、平均粒子径５．０μｍ、最大粒子径３０μｍ以下）２５重量％と、硬化促進剤としてイミダゾール化合物（四国化成工業（株）社製、１Ｂ２ＰＺ）０．１５重量％とをメチルエチルケトンに溶解して、固形分３８．６重量％の樹脂ワニスを得た。
【００５３】
（比較例１）
アクリル系樹脂の代りに、以下の樹脂を用いた以外は実施例１と同様にした。
アクリル系樹脂の代りにシリコーン変性ポリイミド樹脂（ジアミン成分として２，２−ビス[４−（４−アミノフェノキシ）フェニル]プロパン（０．１５モル）およびα，ω−ビス（３−アミノプロピル）ポリジメチルシロキサン（平均分子量８３７）（０．１５モル）と、酸成分として４，４’−オキシジフタル酸二無水物（０．１５モル）および３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物（０．１５モル）とを合成して得られるアニソールに可溶なポリイミド樹脂、Ｔｇ：１００℃、重量平均分子量５０，０００）を用いた。
【００５４】
（比較例２）
アクリル系樹脂の代りに、以下の樹脂を用いた以外は実施例１と同様にした。
アクリル系樹脂の代りにフェノキシ樹脂（東都化成社製、ＦＸ−２８０Ｓ、ガラス転移温度１６０℃、重量平均分子量２０，０００）を用いた。
【００５５】
各実施例および比較例で得られた導電性接着フィルムについて、下記の評価を行った。評価内容を評価項目と共に示す。得られた結果を表１に示す。
▲１▼初期密着性
各実施例および比較例で得られた導電性接着フィルムを２．５ｍｍφの金型で打ち抜き、圧着温度１８０℃、圧力２０ＭＰａ、加圧時間０．５秒で仮圧着し、次いで、圧着温度１８０℃、圧力１０ＭＰａ、加圧時間１．０秒で、フィルムを４２−合金のリードフレームに貼り付けた。
次に、４ｍｍ×４ｍｍの半導体素子を、上記２．５ｍｍφのフィルムに、圧着温度１６０℃、圧力１０ＭＰａ、圧着時間１．０秒でチップマウントし、室温でダイシェア強度を測定し初期密着性を測定した。各符号は、以下の通りである。
◎：ダイシェア強度が２．０ＭＰａを超える。
○：ダイシェア強度が、１．５〜２．０ＭＰａ以下である。
△：ダイシェア強度が、１．０〜１．５ＭＰａ未満である。
×：ダイシェア強度が、１．０ＭＰａ未満である。
【００５６】
▲２▼体積抵抗値
体積抵抗値は、各実施例および比較例で得られた導電性接着フィルムを、１８０℃で１時間処理し熱硬化させ、幅１０ｍｍ、長さ６０ｍｍに切断し、スライドガラス上での体積抵抗をミリオーム計で測定した。各符号は、以下の通りである。
◎：体積抵抗値が１．０×１０^-3Ω・ｃｍ以下
○：体積抵抗値が１．０×１０^-3を超え、１．０×１０^-4Ω・ｃｍ未満
△：体積抵抗値が１．０×１０^-4以上、１．０×１０^-5Ω・ｃｍ未満
×：体積抵抗値が１．０×１０^-5Ω・ｃｍ以上
【００５７】
▲３▼密着性
密着性は、２４０℃での熱時接着強度で評価した。
各実施例および比較例で得られた導電性接着フィルムを、さらに、１８０℃で１時間硬化させた。そして硬化後、プッシュプルゲージを用い２４０℃での熱時ダイシェア強度を測定した。各符号は、以下の通りである。
◎：熱時ダイシェア強度が、０．４ＭＰａを超える
○：熱時ダイシェア強度が、０．２〜０．４ＭＰａ以下である
△：熱時ダイシェア強度が、０．１〜０．２ＭＰａ未満である。
×：熱時ダイシェア強度が、０．１未満である。
【００５８】
▲４▼作業性
作業性は、各実施例および比較例で得られた導電性接着フィルムを１００ｍｍ×１００ｍｍに切断し、半分に折り曲げた後９８ｈＰａの圧力でプレスした際の導電性接着フィルムの形状で評価した。各符号は、以下の通りである。
◎：破断等が全く無し。
○：破断等が部分的に有るが、実用上使用可能である。
△：破断等が部分的に有り、実用上使用不可能である。
×：破断等が有り。
【００５９】
▲６▼破断伸度
破断点伸度は、各実施例および比較例で得られた導電性接着フィルムを１８０℃で１時間処理し熱硬化させ、幅１０ｍｍ、長さ１２０ｍｍに切断した後、万能型引っ張り試験機（オリエンテック社製、テンシロンＲＴＣ−１２５０Ａ）で破断点伸度を測定した。各符号は、以下の通りである。
◎：破断点伸度が、２．０％を超える。
○：破断点伸度が、１．０〜２．０％以下である。
△：破断点伸度が、０．５〜１．０％未満である。
×：破断点伸度が、０．５％未満である。
【００６０】
▲７▼保存性
各導電性接着フィルムを室温で７２０時間放置した。その後、示査走査熱量測定装置（セイコーインスツルメント社製、ＤＳＣ６０００）を用いてピークトップ温度で評価し、保存性データとした。
◎：ピークトップの温度が、変化しない。
○：ピークトップの温度変化が、５℃未満である。
△：ピークトップの温度変化が、５℃以上、８℃未満である。
×：ピークトップの温度変化が、８℃以上である。
【００６１】
▲８▼耐熱性
耐熱性は、各実施例および比較例で得られた導電性接着フィルムを示査熱熱重量同時測定装置（セイコーインスツルメント社製、ＴＧ／ＤＴＡ６２００）を用いて熱分解温度で評価した。各符号は、以下の通りである。
◎：５重量％の熱分解温度が、３５０℃を超える。
○：５重量％の熱分解温度が、３２０〜３５０℃以下である。
△：５重量％の熱分解温度が、３００〜３２０℃未満である。
×：５重量％の熱分解温度が、３００℃未満である。
▲９▼耐リフロー性
上記実施例及び比較例により得た半導体装置と同じパッケージを５個作製した。各パッケージを温度及び湿度がそれぞれ８５℃／８５％ＲＨの恒温恒湿槽中で、１２時間吸湿させた後、Ｍａｘ．２３０℃、１０秒のＩＲリフローにかけ、半田リフローを行い、その剥離状態を超音波探傷機により観察した。「良好な試料数／評価個数」で示した。
【００６２】
【表１】

【００６３】
表１から明らかなように、実施例１〜９は体積抵抗値が低く、初期密着性に優れていた。したがって、導電性および低温での接着可能であることが示された。
また、実施例１〜４、６、７および９は、密着性に優れており、接続信頼性にも優れていた。
また、実施例１〜３および５〜９は、作業性にも優れていた。
また、実施例１〜４および６〜９は、耐熱性にも優れていた。
【００６４】
【発明の効果】
本発明によれば、導電性に優れ、かつ低温で接着可能な導電性接着フィルムおよびそれを用いた半導体装置を得ることができる。
また、特定のアクリル酸共重合体を用いる場合、特に高温での密着性に優れ、接続信頼性を向上することができる。
また、特定のアクリル酸共重合体を用いる場合、特に破断伸度等のフィルム特性に優れる導電性接着フィルムを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の半導体装置の一例を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
１半導体装置
２半導体素子
３半導体用接着フィルム
４支持部材

Claims

ウエハの裏面に、導電性接着フィルム、ダイシングテープをラミネートした導電性接着フィルム付きウエハをダイシングしたのちダイシングテープを剥離する工程を含む半導体装置の製造方法により製造され、前記導電性接着フィルムを介して、半導体素子と、支持部材とが接合されている半導体装置であって、
前記導電性接着フィルムが、
アクリル系樹脂と、導電性粒子とを含む樹脂組成物で構成され、
硬化反応後における破断点伸度が２％以上である
ことを特徴とする半導体装置。
前記樹脂組成物は、さらに硬化性樹脂を含むものである請求項１に記載の半導体装置。
前記アクリル系樹脂のガラス転移温度は、−１０〜５０℃である請求項１または２に記載の半導体装置。
前記アクリル系樹脂は、アクリル酸共重合体である請求項１ないし３のいずれか１項に記載の半導体装置。
前記アクリル系樹脂は、ニトリル基を持つ化合物を含むものである請求項１ないし４のいずれか１項に記載の半導体装置。
前記アクリル系樹脂は、エポキシ基を持つ化合物を含むものである請求項１ないし５のいずれか１項に記載の半導体装置。
前記導電性粒子は、銀粉である請求項１ないし６のいずれか１項に記載の半導体装置。
体積抵抗値が１０ ^−３ Ω・ｃｍ以下である請求項１ないし７のいずれか１項に記載の半導体装置。