JP4788460B2 - 接着フィルムおよび半導体装置 - Google Patents
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Description
本発明は、接着フィルムおよび半導体装置に関する。
電子機器の小型化・薄型化に伴い、これらに用いられる半導体素子は基板に高密度で実装された半導体パッケージが用いられるようになっている。通常、このような半導体パッケージは、半導体素子と基板との接着フィルムを用いた接合工程、半導体素子と基板とのワイヤーボンディング工程、半導体素子を封止樹脂で封止する封止工程を経て得られる（例えば、特許文献１参照）。
ここで、用いられる接着フィルムには、半導体素子と基板とを接合する機能と、基板の凹凸を埋め込む機能等とが要求される。従来の接着フィルムでは、封止樹脂を封止する工程における加熱により、接着フィルムが軟化し基板の凹凸を埋め込むものであった。
しかし、従来の接着フィルムを用いた場合、封止工程において封止樹脂に含まれる充填材が半導体素子を損傷したり、半導体素子が多段に形成されている場合には半導体素子間に充填材が挟まったりする場合があった。
本発明の目的は、半導体パッケージ等を製造する際において、半導体部品の損傷等を防止することができる接着フィルムを提供することにある。
また、本発明の目的は、上記に記載の接着フィルムを用いた半導体装置を提供することにある。
また、本発明の目的は、上記に記載の接着フィルムを用いた半導体装置を提供することにある。
このような目的は、下記（１）〜（９）に記載の本発明により達成される。
（１）半導体部品と基板または半導体部品と半導体部品とを接合する際に用いられ、熱硬化性樹脂を含む樹脂組成物で構成される接着フィルムであって、該接着フィルムを硬化した後の１７５℃での弾性率が３０ＭＰａ以上となることを特徴とする接着フィルム。
（２）前記熱硬化性樹脂の含有量は、前記樹脂組成物全体の３０〜６０重量％である上記（１）に記載の接着フィルム。
（３）前記熱硬化性樹脂は、エポキシ樹脂を含むものである上記（１）または（２）に記載の接着フィルム。
（４）前記樹脂組成物は、さらに硬化剤を含むものである上記（１）ないし（３）のいずれかに記載の接着フィルム。
（５）前記樹脂組成物は、さらに硬化触媒を含むものである上記（１）ないし（４）のいずれかに記載の接着フィルム。
（６）前記硬化触媒は、イミダゾール化合物を含むものである上記（５）に記載の接着フィルム。
（７）前記硬化触媒の融点が、１５０℃以上である上記（５）または（６）に記載の接着フィルム。
（８）１２０℃で１時間熱処理後の前記接着フィルムの１７５℃での弾性率が、５．０ＭＰａ以上である上記（１）ないし（７）のいずれかに記載の接着フィルム。
（９）上記（１）ないし（８）のいずれかに記載の接着フィルムを用いて前記半導体部品と基板とを接合していることを特徴とする半導体装置。
（１）半導体部品と基板または半導体部品と半導体部品とを接合する際に用いられ、熱硬化性樹脂を含む樹脂組成物で構成される接着フィルムであって、該接着フィルムを硬化した後の１７５℃での弾性率が３０ＭＰａ以上となることを特徴とする接着フィルム。
（２）前記熱硬化性樹脂の含有量は、前記樹脂組成物全体の３０〜６０重量％である上記（１）に記載の接着フィルム。
（３）前記熱硬化性樹脂は、エポキシ樹脂を含むものである上記（１）または（２）に記載の接着フィルム。
（４）前記樹脂組成物は、さらに硬化剤を含むものである上記（１）ないし（３）のいずれかに記載の接着フィルム。
（５）前記樹脂組成物は、さらに硬化触媒を含むものである上記（１）ないし（４）のいずれかに記載の接着フィルム。
（６）前記硬化触媒は、イミダゾール化合物を含むものである上記（５）に記載の接着フィルム。
（７）前記硬化触媒の融点が、１５０℃以上である上記（５）または（６）に記載の接着フィルム。
（８）１２０℃で１時間熱処理後の前記接着フィルムの１７５℃での弾性率が、５．０ＭＰａ以上である上記（１）ないし（７）のいずれかに記載の接着フィルム。
（９）上記（１）ないし（８）のいずれかに記載の接着フィルムを用いて前記半導体部品と基板とを接合していることを特徴とする半導体装置。
本発明によれば、半導体パッケージ等を製造する際において、半導体部品の損傷等を防止することができる接着フィルムを得ることができる。
以下、本発明の接着フィルムおよび半導体装置について詳細に説明する。
本発明の接着フィルムは、半導体部品と基板または半導体部品と半導体部品とを接合する際に用いられ、熱硬化性樹脂を含む樹脂組成物で構成される接着フィルムであって、該接着フィルムの硬化した後の１７５℃での弾性率が３０ＭＰａ以上となることを特徴とする。
また、本発明の半導体装置は、上記に記載の接着フィルムを用いて前記半導体部品と基板とを接合していることを特徴とする半導体装置。
本発明の接着フィルムは、半導体部品と基板または半導体部品と半導体部品とを接合する際に用いられ、熱硬化性樹脂を含む樹脂組成物で構成される接着フィルムであって、該接着フィルムの硬化した後の１７５℃での弾性率が３０ＭＰａ以上となることを特徴とする。
また、本発明の半導体装置は、上記に記載の接着フィルムを用いて前記半導体部品と基板とを接合していることを特徴とする半導体装置。
まず、接着フィルムについて説明する。
図１に例示するように、接着フィルム１は、基板２と、半導体部品３と接合する際に用いられる。
接着フィルム１は、熱硬化性樹脂を含む樹脂組成物で構成されている。これにより、接着性と硬化後の耐熱性に優れる。
前記熱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、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、シアネートエステル樹脂等が挙げられ、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。
図１に例示するように、接着フィルム１は、基板２と、半導体部品３と接合する際に用いられる。
接着フィルム１は、熱硬化性樹脂を含む樹脂組成物で構成されている。これにより、接着性と硬化後の耐熱性に優れる。
前記熱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、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、シアネートエステル樹脂等が挙げられ、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。
前記エポキシ樹脂は、特に限定されないが、結晶性エポキシ樹脂が好ましい。このような結晶性エポキシ樹脂としては、ビフェニル骨格、ビスフェノール骨格、スチルベン骨格等の剛直な構造を主鎖に有し、比較的低分子量であるものが挙げられる。結晶性エポキシ樹脂が好ましい理由は、常温では結晶化している固体であるが、融点以上の温度域では急速に融解して低粘度の液状に変化するからである。それによって、半導体部品と基板とを接合する際の初期密着性をより向上することができる。
前記結晶性エポキシ樹脂の融点は、特に限定されないが、５０〜１５０℃が好ましく、特に６０〜１４０℃が好ましい。融点が前記範囲内であると、特に低温接着性を向上することができる。
前記融点は、例えば示差走査熱量計を用いて、常温から昇温速度５℃／分で昇温した結晶融解の吸熱ピークの頂点温度で評価することができる。
前記融点は、例えば示差走査熱量計を用いて、常温から昇温速度５℃／分で昇温した結晶融解の吸熱ピークの頂点温度で評価することができる。
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３０〜６０重量％が好ましく、特に４０〜５０重量％が好ましい。含有量が前記下限値未満であると硬化後の接着フィルム１の弾性率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フィルム形成能を向上する効果が低下する場合がある。さらに、含有量が前記範囲内であると、基板２と半導体素子３との初期埋め込み性（基板の凹凸に対する初期の埋め込み性）をより向上できる。
前記樹脂組成物は、さらに硬化剤（前記熱硬化性樹脂がエポキシ樹脂の場合、特に、フェノール系硬化剤）を含有することが好ましい。
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）等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）等の芳香族ポリアミン、ジシアンジアミド（ＤＩＣＹ）、有機酸ジヒドララジド等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）等の脂環族酸無水物（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。
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）等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）等の芳香族ポリアミン、ジシアンジアミド（ＤＩＣＹ）、有機酸ジヒドララジド等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）等の脂環族酸無水物（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。
前記硬化剤（特にフェノール系硬化剤）の含有量は、特に限定されないが、前記樹脂組成物全体の１５〜４０重量％が好ましく、特に２０〜３０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。なお、フェノール系硬化剤としてフェノール樹脂を用いる場合には、該フェノール樹脂は熱硬化性樹脂とせずに含有量を評価する。
また、前記熱硬化性樹脂がエポキシ樹脂の場合は、エポキシ当量と硬化剤の当量比を計算して決めることができ、前記エポキシ樹脂のエポキシ当量と硬化剤の官能基の当量（たとえばフェノール樹脂であれば水酸基当量）の比が０．５〜１．５であることが好ましく、特に０．７〜１．３であることが好ましい。含有量が前記下限値未満であると保存性が低下する場合があり、前記上限値を超えると耐熱性を向上する効果が低下する場合がある。
また、前記熱硬化性樹脂がエポキシ樹脂の場合は、エポキシ当量と硬化剤の当量比を計算して決めることができ、前記エポキシ樹脂のエポキシ当量と硬化剤の官能基の当量（たとえばフェノール樹脂であれば水酸基当量）の比が０．５〜１．５であることが好ましく、特に０．７〜１．３であることが好ましい。含有量が前記下限値未満であると保存性が低下する場合があり、前記上限値を超えると耐熱性を向上する効果が低下する場合がある。
前記樹脂組成物は、特に限定されないが、さらに硬化触媒を含むことが好ましい。これにより、接着フィルムの硬化性を向上することができる。
前記硬化触媒としては、例えばイミダゾール類、１，８−ジアザビシクロ（５，４，０）ウンデセン等アミン系触媒、トリフェニルホスフィン等リン系触媒等が挙げられる。これらの中でもイミダゾール類が好ましい。これにより、特に速硬化性と保存性を両立することができる。
前記イミダゾール類としては、例えば１−ベンジル−２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−エチル−４−メチルイミダゾール、２−フェニル４−メチルイミダゾール、１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾリウムトリメリテイト、２，４−ジアミノ−６−[２'−メチルイミダゾリル−（１'）]−エチル−ｓ−トリアジン、２，４−ジアミノ−６−[２'−ウンデシルイミダゾリル−（１'）]−エチル−ｓ−トリアジン、２，４−ジアミノ−６−[２'−エチル−４'メチルイミダゾリル−（１'）]−エチル−ｓ−トリアジン、２，４−ジアミノ−６−[２'−メチルイミダゾリル−（１'）]−エチル−ｓ−トリアジンイソシアヌル酸付加物、２−フェニルイミダゾール イソシアヌル酸付加物、２−フェニル−４，５−ジヒドロキシ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、２，４−ジアミノ−６−ビニル−ｓ−トリアジン、２，４−ジアミノ−６−ビニル−ｓ−トリアジン イソシアヌル酸付加物、２，４−ジアミノ−６−メタクリロイルオキシエチル−ｓ−トリアジン、２，４−ジアミノ−６−メタクリロイルオキシエチル−ｓ−トリアジン イソシアヌル酸付加物等が挙げられる。これらの中でも２−フェニル−４，５−ジヒドロキシメチルイミダゾールまたは２−フェニル−４−メチル−５−ヒドロキシメチルイミダゾールが好ましい。これにより、保存性を特に向上することができる。
前記硬化触媒としては、例えばイミダゾール類、１，８−ジアザビシクロ（５，４，０）ウンデセン等アミン系触媒、トリフェニルホスフィン等リン系触媒等が挙げられる。これらの中でもイミダゾール類が好ましい。これにより、特に速硬化性と保存性を両立することができる。
前記イミダゾール類としては、例えば１−ベンジル−２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−エチル−４−メチルイミダゾール、２−フェニル４−メチルイミダゾール、１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾリウムトリメリテイト、２，４−ジアミノ−６−[２'−メチルイミダゾリル−（１'）]−エチル−ｓ−トリアジン、２，４−ジアミノ−６−[２'−ウンデシルイミダゾリル−（１'）]−エチル−ｓ−トリアジン、２，４−ジアミノ−６−[２'−エチル−４'メチルイミダゾリル−（１'）]−エチル−ｓ−トリアジン、２，４−ジアミノ−６−[２'−メチルイミダゾリル−（１'）]−エチル−ｓ−トリアジンイソシアヌル酸付加物、２−フェニルイミダゾール イソシアヌル酸付加物、２−フェニル−４，５−ジヒドロキシ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、２，４−ジアミノ−６−ビニル−ｓ−トリアジン、２，４−ジアミノ−６−ビニル−ｓ−トリアジン イソシアヌル酸付加物、２，４−ジアミノ−６−メタクリロイルオキシエチル−ｓ−トリアジン、２，４−ジアミノ−６−メタクリロイルオキシエチル−ｓ−トリアジン イソシアヌル酸付加物等が挙げられる。これらの中でも２−フェニル−４，５−ジヒドロキシメチルイミダゾールまたは２−フェニル−４−メチル−５−ヒドロキシメチルイミダゾールが好ましい。これにより、保存性を特に向上することができる。
前記硬化触媒の融点は、特に限定されないが、１５０℃以上であることが好ましく、特に１６０〜２３０℃であることが好ましい。融点が前記範囲内であると、半導体素子と基板との初期接合時の埋め込み性と硬化性とのバランスに優れる。
融点が１５０℃以上の硬化触媒としては、例えば２−フェニル−４，５−ジヒドロキシ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等が挙げられる。
融点が１５０℃以上の硬化触媒としては、例えば２−フェニル−４，５−ジヒドロキシ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等が挙げられる。
前記硬化触媒の含有量は、特に限定されないが、前記熱硬化性樹脂１００重量部に対して対して０．０１〜３０重量部が好ましく、特に０．５〜１０重量部が好ましい。含有量が前記下限値未満であると硬化性が不十分である場合があり、前記上限値を超えると保存性が低下する場合がある。
前記硬化触媒の平均粒子径は、特に限定されないが、１０μｍ以下であることが好ましく、特に１〜５μｍであることが好ましい。平均粒子径が前記範囲内であると、特に硬化触媒の反応性に優れる。
前記樹脂組成物は、特に限定されないが、さらに熱可塑性樹脂を含むことが好ましい。これにより、接着フィルムのフィルム形成能を向上することができる。
前記熱可塑性樹脂としては、例えばポリイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂等のポリイミド系樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂等のポリアミド系樹脂、アクリル系樹脂等が挙げられる。これらの中でもアクリル系樹脂が好ましい。アクリル系樹脂は、ガラス転移温度が低いため接着フィルムの初期密着性をより向上することができる。
前記熱可塑性樹脂としては、例えばポリイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂等のポリイミド系樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂等のポリアミド系樹脂、アクリル系樹脂等が挙げられる。これらの中でもアクリル系樹脂が好ましい。アクリル系樹脂は、ガラス転移温度が低いため接着フィルムの初期密着性をより向上することができる。
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。
また、アクリル系樹脂の中でもエポキシ基、水酸基、カルボキシル基、二トリル基等を持つ化合物（共重合モノマー成分）を有するアクリル系樹脂（特に、アクリル酸エステル共重合体）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より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。
また、アクリル系樹脂の中でもエポキシ基、水酸基、カルボキシル基、二トリル基等を持つ化合物（共重合モノマー成分）を有するアクリル系樹脂（特に、アクリル酸エステル共重合体）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より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。
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粘着力が強すぎて作業性を向上する効果が低下する場合がある。
前記熱可塑性樹脂のガラス転移温度は、特に限定されないが、−２５〜１２０℃であることが好ましく、特に−２０〜６０℃がより好ましく、最も−１０〜５０℃が好ましい。ガラス転移温度が前記下限値未満であると半導体用接着フィルムの粘着力が強くなり作業性が低下する場合があり、前記上限値を超えると低温接着性を向上する効果が低下する場合がある。
前記熱可塑性樹脂（特にアクリル系樹脂）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１５万〜１００万が好ましい。重量平均分子量が前記範囲内であると、特に半導体用接着フィルムの製膜性を向上することができる。
前記熱可塑性樹脂の含有量は、特に限定されないが、前記樹脂組成物全体の１０〜３０重量％が好ましく、特に１５〜２５重量％が好ましい。含有量が前記下限値未満であるとフィルム形成能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初期密着性を向上する効果が低下する場合がある。
前記樹脂組成物は、特に限定されないが、さらにカップリング剤を含むことが好ましい。これにより、樹脂と被着体および樹脂界面の密着性をより向上させることができる。
前記カップリング剤としてはシラン系カップリング剤、チタン系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤等が挙げられる。これらの中でもシラン系カップリング剤が好ましい。これにより、耐熱性をより向上することができる。
前記カップリング剤としてはシラン系カップリング剤、チタン系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤等が挙げられる。これらの中でもシラン系カップリング剤が好ましい。これにより、耐熱性をより向上することができる。
前記シラン系カップリング剤としては例えばビニルトリクロロシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、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−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、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エトキシシラン、Ｎ−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−クロロ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、３−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、３−アクリロキシプロピルトリメトキシシランなどが挙げられる。
前記カップリング剤の含有量は、特に限定されないが、前記熱硬化性樹脂１００重量部に対して対して０．０１〜１０重量部が好ましく、特に０．５〜１０重量部が好ましい。含有量が前記下限値未満であると密着性の効果が不十分である場合があり、前記上限値を超えるとアウトガスやボイドの原因になる場合がある。
このような樹脂組成物を、例えばメチルエチルケトン、アセトン、トルエン、ジメチルホルムアルデヒド等の溶剤に溶解して、ワニスの状態にした後、コンマコーター、ダイコーター、グラビアコーター等を用いてキャリアフィルムに塗工し、乾燥して接着フィルム１を得ることができる。
接着フィルム１の厚さは、特に限定されないが、３〜１００μｍが好ましく、特に５〜７０μｍが好ましい。厚さが前記範囲内であると、特に厚さ精度の制御を容易にできる。
接着フィルム１の厚さは、特に限定されないが、３〜１００μｍが好ましく、特に５〜７０μｍが好ましい。厚さが前記範囲内であると、特に厚さ精度の制御を容易にできる。
接着フィルム１の硬化した後の１７５℃での弾性率は、３０ＭＰａ以上であることを特徴とする。これにより、封止工程において封止樹脂に含まれる充填材で半導体素子が損傷するのを防止することができる。さらに、具体的には、接着フィルム１を硬化した後の１７５℃での弾性率が４０Ｍｐａ以上であることが好ましく、特に４５Ｍｐａ以上であることが好ましい。
従来の接着フィルムの硬化後の１７５℃での弾性率は、１２ＭＰａ程度であった。このような弾性率であると、半導体パッケージを製造する過程の封止工程（すなわち、接着フィルムを最終的に硬化する前）における接着フィルムの弾性率（封止温度での弾性率）は低いものであった（例えば５ＭＰａ未満）。そのため、封止工程において接着フィルムが容易に変形し、封止樹脂に含まれる充填材の侵入等により、半導体素子の損傷等が生じる場合があったと考えられる。
これに対して、本発明の接着フィルム１では、硬化した後の１７５℃での弾性率（封止温度での弾性率）が３０ＭＰａ以上となるものである。したがって、封止工程における接着フィルム１の弾性率を比較的高くすることができる（例えば５ＭＰａ以上）。そのため、封止工程において接着フィルム１が変形等することなく、封止樹脂に含まれる充填材が侵入することも防止できると考えられる。
前記１７５℃での弾性率は、例えばセイコーインスツルメント社製動的粘弾性装置を用い、予めフィルム状接着剤を１７５℃×２時間で処理を行った後、昇温３℃／ｍｉｎ。周波数１０Ｈｚで動的粘弾性を測定し、１７５℃での貯蔵弾性率を測定した。
従来の接着フィルムの硬化後の１７５℃での弾性率は、１２ＭＰａ程度であった。このような弾性率であると、半導体パッケージを製造する過程の封止工程（すなわち、接着フィルムを最終的に硬化する前）における接着フィルムの弾性率（封止温度での弾性率）は低いものであった（例えば５ＭＰａ未満）。そのため、封止工程において接着フィルムが容易に変形し、封止樹脂に含まれる充填材の侵入等により、半導体素子の損傷等が生じる場合があったと考えられる。
これに対して、本発明の接着フィルム１では、硬化した後の１７５℃での弾性率（封止温度での弾性率）が３０ＭＰａ以上となるものである。したがって、封止工程における接着フィルム１の弾性率を比較的高くすることができる（例えば５ＭＰａ以上）。そのため、封止工程において接着フィルム１が変形等することなく、封止樹脂に含まれる充填材が侵入することも防止できると考えられる。
前記１７５℃での弾性率は、例えばセイコーインスツルメント社製動的粘弾性装置を用い、予めフィルム状接着剤を１７５℃×２時間で処理を行った後、昇温３℃／ｍｉｎ。周波数１０Ｈｚで動的粘弾性を測定し、１７５℃での貯蔵弾性率を測定した。
このように、接着フィルム１を硬化した後の１７５℃での弾性率を３０ＭＰａ以上にする方法としては、例えば前記樹脂組成物中の熱硬化性樹脂の含有量を多く調製する方法、充填材を添加する方法、弾性率の高い樹脂を用いる方法等が挙げられる。これらの中でも、前記樹脂組成物中の熱硬化性樹脂の含有量を多く調製する方法が好ましい。これにより、初期密着性に優れ、かつ封止工程での半導体素子の損傷を防止することができる。
ここで、接着フィルム１を硬化した後とは、例えば１７０〜２００℃ｘ１〜４時間処理した後を言い、具体的には接着フィルム１を示差熱量計で測定して得られる全硬化発熱量の９０〜１００％の発熱を終えた状態である場合をいう。
ここで、接着フィルム１を硬化した後とは、例えば１７０〜２００℃ｘ１〜４時間処理した後を言い、具体的には接着フィルム１を示差熱量計で測定して得られる全硬化発熱量の９０〜１００％の発熱を終えた状態である場合をいう。
また、接着フィルム１を１２０℃で１時間熱処理した後の接着フィルム１の１７５℃での弾性率は、特に限定されないが、５．０ＭＰａ以上であることが好ましく、特に６．０〜８．０ＭＰａであることが好ましい。これにより、接着フィルム１の初期密着性を向上することができる。
このような接着フィルム１を、例えばダイシングフィルムと接合してダイアタッチダイシングフィルムとして用いることもできる。
次に、本発明の半導体装置１０について説明する。
図１に示すように、半導体部品３と、基板２とが接着フィルム１を介して接合されているものを用いる。
基板２としては、例えばガラス繊維にエポキシ樹脂を含浸した基板、ポリイミド基板およびビスマレイミド−トリアジン樹脂基板等を用いることができる。
図１に示すように、半導体部品３と、基板２とが接着フィルム１を介して接合されているものを用いる。
基板２としては、例えばガラス繊維にエポキシ樹脂を含浸した基板、ポリイミド基板およびビスマレイミド−トリアジン樹脂基板等を用いることができる。
半導体素子３と、基板２との接合条件は、特に限定されないが、半導体部品３と基板２との間に接着フィルム１を介して温度８０〜２００℃、時間０．１〜３０秒で圧着することが好ましい。その後、図２に示すように、ボンディングワイヤー４により半導体部品３と基板２とを電気的に接続し、封止材５により半導体部品３の封止等を行う。これにより、接続信頼性に優れる半導体装置を得ることができる。
なお、上述の実施形態では、半導体素子３と基板２とを接着フィルム１で接合した例を示したが、本発明はこれに限定されず、半導体素子３と半導体素子３とを接合する場合に用いることもできる。
さらに、上述の実施形態では、半導体素子３と基板２とが１回接合されている例を示したが、これに限定されず、複数回積層される用途に用いても良い。
さらに、上述の実施形態では、半導体素子３と基板２とが１回接合されている例を示したが、これに限定されず、複数回積層される用途に用いても良い。
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。
まず、接着フィルムの実施例および比較例について説明する。
されるものではない。
まず、接着フィルムの実施例および比較例について説明する。
（実施例１）
１．接着フィルム樹脂ワニスの調製
熱可塑性樹脂（Ａ）としてアクリル酸エステル共重合体（エチルアクリレート−アクリロニトリル−グリシジルメタクリレート−Ｎ，Ｎジメチルアクリルアミド共重合体、ナガセケムテックス（株）製、ＳＧ−８０ＨＤＲ、Ｔｇ：１０℃、重量平均分子量：３５０，０００）１９．９２重量％と、硬化性樹脂としてエポキシ樹脂（ＥＯＣＮ−１０２０−８０（オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂）、エポキシ当量２００ｇ／ｅｑ、日本化薬（株）製）１９．３２重量％と、ＮＣ６０００（エポキシ当量２００ｇ／ｅｑ、日本化薬（株）製）２９．０８重量％、硬化剤として液状フェノール化合物（ＭＥＨ−８０００Ｈ、水酸基当量１４１ｇ／ＯＨ基、明和化成（株）製）２１．９１重量％、固形フェノール樹脂（ＰＲ−ＨＦ−３、水酸基当量１０４ｇ／ＯＨ基、住友ベークライト（株）製）９．３６重量％、硬化促進剤（Ｅ）としてイミダゾール化合物（２Ｐ４ＭＨＺ−ＰＷ、四国化成工業（株）製）０．１５重量％、カップリング剤としてγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン（ＫＢＭ４０３Ｅ、信越化学工業（株）製）０．２６重量％をメチルエチルケトン（ＭＥＫ）に溶解して樹脂固形分４９％の樹脂ワニスを得た。
１．接着フィルム樹脂ワニスの調製
熱可塑性樹脂（Ａ）としてアクリル酸エステル共重合体（エチルアクリレート−アクリロニトリル−グリシジルメタクリレート−Ｎ，Ｎジメチルアクリルアミド共重合体、ナガセケムテックス（株）製、ＳＧ−８０ＨＤＲ、Ｔｇ：１０℃、重量平均分子量：３５０，０００）１９．９２重量％と、硬化性樹脂としてエポキシ樹脂（ＥＯＣＮ−１０２０−８０（オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂）、エポキシ当量２００ｇ／ｅｑ、日本化薬（株）製）１９．３２重量％と、ＮＣ６０００（エポキシ当量２００ｇ／ｅｑ、日本化薬（株）製）２９．０８重量％、硬化剤として液状フェノール化合物（ＭＥＨ−８０００Ｈ、水酸基当量１４１ｇ／ＯＨ基、明和化成（株）製）２１．９１重量％、固形フェノール樹脂（ＰＲ−ＨＦ−３、水酸基当量１０４ｇ／ＯＨ基、住友ベークライト（株）製）９．３６重量％、硬化促進剤（Ｅ）としてイミダゾール化合物（２Ｐ４ＭＨＺ−ＰＷ、四国化成工業（株）製）０．１５重量％、カップリング剤としてγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン（ＫＢＭ４０３Ｅ、信越化学工業（株）製）０．２６重量％をメチルエチルケトン（ＭＥＫ）に溶解して樹脂固形分４９％の樹脂ワニスを得た。
２．接着フィルムの製造
コンマコーターを用いて上述の樹脂ワニスを、基材フィルム（Ｉ）であるポリエチレンテレフタレートフィルム（三菱化学ポリエステルフィルム（株）社製、品番ＭＲＸ５０、厚さ５０μｍ）に塗布した後、９０℃、５分間乾燥して、厚さ２５μｍの接着フィルムを得た。
なお、得られた接着フィルム（基材フィルム無し）を１２０℃で１時間処理後の１７５℃での弾性率は、１０ＭＰａであった。
また、得られた接着フィルム（基材フィルム無し）を硬化した後（１７５℃×２時間熱処理後）の１７５℃での弾性率は、４５ＭＰａであった。
ここで弾性率は、セイコーインスツルメント社製動的粘弾性装置を用い、予めフィルム状接着剤に前述の処理を行った後、昇温３℃／ｍｉｎ。周波数１０Ｈｚで動的粘弾性を測定し、１７５℃での貯蔵弾性率を測定した。
コンマコーターを用いて上述の樹脂ワニスを、基材フィルム（Ｉ）であるポリエチレンテレフタレートフィルム（三菱化学ポリエステルフィルム（株）社製、品番ＭＲＸ５０、厚さ５０μｍ）に塗布した後、９０℃、５分間乾燥して、厚さ２５μｍの接着フィルムを得た。
なお、得られた接着フィルム（基材フィルム無し）を１２０℃で１時間処理後の１７５℃での弾性率は、１０ＭＰａであった。
また、得られた接着フィルム（基材フィルム無し）を硬化した後（１７５℃×２時間熱処理後）の１７５℃での弾性率は、４５ＭＰａであった。
ここで弾性率は、セイコーインスツルメント社製動的粘弾性装置を用い、予めフィルム状接着剤に前述の処理を行った後、昇温３℃／ｍｉｎ。周波数１０Ｈｚで動的粘弾性を測定し、１７５℃での貯蔵弾性率を測定した。
（実施例２）
接着フィルムの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。
熱可塑性樹脂（Ａ）としてアクリル酸エステル共重合体（エチルアクリレート−アクリロニトリル−グリシジルメタクリレート−Ｎ，Ｎジメチルアクリルアミド共重合体、ナガセケムテックス（株）製、ＳＧ−８０ＨＤＲ、Ｔｇ：１０℃、重量平均分子量：３５０，０００）２９．８７重量％と、硬化性樹脂としてエポキシ樹脂（ＥＯＣＮ−１０２０−８０（オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂）、エポキシ当量２００ｇ／ｅｑ、日本化薬（株）製）１６．９３重量％と、ＮＣ６０００（エポキシ当量２００ｇ／ｅｑ、日本化薬（株）製）２５．４９重量％、硬化剤として液状フェノール化合物（ＭＥＨ−８０００Ｈ、水酸基当量１４１ｇ／ＯＨ基、明和化成（株）製）１９．１２重量％、固形フェノール樹脂（ＰＲ−ＨＦ−３、水酸基当量１０４ｇ／ＯＨ基、住友ベークライト（株）製）８．１７重量％、硬化促進剤（Ｅ）としてイミダゾール化合物（２Ｐ４ＭＨＺ−ＰＷ、四国化成工業（株）製）０．１５重量％、カップリング剤としてγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン（ＫＢＭ４０３Ｅ、信越化学工業（株）製）０．２６重量％をメチルエチルケトン（ＭＥＫ）に溶解して樹脂固形分４９％の樹脂ワニスを得た。
なお、得られた接着フィルムを１２０℃で１時間処理後の１７５での弾性率は、８ＭＰａであった。
また、得られた接着フィルムを硬化した後（１７５℃×２時間熱処理後）の１７５℃での弾性率は、３０ＭＰａであった。
接着フィルムの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。
熱可塑性樹脂（Ａ）としてアクリル酸エステル共重合体（エチルアクリレート−アクリロニトリル−グリシジルメタクリレート−Ｎ，Ｎジメチルアクリルアミド共重合体、ナガセケムテックス（株）製、ＳＧ−８０ＨＤＲ、Ｔｇ：１０℃、重量平均分子量：３５０，０００）２９．８７重量％と、硬化性樹脂としてエポキシ樹脂（ＥＯＣＮ−１０２０−８０（オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂）、エポキシ当量２００ｇ／ｅｑ、日本化薬（株）製）１６．９３重量％と、ＮＣ６０００（エポキシ当量２００ｇ／ｅｑ、日本化薬（株）製）２５．４９重量％、硬化剤として液状フェノール化合物（ＭＥＨ−８０００Ｈ、水酸基当量１４１ｇ／ＯＨ基、明和化成（株）製）１９．１２重量％、固形フェノール樹脂（ＰＲ−ＨＦ−３、水酸基当量１０４ｇ／ＯＨ基、住友ベークライト（株）製）８．１７重量％、硬化促進剤（Ｅ）としてイミダゾール化合物（２Ｐ４ＭＨＺ−ＰＷ、四国化成工業（株）製）０．１５重量％、カップリング剤としてγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン（ＫＢＭ４０３Ｅ、信越化学工業（株）製）０．２６重量％をメチルエチルケトン（ＭＥＫ）に溶解して樹脂固形分４９％の樹脂ワニスを得た。
なお、得られた接着フィルムを１２０℃で１時間処理後の１７５での弾性率は、８ＭＰａであった。
また、得られた接着フィルムを硬化した後（１７５℃×２時間熱処理後）の１７５℃での弾性率は、３０ＭＰａであった。
（実施例３）
接着フィルム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。
熱可塑性樹脂（Ａ）としてアクリル酸エステル共重合体（エチルアクリレート−アクリロニトリル−グリシジルメタクリレート−Ｎ，Ｎジメチルアクリルアミド共重合体、ナガセケムテックス（株）製、ＳＧ−８０ＨＤＲ、Ｔｇ：１０℃、重量平均分子量：３５０，０００）１９．９２重量％と、硬化性樹脂としてエポキシ樹脂（ＥＯＣＮ−１０２０−８０（オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂）、エポキシ当量２００ｇ／ｅｑ、日本化薬（株）製）１９．３２重量％と、ＮＣ６０００（エポキシ当量２００ｇ／ｅｑ、日本化薬（株）製）２９．０８重量％、硬化剤として液状フェノール化合物（ＭＥＨ−８０００Ｈ、水酸基当量１４１ｇ／ＯＨ基、明和化成（株）製）２１．９１重量％、固形フェノール樹脂（ＰＲ−ＨＦ−３、水酸基当量１０４ｇ／ＯＨ基、住友ベークライト（株）製）９．３６重量％、硬化促進剤（Ｅ）としてイミダゾール化合物（２ＰＺ−ＣＮ、四国化成工業（株）製）０．１５重量％、カップリング剤としてγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン（ＫＢＭ４０３Ｅ、信越化学工業（株）製）０．２６重量％をメチルエチルケトン（ＭＥＫ）に溶解して樹脂固形分４９％の樹脂ワニスを得た。
なお、得られた接着フィルムを１２０℃で１時間処理後の１７５℃での弾性率は、１２ＭＰａであった。
また、得られた接着フィルムを硬化した後（１７５℃×２時間熱処理後）の１７５℃での弾性率は、４８ＭＰａであった。
接着フィルム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。
熱可塑性樹脂（Ａ）としてアクリル酸エステル共重合体（エチルアクリレート−アクリロニトリル−グリシジルメタクリレート−Ｎ，Ｎジメチルアクリルアミド共重合体、ナガセケムテックス（株）製、ＳＧ−８０ＨＤＲ、Ｔｇ：１０℃、重量平均分子量：３５０，０００）１９．９２重量％と、硬化性樹脂としてエポキシ樹脂（ＥＯＣＮ−１０２０−８０（オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂）、エポキシ当量２００ｇ／ｅｑ、日本化薬（株）製）１９．３２重量％と、ＮＣ６０００（エポキシ当量２００ｇ／ｅｑ、日本化薬（株）製）２９．０８重量％、硬化剤として液状フェノール化合物（ＭＥＨ−８０００Ｈ、水酸基当量１４１ｇ／ＯＨ基、明和化成（株）製）２１．９１重量％、固形フェノール樹脂（ＰＲ−ＨＦ−３、水酸基当量１０４ｇ／ＯＨ基、住友ベークライト（株）製）９．３６重量％、硬化促進剤（Ｅ）としてイミダゾール化合物（２ＰＺ−ＣＮ、四国化成工業（株）製）０．１５重量％、カップリング剤としてγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン（ＫＢＭ４０３Ｅ、信越化学工業（株）製）０．２６重量％をメチルエチルケトン（ＭＥＫ）に溶解して樹脂固形分４９％の樹脂ワニスを得た。
なお、得られた接着フィルムを１２０℃で１時間処理後の１７５℃での弾性率は、１２ＭＰａであった。
また、得られた接着フィルムを硬化した後（１７５℃×２時間熱処理後）の１７５℃での弾性率は、４８ＭＰａであった。
（比較例１）
接着フィルム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。
熱可塑性樹脂（Ｂ）としてアクリル酸共重合体（エチルアクリレート−ブチルアクリレート−アクリロニトリル−アクリル酸−ヒドロキシエチルメタクリレート共重合体、ナガセケムテックス（株）製、ＳＧ−７０８−６ＤＲ、Ｔｇ：６℃、重量平均分子量：８００，０００）１９．９２重量％と、熱硬化性樹脂としてクレゾールノボラックエポキシ樹脂（ＥＯＣＮ−１０２０−８０、エポキシ当量２００ｇ／ｅｑ、日本化薬（株）製）５．９７重量％と、硬化促進剤としてイミダゾール化合物（２ＰＨＺ−ＰＷ、四国化成工業（株）製、平均粒径約２μｍ）０．０４重量％と、カップリング剤としてγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン（ＫＢＭ４０３、信越化学工業（株）製）０．２０重量％とを用いた。
なお、得られた接着フィルムを１２０℃で１時間処理後の１７５℃での弾性率は、１ＭＰａであった。
また、得られた接着フィルムを硬化した後（１７５℃×２時間熱処理後）の１７５℃での弾性率は、１２ＭＰａであった。
接着フィルム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。
熱可塑性樹脂（Ｂ）としてアクリル酸共重合体（エチルアクリレート−ブチルアクリレート−アクリロニトリル−アクリル酸−ヒドロキシエチルメタクリレート共重合体、ナガセケムテックス（株）製、ＳＧ−７０８−６ＤＲ、Ｔｇ：６℃、重量平均分子量：８００，０００）１９．９２重量％と、熱硬化性樹脂としてクレゾールノボラックエポキシ樹脂（ＥＯＣＮ−１０２０−８０、エポキシ当量２００ｇ／ｅｑ、日本化薬（株）製）５．９７重量％と、硬化促進剤としてイミダゾール化合物（２ＰＨＺ−ＰＷ、四国化成工業（株）製、平均粒径約２μｍ）０．０４重量％と、カップリング剤としてγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン（ＫＢＭ４０３、信越化学工業（株）製）０．２０重量％とを用いた。
なお、得られた接着フィルムを１２０℃で１時間処理後の１７５℃での弾性率は、１ＭＰａであった。
また、得られた接着フィルムを硬化した後（１７５℃×２時間熱処理後）の１７５℃での弾性率は、１２ＭＰａであった。
各実施例および比較例で得られた接着フィルムについて、以下の評価を行った。評価項目を内容と共に示す。得られた結果を表１に示す。
１．耐熱性
得られた接着フィルムの耐熱性は、熱機械分析（ＴＭＡ）により硬化後の接着フィルムのガラス転移温度（Ｔｇ）で評価した。
１．耐熱性
得られた接着フィルムの耐熱性は、熱機械分析（ＴＭＡ）により硬化後の接着フィルムのガラス転移温度（Ｔｇ）で評価した。
２．保存性
得られた接着フィルムの保存性は、加速試験として接着フィルムを５０℃で１日間処理した後の硬化発熱量を測定し、初期硬化発熱量（ｍＪ／ｍｇ）に対する保存処理後の硬化発熱量（ｍＪ／ｍｇ）の百分率で評価した。単位は％。この値が１００％に近いほど保存性が高いことを示す。硬化発熱量の評価は、示差走査熱量計（ＤＳＣ）を用いた。
◎：硬化発熱量の比の百分率が、９０％以上である
○：硬化発熱量の比の百分率が、７０％以上〜９０％未満である
△：硬化発熱量の比の百分率が、５０％以上〜７０％未満である
×：硬化発熱量の比の百分率が、５０％未満である
得られた接着フィルムの保存性は、加速試験として接着フィルムを５０℃で１日間処理した後の硬化発熱量を測定し、初期硬化発熱量（ｍＪ／ｍｇ）に対する保存処理後の硬化発熱量（ｍＪ／ｍｇ）の百分率で評価した。単位は％。この値が１００％に近いほど保存性が高いことを示す。硬化発熱量の評価は、示差走査熱量計（ＤＳＣ）を用いた。
◎：硬化発熱量の比の百分率が、９０％以上である
○：硬化発熱量の比の百分率が、７０％以上〜９０％未満である
△：硬化発熱量の比の百分率が、５０％以上〜７０％未満である
×：硬化発熱量の比の百分率が、５０％未満である
表１から明らかなように、実施例１〜３の接着フィルムは、ガラス転移温度が高く、耐熱性に優れていることが示された。
また、実施例２の接着フィルムは、保存性にも特に優れていた。
また、実施例２の接着フィルムは、保存性にも特に優れていた。
次に、半導体装置について説明する。
（実施例１ａ〜実施例３ａ）
（１）半導体用接着フィルムの製造
各実施例で得られた接着フィルム樹脂ワニスをコンマコーターで、基材フィルム（Ｉ）であるポリエチレンテレフタレートフィルム（三菱化学ポリエステルフィルム（株）社製、品番ＭＲＸ５０、厚さ５０μｍ）に塗布した後、９０℃、５分間乾燥して、厚さ２５μｍの半導体用接着フィルムを得た。
（実施例１ａ〜実施例３ａ）
（１）半導体用接着フィルムの製造
各実施例で得られた接着フィルム樹脂ワニスをコンマコーターで、基材フィルム（Ｉ）であるポリエチレンテレフタレートフィルム（三菱化学ポリエステルフィルム（株）社製、品番ＭＲＸ５０、厚さ５０μｍ）に塗布した後、９０℃、５分間乾燥して、厚さ２５μｍの半導体用接着フィルムを得た。
（２）粘着剤層の製造
基材フィルム（ＩＩ）としてクリアテックＣＴ−Ｈ７１７（クラレ製）を、押し出し機で、厚み１００μｍのフィルムを形成し、表面をコロナ処理した。次に、アクリル酸２−エチルヘキシル５０重量部、アクリル酸ブチル１０重量部、酢酸ビニル３７重量部、メタクリル酸２−ヒドロキシエチル３重量部とを共重合して得られた重量平均分子量５００，０００の共重合体を剥離処理した厚さ３８μｍのポリエステルフィルム（粘着層のカバーフィルムに相当）に乾燥後の厚さが１０μｍになるように塗工し、８０℃で５分間乾燥し、粘着剤層を得た。その後、この粘着剤層を基材フィルム（ＩＩ）のコロナ処理面にラミネートして基材フィルム（ＩＩ）および粘着剤層を得た。
基材フィルム（ＩＩ）としてクリアテックＣＴ−Ｈ７１７（クラレ製）を、押し出し機で、厚み１００μｍのフィルムを形成し、表面をコロナ処理した。次に、アクリル酸２−エチルヘキシル５０重量部、アクリル酸ブチル１０重量部、酢酸ビニル３７重量部、メタクリル酸２−ヒドロキシエチル３重量部とを共重合して得られた重量平均分子量５００，０００の共重合体を剥離処理した厚さ３８μｍのポリエステルフィルム（粘着層のカバーフィルムに相当）に乾燥後の厚さが１０μｍになるように塗工し、８０℃で５分間乾燥し、粘着剤層を得た。その後、この粘着剤層を基材フィルム（ＩＩ）のコロナ処理面にラミネートして基材フィルム（ＩＩ）および粘着剤層を得た。
（３）半導体用接着フィルム（ダイシングシート機能付きダイアタッチフィルム）の製造
上述の半導体用接着フィルム（基材フィルム（I）付きの接着フィルム）のフィルム状接着剤層のみ（ウエハーと接合される部分のみ残す）をハーフカットし、上述の粘着層からカバーフィルムを剥離して、半導体用接着フィルムの接着フィルム層と粘着層とが接合するように貼り付けた。これにより、基材フィルム（ＩＩ）、粘着剤層、接着フィルム、基材（Ｉ）とがこの順に構成されてなるダイシングシート機能付きダイアタッチフィルムを得た。
上述の半導体用接着フィルム（基材フィルム（I）付きの接着フィルム）のフィルム状接着剤層のみ（ウエハーと接合される部分のみ残す）をハーフカットし、上述の粘着層からカバーフィルムを剥離して、半導体用接着フィルムの接着フィルム層と粘着層とが接合するように貼り付けた。これにより、基材フィルム（ＩＩ）、粘着剤層、接着フィルム、基材（Ｉ）とがこの順に構成されてなるダイシングシート機能付きダイアタッチフィルムを得た。
（４）半導体装置の製造
このダイシングシート機能付きダイアタッチフィルムの基材（Ｉ）を剥離して、接着フィルム面を５インチ２００μｍウエハーの裏面に温度４０℃、圧力０．３ＭＰａで貼り付けし、ダイシングシート機能付きダイアタッチフィルムが付いたウエハーを得た。
その後、このウエハーを、ダイシングソーを用いて、スピンドル回転数３０，０００ｒｐｍ、切断速度５０ｍｍ／ｓｅｃで５ｍｍ×５ｍｍ角の半導体素子のサイズにダイシング（切断）した。次に、ダイシング機能付きダイアタッチフィルムの裏面から突上げし、基材フィルム（ＩＩ）および粘着着間で剥離し接着剤層（接着フィルム）が接着した半導体素子を得た。この半導体素子を、ソルダーレジスト（太陽インキ製造（株）社製：商品名：ＡＵＳ３０８）をコーティングしたビスマレイミド−トリアジン樹脂基板（回路段差５〜１０ｕｍ）に、１３０℃、５Ｎ、１．０秒間圧着して、ダイボンディングし、１２０℃、１時間熱処理を行い、接着フィルム部を半硬化させた後、封止樹脂ＥＭＥ−Ｇ７６０で封止し、１７５℃で２時間熱処理を行い、封止樹脂を硬化させて１０個の半導体装置を得た。
このダイシングシート機能付きダイアタッチフィルムの基材（Ｉ）を剥離して、接着フィルム面を５インチ２００μｍウエハーの裏面に温度４０℃、圧力０．３ＭＰａで貼り付けし、ダイシングシート機能付きダイアタッチフィルムが付いたウエハーを得た。
その後、このウエハーを、ダイシングソーを用いて、スピンドル回転数３０，０００ｒｐｍ、切断速度５０ｍｍ／ｓｅｃで５ｍｍ×５ｍｍ角の半導体素子のサイズにダイシング（切断）した。次に、ダイシング機能付きダイアタッチフィルムの裏面から突上げし、基材フィルム（ＩＩ）および粘着着間で剥離し接着剤層（接着フィルム）が接着した半導体素子を得た。この半導体素子を、ソルダーレジスト（太陽インキ製造（株）社製：商品名：ＡＵＳ３０８）をコーティングしたビスマレイミド−トリアジン樹脂基板（回路段差５〜１０ｕｍ）に、１３０℃、５Ｎ、１．０秒間圧着して、ダイボンディングし、１２０℃、１時間熱処理を行い、接着フィルム部を半硬化させた後、封止樹脂ＥＭＥ−Ｇ７６０で封止し、１７５℃で２時間熱処理を行い、封止樹脂を硬化させて１０個の半導体装置を得た。
（比較例１ａ）
接着フィルムとして、比較例１で得られた接着フィルムを用いた以外は、実施例１ａと同様にした。
接着フィルムとして、比較例１で得られた接着フィルムを用いた以外は、実施例１ａと同様にした。
１．初期埋め込み性
初期埋め込み性（回路充填性）は、各実施例および比較例で得られる樹脂封止前の半導体装置を、走査型超音波探傷機（ＳＡＴ）により、有機基板上の回路段差内に半導体用接着フィルムが充填されている率を評価した。各符号は、以下の通りである。
◎：充填率が、９０％以上、１００％であった。
○：充填率が、８０％以上、９０％未満であった。
△：充填率が、４０％以上、８０％未満であった。
×：充填率が、４０％未満であった。
初期埋め込み性（回路充填性）は、各実施例および比較例で得られる樹脂封止前の半導体装置を、走査型超音波探傷機（ＳＡＴ）により、有機基板上の回路段差内に半導体用接着フィルムが充填されている率を評価した。各符号は、以下の通りである。
◎：充填率が、９０％以上、１００％であった。
○：充填率が、８０％以上、９０％未満であった。
△：充填率が、４０％以上、８０％未満であった。
×：充填率が、４０％未満であった。
２．低温貼り付け性
各実施例および比較例での、接着フィルムを厚み５５０ｕｍのウエハー裏面に温度４０℃ 圧力０．３ＭＰａで貼り付け後の１８０°ピール強度を評価した。
◎：ピール強度が、１００Ｎ／ｍ以上であった。
○：ピール強度が、５０Ｎ／ｍ以上、１００Ｎ／ｍ未満であった。
△：ピール強度が、３０Ｎ／ｍ以上、５０Ｎ／ｍ未満であった。
×：ピール強度が、３０Ｎ／ｍ未満であった。
各実施例および比較例での、接着フィルムを厚み５５０ｕｍのウエハー裏面に温度４０℃ 圧力０．３ＭＰａで貼り付け後の１８０°ピール強度を評価した。
◎：ピール強度が、１００Ｎ／ｍ以上であった。
○：ピール強度が、５０Ｎ／ｍ以上、１００Ｎ／ｍ未満であった。
△：ピール強度が、３０Ｎ／ｍ以上、５０Ｎ／ｍ未満であった。
×：ピール強度が、３０Ｎ／ｍ未満であった。
３．半導体素子へ充填材の混入割れ等の有無
封止樹脂で半導体素子とボンディングワイヤーを封止後、半導体装置の断面観察により
接着フィルムに充填材が入り混んでいないかを顕微鏡により観察した。各符号は、以下の通りである。
◎：接着フィルム中への充填材の混入が、ほとんど無かった
×：接着フィルム中への充填材の混入し、一部の半導体素子で割れ等があった。
封止樹脂で半導体素子とボンディングワイヤーを封止後、半導体装置の断面観察により
接着フィルムに充填材が入り混んでいないかを顕微鏡により観察した。各符号は、以下の通りである。
◎：接着フィルム中への充填材の混入が、ほとんど無かった
×：接着フィルム中への充填材の混入し、一部の半導体素子で割れ等があった。
表２から明らかなように、実施例１ａ〜３ａで得られた半導体装置は、半導体素子の割れ等がほとんど無かった。
また、実施例１および３の半導体装置では、接着フィルムの初期埋め込み性に特に優れていた。
また、実施例１および３の半導体装置では、接着フィルムの初期埋め込み性に特に優れていた。
１ 接着フィルム
２ 基板
３ 半導体素子
４ ボンディングワイヤー
５ 封止樹脂
１０ 半導体装置
２ 基板
３ 半導体素子
４ ボンディングワイヤー
５ 封止樹脂
１０ 半導体装置
Claims (8)
- 半導体部品と基板または半導体部品と半導体部品とを接合する際に用いられ、熱硬化性樹脂と硬化剤を含む樹脂組成物で構成される接着フィルムであって、
前記熱硬化性樹脂がオルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂、及び２−［４−（２，３−エポキシプロポキシ）フェニル］−２−［４−［１，１−ビス［４−（［２，３−エポキシプロポキシ］フェニル）］エチル］フェニル］プロパンであり、前記硬化剤が液状フェノール化合物を含み、かつ前記接着フィルムを硬化した後の１７５℃での弾性率が３０ＭＰａ以上となることを特徴とする接着フィルム。 - 前記熱硬化性樹脂の含有量は、前記樹脂組成物全体の３０〜６０重量％である請求項１に記載の接着フィルム。
- 前記樹脂組成物は、さらに硬化剤を含むものである請求項１または２に記載の接着フィルム。
- 前記樹脂組成物は、さらに硬化触媒を含むものである請求項１ないし３のいずれかに記載の接着フィルム。
- 前記硬化触媒は、イミダゾール化合物を含むものである請求項４に記載の接着フィルム。
- 前記硬化触媒の融点が、１５０℃以上である請求項４または５に記載の接着フィルム。
- １２０℃で１時間熱処理後の前記接着フィルムの１７５℃での弾性率が、５．０ＭＰａ以上である請求項１ないし６のいずれかに記載の接着フィルム。
- 請求項１ないし７のいずれかに記載の接着フィルムを用いて前記半導体部品と基板とを接合していることを特徴とする半導体装置。
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