JP5328631B2 - 熱硬化型ダイボンドフィルム - Google Patents

Description

本発明は、例えば半導体チップ等の半導体素子を基板やリードフレーム等の被着体上に固着する際に用いられる熱硬化型ダイボンドフィルムに関する。また本発明は、当該熱硬化型ダイボンドフィルムとダイシングフィルムとが積層されたダイシング・ダイボンドフィルムに関する。

従来、半導体装置の製造過程に於いてリードフレームや電極部材への半導体チップの固着には、銀ペーストが用いられている。かかる固着処理は、リードフレームのダイパッド等の上にペースト状接着剤を塗工し、それに半導体チップを搭載してペースト状接着剤層を硬化させて行う。

しかしながら、ペースト状接着剤はその粘度挙動や劣化等により塗工量や塗工形状等に大きなバラツキを生じる。その結果、形成されるペースト状接着剤厚は不均一となるため半導体チップに係わる固着強度の信頼性が乏しい。即ち、ペースト状接着剤の塗工量が不足すると半導体チップと電極部材との間の固着強度が低くなり、後続のワイヤーボンディング工程で半導体チップが剥離する。一方、ペースト状接着剤の塗工量が多すぎると半導体チップの上までペースト状接着剤が流延して特性不良を生じ、歩留まりや信頼性が低下する。この様な固着処理に於ける問題は、半導体チップの大型化に伴って特に顕著なものとなっている。そのため、ペースト状接着剤の塗工量の制御を頻繁に行う必要があり、作業性や生産性に支障をきたす。

また、ペースト状接着剤の塗工方法としては、ペースト状接着剤をリードフレームや形成チップに別途塗布する方法がある。しかし、この方法では、ペースト状接着剤層の均一化が困難であり、またペースト状接着剤の塗布に特殊装置や長時間を必要とする。このため、ダイシング工程で半導体ウェハを接着保持するとともに、マウント工程に必要な半導体チップ固着用の接着剤層をも有するダイシング・ダイボンドフィルムが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

このダイシング・ダイボンドフィルムは、支持基材上に接着剤層（ダイボンドフィルム）を剥離可能に設けられたものであり、その接着剤層による保持下に半導体ウェハをダイシングしたのち、支持基材を延伸して半導体チップを接着剤層とともに剥離し、これを個々に回収してその接着剤層を介してリードフレーム等の被着体に固着させるようにしたものである。被着体に固着された半導体チップはモールド工程において封止樹脂により封止され、これにより半導体パッケージが製造される。

しかし、従来のダイシング・ダイボンドフィルムであると、高温で長時間の熱処理をしてダイボンドフィルムを熱硬化させた場合、半導体パッケージ中においてダイボンドフィルムと被着体との境界に気泡（ボイド）が溜まった状態になることがある。このボイドにより、例えば半導体関連部品の信頼性評価に用いられる耐湿半田リフロー試験等においては、ダイボンドフィルムと被着体との間で剥離が発生するという問題がある。

特開昭６０−５７６４２号公報

本発明は前記問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、ダイボンド後に高温で長時間熱処理をした場合にも、半導体パッケージ内において被着体との間で剥離やボイドが発生するのを防止し、耐湿リフロー性に優れた熱硬化型ダイボンドフィルム、及びそれを備えたダイシング・ダイボンドフィルムを提供することにある。

本願発明者等は、前記従来の問題点を解決すべく、熱硬化型ダイボンドフィルム、及びそれを備えたダイシング・ダイボンドフィルムについて検討した。その結果、下記構成を採用することにより、前記目的を達成できることを見出して、本発明を完成させるに至った。

本発明に係る熱硬化型ダイボンドフィルムは、前記の課題を解決する為に、半導体装置の製造に用いる熱硬化型ダイボンドフィルムであって、少なくともエポキシ樹脂、フェノール樹脂、重量平均分子量が１０万以上のアクリル共重合体及びフィラーにより形成され、酸価が１〜４の範囲内であることを特徴とする。

本発明の熱硬化型ダイボンドフィルムの酸価は１〜４の範囲内である。酸価を１以上にすることにより、熱硬化後においても高温下で十分な引張貯蔵弾性率を保持しているので、例えば耐湿半田リフロー試験等において熱硬化型ダイボンドフィルムの剥離が生じるのを防止することができる。その結果、高信頼性の半導体装置の製造を可能にする。その一方、酸価を４以下にすることにより、高温（例えば、１４０℃）で長時間（例えば、１２時間）の熱処理をした場合にも、モールド工程後の熱硬化型ダイボンドフィルムと配線基板等の被着体との境界に存在するボイドを消失させることができる。これにより、耐湿半田リフロー試験等における剥離の発生を防止し、耐湿リフロー性に優れた熱硬化型ダイボンドフィルムを提供することができる。また、前記アクリル共重合体の重量平均分子量は１０万以上であるため、被着体表面に対する高温時の接着性に優れ、かつ、耐熱性も向上させることができる。

前記構成に於いては、前記エポキシ樹脂とフェノール樹脂との合計重量Ｘと、前記アクリル共重合体の重量Ｙとの比率Ｘ／Ｙが０．１１〜４であることが好ましい。エポキシ樹脂及びフェノール樹脂とカルボキシル基含有アクリル共重合体の重量の比率Ｘ／Ｙを０．１１以上にすることにより、熱硬化後の引張貯蔵弾性率を所定値以上にすることができ、耐湿半田リフロー試験等においても高信頼性の半導体装置の製造を可能にする。その一方、Ｘ／Ｙを４以下にすることにより、フィルムの機械的強度を向上させるので自己支持性を良好なものにする。

また前記構成に於いては、熱硬化後の２６０℃における引張貯蔵弾性率が０．５ＭＰａ以上であることが好ましい。これにより、耐湿半田リフロー試験等においても高信頼性の半導体装置の製造を可能にする。

また、前記構成に於いては、前記アクリル共重合体のガラス転移点が−３０〜３０℃であることが好ましい。ガラス転移点をー３０℃以上にすることにより、耐熱性及び接着性を良好にする。その一方、ガラス転移点を３０℃以下にすることにより、半導体ウェハ等の被着体に対する接着力の確保が可能になる。

また前記構成に於いては、前記フィラーの平均粒径が０．００５〜１０μｍであることが好ましい。フィラーの平均粒径を０．００５μｍ以上にすることにより、被着体に対する濡れ性を良好なものにし、接着性の低下を抑制することができる。その一方、前記平均粒径を１０μｍ以下にすることにより、フィラーの添加による熱硬化型ダイボンドフィルムに対する補強効果を高め、耐熱性の向上が図れる。

また前記構成に於いては、前記フェノール樹脂が下記化学式で表されるビフェニル型フェノールノボラック樹脂であるであることが好ましい。

フェノール樹脂として前記化学式で表される樹脂を用いることにより、耐熱性の確保が可能になる。

また前記構成に於いて、前記アクリル共重合体は、酸価が１〜４の範囲内のカルボキシル基含有アクリル共重合体であることが好ましい。アクリル共重合体として酸価が１〜４のカルボキシル基含有アクリル共重合体を用いることにより、熱硬化型ダイボンドフィルム自体の酸価を１〜４の範囲内に調整することが容易になる。

また、本発明に係るダイシング・ダイボンドフィルムは、前記の課題を解決する為に、前記に記載の熱硬化型ダイボンドフィルムが、ダイシングフィルム上に積層された構造である。

本発明の熱硬化型ダイボンドフィルムは、酸価が１〜４の範囲内にあるので、熱硬化後においても高温下で十分な引張貯蔵弾性率を有しており、例えば耐湿半田リフロー試験等においても剥離の発生を防止することができる。その結果、高信頼性の半導体装置の製造を可能にするという効果を奏する。

本発明の実施の一形態に係るダイシング・ダイボンドフィルムを示す断面模式図である。 前記実施の形態に係る他のダイシング・ダイボンドフィルムを示す断面模式図である。 前記ダイシング・ダイボンドフィルムに於けるダイボンドフィルムを介して半導体チップを実装した例を示す断面模式図である。 前記ダイシング・ダイボンドフィルムに於けるダイボンドフィルムを介して半導体チップを３次元実装した例を示す断面模式図である。 前記ダイシング・ダイボンドフィルムを用いて、２つの半導体チップをスペーサを介してダイボンドフィルムにより３次元実装した例を示す断面模式図である。

（熱硬化型ダイボンドフィルム）
本発明の熱硬化型ダイボンドフィルム（以下、「ダイボンドフィルム」と言う）について、図１に示す様に基材１上に粘着剤層２が積層されてなるダイシングフィルム上に積層された態様を例にして以下に説明する。

本発明のダイボンドフィルム３は少なくともエポキシ樹脂、フェノール樹脂、アクリル共重合体、及びフィラーにより形成される。また、ダイボンドフィルム３の酸価は１〜４の範囲内が好ましく、１．５〜３．５の範囲内がより好ましく、１．５〜２．５の範囲内が特に好ましい。前記酸価が１以上であると、ダイボンドフィルム３は熱硬化後においても高温下で十分な引張貯蔵弾性率を備えるので、例えば耐湿半田リフロー試験等において熱硬化型ダイボンドフィルム３の剥離が生じるのを防止することができる。その結果、高信頼性の半導体装置の製造を可能にする。その一方、前記酸価が４以下であると、ダイボンドフィルム３が高温（例えば、１４０℃）で長時間（例えば、１２時間）熱処理された場合にも、被着体との境界に存在するボイドを消失させることができる。これにより、耐湿半田リフロー試験等における剥離の発生を防止し、耐湿リフロー性の向上が図れる。

尚、ダイボンドフィルム３の酸価の値は、ＪＩＳ Ｋ ００７０の「化学製品の酸価，けん化価，エステル価，よう素価，水酸基価及び不けん化物の試験方法」に基づき求めることができる。即ち、ダイボンドフィルム３から試料を１ｇを採取し、これをメチルエチルケトン１００ｍｌに加えて溶解させる。次に、この溶液に指示薬としての１％フェノールフタレインエタノール溶液を１〜３滴添加し、０．０２５ｍｏｌ／ｌの水酸化カリウム−エタノール溶液で滴定を行い、試料１ｇ中に含有する酸を中和するのに必要とする水酸化カリウムのｍｇ数を酸価として算出する。

前記エポキシ樹脂は、接着剤組成物として一般に用いられているものであれば特に限定はなく、例えばビスフェノールＡ型、ビスフェノールＦ型、ビスフェノールＳ型、臭素化ビスフェノールＡ型、水添ビスフェノールＡ型、ビスフェノールＡＦ型、ビフェニル型、ナフタレン型、フルオレイン型、フェノールノボラック型、オルソクレゾールノボラック型、トリスヒドロキシフェニルメタン型、テトラフェニロールエタン型等の二官能エポキシ樹脂や多官能エポキシ樹脂、又はヒダントイン型、トリスグリシジルイソシアヌレート型若しくはグリシジルアミン型等のエポキシ樹脂が用いられる。これらは単独で、又は２種以上を併用して用いることができる。これらのエポキシ樹脂のうちノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、トリスヒドロキシフェニルメタン型樹脂、テトラフェニロールエタン型エポキシ樹脂、ナフタレン骨格含有エポキシ樹脂が特に好ましい。このエポキシ樹脂は、硬化剤としてのフェノール樹脂との反応性に富み、耐熱性等に優れるからである。

更に、前記フェノール樹脂は、前記エポキシ樹脂の硬化剤として作用するものである。例えば、フェノールノボラック樹脂、フェノールアラルキル樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ｔｅｒｔ−ブチルフェノールノボラック樹脂、ノニルフェノールノボラック樹脂等のノボラック型フェノール樹脂、レゾール型フェノール樹脂、ポリパラオキシスチレン等のポリオキシスチレン等が挙げられる。これらは単独で、又は２種以上を併用して用いることができる。

前記に列挙したフェノール樹脂のうち、下記化学式で表されるビフェニル型フェノールノボラック樹脂を主成分とするものが特に好ましい。半導体装置の接続信頼性を向上させることができるからである。

尚、前記ｎは０〜１０の自然数であることが好ましく、０〜５の自然数であることがより好ましい。前記数値範囲内にすることにより、ダイボンドフィルム３の流動性の確保が図れる。

前記エポキシ樹脂とフェノール樹脂の配合割合は、例えば、前記エポキシ樹脂成分中のエポキシ基１当量当たりフェノール樹脂中の水酸基が０．５〜２．０当量になるように配合することが好適である。より好適なのは、０．８〜１．２当量である。即ち、両者の配合割合が前記範囲を外れると、十分な硬化反応が進まず、エポキシ樹脂硬化物の特性が劣化し易くなるからである。

前記アクリル共重合体としては、特に限定されるものではなく、炭素数３０以下、特に炭素数４〜１８の直鎖若しくは分岐のアルキル基を有するアクリル酸又はメタクリル酸のエステルの１種又は２種以上を成分とする共重合体等が挙げられる。前記アルキル基としては、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｔ−ブチル基、イソブチル基、アミル基、イソアミル基、ヘキシル基、ヘプチル基、シクロヘキシル基、２−エチルヘキシル基、オクチル基、イソオクチル基、ノニル基、イソノニル基、デシル基、イソデシル基、ウンデシル基、ラウリル基、トリデシル基、テトラデシル基、ステアリル基、オクタデシル基、又はドデシル基等が挙げられる。

また、前記共重合体を形成する他のモノマーとしては、特に限定されるものではなく、例えばアクリル酸、メタクリル酸、カルボキシエチルアクリレート、カルボキシペンチルアクリレート、イタコン酸、マレイン酸、フマール酸若しくはクロトン酸等の様なカルボキシル基含有モノマー、無水マレイン酸若しくは無水イタコン酸等の様な酸無水物モノマー、（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシエチル、（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシプロピル、（メタ）アクリル酸４−ヒドロキシブチル、（メタ）アクリル酸６−ヒドロキシヘキシル、（メタ）アクリル酸８−ヒドロキシオクチル、（メタ）アクリル酸１０−ヒドロキシデシル、（メタ）アクリル酸１２−ヒドロキシラウリル若しくは（４−ヒドロキシメチルシクロヘキシル）−メチルアクリレート等の様なヒドロキシル基含有モノマー、スチレンスルホン酸、アリルスルホン酸、２−（メタ）アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸、（メタ）アクリルアミドプロパンスルホン酸、スルホプロピル（メタ）アクリレート若しくは（メタ）アクリロイルオキシナフタレンスルホン酸等の様なスルホン酸基含有モノマー、又は２−ヒドロキシエチルアクリロイルホスフェート等の様な燐酸基含有モノマーが挙げられる。これらの中でも、アクリル共重合体のガラス転移温度を考慮して調整することが好ましい。アクリル共重合体の重合方法としては特に限定されず、例えば、溶液重合法、隗状重合法、懸濁重合法、乳化重合法等の従来公知の方法を採用することができる。尚、（メタ）アクリル酸とはアクリル酸及び／又はメタクリル酸をいい、本発明の（メタ）とは全て同様の意味である。

前記アクリル共重合体の重量平均分子量は１０万以上であり、好ましくは３０万〜３００万、より好ましくは５０万〜２００万である。重量平均分子量を１０万以上にすることにより、配線基板等の被着体表面に対する高温時の接着性に優れ、かつ、耐熱性も向上させることができる。尚、重量平均分子量が３００万以下であると、ダイボンド性の点で好ましい。重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）法による標準ポリスチレンによる検量線を用いたポリスチレン換算値である。

前記アクリル共重合体のガラス転移点（Ｔｇ）は−３０〜３０℃であることが好ましく、−２０〜１５℃であることがより好ましい。ガラス転移点が−３０℃以上であれば、放射線照射に伴う熱に対する耐熱性が確保され得る。その一方、３０℃以下であれば、半導体ウェハ等の被着体に対する接着力が確保され得る。

前記アクリル共重合体に於いては、カルボキシル基含有アクリル共重合体が好ましい。更に、前記カルボキシル基含有アクリル共重合体としては、酸価が１〜４、好ましくは１．５〜３．５、より好ましくは１．５〜２．５の共重合体が好ましい。ダイボンドフィルム３の構成成分として酸価が１以上のカルボキシル基含有アクリル共重合体を用いることにより、ダイボンドフィルム３自体の酸価を１以上に調整することができる。その結果、熱硬化後においても高温下で十分な引張貯蔵弾性率を備えるので、例えば耐湿半田リフロー試験等においてダイボンドフィルム３の剥離を防止し得る。その一方、酸価が４以下のカルボキシル基含有アクリル共重合体を用いることにより、ダイボンドフィルム３自体の酸価を４以下に調整することができる。その結果、ダイボンドフィルム３が高温（例えば、１４０℃）で長時間（例えば、１２時間）熱処理された場合にも、被着体との境界に存在するボイドを消失させ、これにより、耐湿半田リフロー試験等における剥離の発生を防止し、耐湿リフロー性の向上が図れる。

尚、カルボキシル基含有アクリル共重合体の酸価は、ＪＩＳ Ｋ ００７０の「化学製品の酸価，けん化価，エステル価，よう素価，水酸基価及び不けん化物の試験方法」に基づき求めることができる。即ち、アクリル共重合体１ｇをメチルエチルケトン１００ｍｌに加えて溶解させる。次に、この溶液に指示薬としての１％フェノールフタレインエタノール溶液を１〜３滴添加し、０．０２５ｍｏｌ／ｌの水酸化カリウム−エタノール溶液で滴定を行い、試料１ｇ中に含有する酸を中和するのに必要とする水酸化カリウムのｍｇ数を酸価として算出する。

尚、前記被着体としては、リードフレーム、ＴＡＢフィルム、基板又は別途作製したチップ状ワーク等が挙げられる。また、被着体は、例えば容易に変形されるような変形型被着体であってもよく、変形することが困難な非変形型被着体（半導体ウェハ等）であってもよい。前記リードフレームとしては、Ｃｕリードフレーム、４２Ａｌｌｏｙリードフレーム等の金属リードフレームやガラスエポキシ、ＢＴ（ビスマレイミド−トリアジン）、ポリイミド等からなる有機基板を使用することができる。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、半導体素子をマウントし、半導体素子と電気的に接続して使用可能な回路基板も含まれる。

カルボキシル基含有アクリル共重合体に用いる官能基モノマーとしてはアクリル酸又はメタクリル酸が挙げられる。アクリル酸又はメタクリル酸の含有量は酸価が１〜４の範囲内となる様に調節される。その残部は、メチルアクリレート、メチルメタクリレートなどの炭素数１〜８のアルキル基を有するアルキルアクリレート、アルキルメタクリレート、スチレン、又はアクリロニトリル等の混合物を用いることができる。これらの中でも、エチル（メタ）アクリレート及び／又はブチル（メタ）アクリレートが特に好ましい。混合比率は、後述する前記アクリル共重合体のガラス転移点（Ｔｇ）を考慮して調整することが好ましい。また、重合方法としては特に限定されず、例えば、溶液重合法、隗状重合法、懸濁重合法、乳化重合法等の従来公知の方法を採用することができる。

前記エポキシ樹脂とフェノール樹脂との合計重量をＸとし、前記アクリル共重合体の重量をＹとしたときの比率Ｘ／Ｙは、０．１１〜４が好ましく、０．１１〜１がより好ましく、０．１１〜０．５が特に好ましい。比率Ｘ／Ｙが０．１１以上であると、熱硬化後の２６０℃における引張貯蔵弾性率を０．５ＭＰａ以上にすることができ、耐湿半田リフロー試験等においても高信頼性の半導体装置の製造を可能にする。その一方、配合比率Ｘ／Ｙが４以下であると、フィルムの機械的強度を向上させるので自己支持性を良好なものにする。

前記フィラーとしては、無機フィラー又は有機フィラーが挙げられる。取り扱い性及び熱伝導性の向上、溶融粘度の調整、並びにチキソトロピック性の付与等の観点からは、無機フィラーが好ましい。

前記無機フィラーとしては特に限定されず、例えば、シリカ、水酸化アルミニウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、三酸化アンチモン、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、ホウ酸アルミニウム、窒化ホウ素、結晶質シリカ、非晶質シリカ等が挙げられる。これらは単独で、又は２種以上を併用して用いることができる。熱伝導性の向上の観点からは、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、結晶性シリカ、非晶質シリカ等が好ましい。また、ダイボンドフィルム３の接着性とのバランスの観点からは、シリカが好ましい。また、前記有機フィラーとしては、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリエステルイミド、ナイロン、シリコーン等が挙げられる。これらは単独で、又は２種以上を併用して用いることができる。

前記フィラーの平均粒径は、０．００５〜１０μｍが好ましく、０．０５〜１μｍがより好ましい。フィラーの平均粒径が０．００５μｍ以上であると、被着体に対する濡れ性を良好なものにし、接着性の低下を抑制することができる。その一方、前記平均粒径を１０μｍ以下にすることにより、フィラーの添加によるダイボンドフィルム３に対する補強効果を高め、耐熱性の向上が図れる。尚、平均粒径が相互に異なるフィラー同士を組み合わせて使用してもよい。また、フィラーの平均粒径は、例えば、光度式の粒度分布計（ＨＯＲＩＢＡ製、装置名；ＬＡ−９１０）により求めた値である。

フィラーの含有量は、エポキシ樹脂、フェノール樹脂及びアクリル共重合体の合計１００重量部に対し、０重量部を超えて８０重量部以下であることが好ましく、０重量部を超えて７０重量部以下であることがより好ましい。フィラーの含有量が０重量部であるとフィラー添加による補強効果が小さくなり、ダイボンドフィルム３の耐熱性が低下する傾向がある。その一方、含有量が８０重量部を超えると被着体に対する濡れ性が低下し、接着性が低下する傾向がある。

前記フィラーの形状は特に限定されず、例えば球状、楕円体状のものを使用することができる。

また、ダイボンドフィルム３には、必要に応じて他の添加剤を適宜に配合することができる。他の添加剤としては、例えば難燃剤、シランカップリング剤又はイオントラップ剤等が挙げられる。

前記難燃剤としては、例えば、三酸化アンチモン、五酸化アンチモン、臭素化エポキシ樹脂等が挙げられる。これらは、単独で、又は２種以上を併用して用いることができる。

前記シランカップリング剤としては、例えば、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エトキシシラン等が挙げられる。これらの化合物は、単独で又は２種以上を併用して用いることができる。

前記イオントラップ剤としては、例えばハイドロタルサイト類、水酸化ビスマス等が挙げられる。これらは、単独で又は２種以上を併用して用いることができる。

前記ダイボンドフィルム３の熱硬化後の２６０℃における引張貯蔵弾性率は０．５ＭＰａ以上であることが好ましい。引張貯蔵弾性率を０．５ＭＰａ以上にすることにより、耐湿半田リフロー試験等においても高信頼性の半導体装置の製造を可能にする。

ダイボンドフィルム３の厚さ（積層体の場合は、総厚）は特に限定されないが、例えば、５〜１００μｍ程度、好ましくは５〜５０μｍ程度である。

尚、ダイボンドフィルムは、例えば接着剤層の単層のみからなる構成とすることができる。また、ガラス転移温度の異なる熱可塑性樹脂、熱硬化温度の異なる熱硬化性樹脂を適宜に組み合わせて、２層以上の多層構造にしてもよい。尚、半導体ウェハのダイシング工程では切削水を使用することから、ダイボンドフィルムが吸湿して、常態以上の含水率になる場合がある。この様な高含水率のまま、基板等に接着させると、アフターキュアの段階で接着界面に水蒸気が溜まり、浮きが発生する場合がある。従って、ダイボンドフィルムとしては、透湿性の高いコア材料を接着剤層で挟んだ構成とすることにより、アフターキュアの段階では、水蒸気がフィルムを通じて拡散して、かかる問題を回避することが可能となる。かかる観点から、ダイボンドフィルムはコア材料の片面又は両面に接着剤層を形成した多層構造にしてもよい。

前記コア材料としては、フィルム（例えばポリイミドフィルム、ポリエステルフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム、ポリカーボネートフィルム等）、ガラス繊維やプラスチック製不織繊維で強化された樹脂基板、ミラーシリコンウェハ、シリコン基板又はガラス基板等が挙げられる。

また、ダイボンドフィルム３は、セパレータにより保護されていることが好ましい（図示せず）。セパレータは、実用に供するまでダイボンドフィルムを保護する保護材としての機能を有している。また、セパレータは、更に、ダイシングフィルムにダイボンドフィルム３を転写する際の支持基材として用いることができる。セパレータはダイボンドフィルム上にワークを貼着する際に剥がされる。セパレータとしては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレン、ポリプロピレンや、フッ素系剥離剤、長鎖アルキルアクリレート系剥離剤等の剥離剤により表面コートされたプラスチックフィルムや紙等も使用可能である。

前記ダイシングフィルムとしては、例えば基材１上に粘着剤層２を積層したものが挙げられる。ダイボンドフィルム３は、粘着剤層２上に積層される。また図２に示すように、半導体ウェハ貼り付け部分にのみダイボンドフィルム３’を形成した構成であってもよい。

前記基材１はダイシング・ダイボンドフィルム１０、１１の強度母体となるものである。例えば、低密度ポリエチレン、直鎖状ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、超低密度ポリエチレン、ランダム共重合ポリプロピレン、ブロック共重合ポリプロピレン、ホモポリプロレン、ポリブテン、ポリメチルペンテン等のポリオレフィン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、アイオノマー樹脂、エチレン−（メタ）アクリル酸共重合体、エチレン−（メタ）アクリル酸エステル（ランダム、交互）共重合体、エチレン−ブテン共重合体、エチレン−ヘキセン共重合体、ポリウレタン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリアミド、全芳香族ポリアミド、ポリフェニルスルフイド、アラミド（紙）、ガラス、ガラスクロス、フッ素樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、セルロース系樹脂、シリコーン樹脂、金属（箔）、紙等が挙げられる。粘着剤層２が紫外線硬化型である場合、基材１は紫外線に対し透過性を有するものが好ましい。

また基材１の材料としては、前記樹脂の架橋体等のポリマーが挙げられる。前記プラスチックフィルムは、無延伸で用いてもよく、必要に応じて一軸又は二軸の延伸処理を施したものを用いてもよい。延伸処理等により熱収縮性を付与した樹脂シートによれば、ダイシング後にその基材１を熱収縮させることにより粘着剤層２とダイボンド層３、３’との接着面積を低下させて、半導体チップの回収の容易化を図ることができる。

基材１の表面は、隣接する層との密着性、保持性等を高める為、慣用の表面処理、例えば、クロム酸処理、オゾン暴露、火炎暴露、高圧電撃暴露、イオン化放射線処理等の化学的又は物理的処理、下塗剤（例えば、後述する粘着物質）によるコーティング処理を施すことができる。

前記基材１は、同種又は異種のものを適宜に選択して使用することができ、必要に応じて数種をブレンドしたものを用いることができる。また、基材１には、帯電防止能を付与する為、前記の基材１上に金属、合金、これらの酸化物等からなる厚さが３０〜５００Å程度の導電性物質の蒸着層を設けることができる。基材１は単層又は２種以上の複層でもよい。

基材１の厚さは、特に制限されず適宜に決定できるが、一般的には５〜２００μｍ程度である。

前記粘着剤層２は紫外線硬化型粘着剤を含み構成されている。紫外線硬化型粘着剤は、紫外線の照射により架橋度を増大させてその粘着力を容易に低下させることができ、図２に示す粘着剤層２の半導体ウェハ貼り付け部分に対応する部分２ａのみを紫外線照射することにより他の部分２ｂとの粘着力の差を設けることができる。

また、図２に示すダイボンドフィルム３’に合わせて紫外線硬化型の粘着剤層２を硬化させることにより、粘着力が著しく低下した前記部分２ａを容易に形成できる。硬化し、粘着力の低下した前記部分２ａにダイボンドフィルム３’が貼付けられる為、粘着剤層２の前記部分２ａとダイボンドフィルム３’との界面は、ピックアップ時に容易に剥がれる性質を有する。一方、紫外線を照射していない部分は十分な粘着力を有しており、前記部分２ｂを形成する。

前述の通り、図１に示すダイシング・ダイボンドフィルム１０の粘着剤層２に於いて、未硬化の紫外線硬化型粘着剤により形成されている前記部分２ｂはダイボンドフィルム３と粘着し、ダイシングする際の保持力を確保できる。この様に紫外線硬化型粘着剤は、半導体チップを基板等の被着体に固着する為のダイボンドフィルム３を、接着・剥離のバランスよく支持することができる。図２に示すダイシング・ダイボンドフィルム１１の粘着剤層２に於いては、前記部分２ｂがウェハリング１６を固定することができる。前記被着体６としては特に限定されず、例えば、ＢＧＡ基板等の各種基板、リードフレーム、半導体素子、スペーサ等が挙げられる。

前記紫外線硬化型粘着剤は、炭素−炭素二重結合等の紫外線硬化性の官能基を有し、かつ粘着性を示すものを特に制限なく使用することができる。紫外線硬化型粘着剤としては、例えば、アクリル系粘着剤、ゴム系粘着剤等の一般的な感圧性粘着剤に、紫外線硬化性のモノマー成分やオリゴマー成分を配合した添加型の紫外線硬化型粘着剤を例示できる。

前記感圧性粘着剤としては、半導体ウェハやガラス等の汚染をきらう電子部品の超純水やアルコール等の有機溶剤による清浄洗浄性等の点から、アクリル系ポリマーをベースポリマーとするアクリル系粘着剤が好ましい。

前記アクリル系ポリマーとしては、例えば、（メタ）アクリル酸アルキルエステル（例えば、メチルエステル、エチルエステル、プロピルエステル、イソプロピルエステル、ブチルエステル、イソブチルエステル、ｓ−ブチルエステル、ｔ−ブチルエステル、ペンチルエステル、イソペンチルエステル、ヘキシルエステル、ヘプチルエステル、オクチルエステル、２−エチルヘキシルエステル、イソオクチルエステル、ノニルエステル、デシルエステル、イソデシルエステル、ウンデシルエステル、ドデシルエステル、トリデシルエステル、テトラデシルエステル、ヘキサデシルエステル、オクタデシルエステル、エイコシルエステル等のアルキル基の炭素数１〜３０、特に炭素数４〜１８の直鎖状又は分岐鎖状のアルキルエステル等）及び（メタ）アクリル酸シクロアルキルエステル（例えば、シクロペンチルエステル、シクロヘキシルエステル等）の１種又は２種以上を単量体成分として用いたアクリル系ポリマー等が挙げられる。尚、（メタ）アクリル酸エステルとはアクリル酸エステル及び／又はメタクリル酸エステルをいい、本発明の（メタ）とは全て同様の意味である。

前記アクリル系ポリマーは、凝集力、耐熱性等の改質を目的として、必要に応じ、前記（メタ）アクリル酸アルキルエステル又はシクロアルキルエステルと共重合可能な他のモノマー成分に対応する単位を含んでいてもよい。この様なモノマー成分として、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、カルボキシエチル（メタ）アクリレート、カルボキシペンチル（メタ）アクリレート、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、クロトン酸等のカルボキシル基含有モノマー；無水マレイン酸、無水イタコン酸等の酸無水物モノマー；（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシエチル、（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシプロピル、（メタ）アクリル酸４−ヒドロキシブチル、（メタ）アクリル酸６−ヒドロキシヘキシル、（メタ）アクリル酸８−ヒドロキシオクチル、（メタ）アクリル酸１０−ヒドロキシデシル、（メタ）アクリル酸１２−ヒドロキシラウリル、（４−ヒドロキシメチルシクロヘキシル）メチル（メタ）アクリレート等のヒドロキシル基含有モノマー；スチレンスルホン酸、アリルスルホン酸、２−（メタ）アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸、（メタ）アクリルアミドプロパンスルホン酸、スルホプロピル（メタ）アクリレート、（メタ）アクリロイルオキシナフタレンスルホン酸等のスルホン酸基含有モノマー；２−ヒドロキシエチルアクリロイルホスフェート等のリン酸基含有モノマー；アクリルアミド、アクリロニトリル等が挙げられる。これら共重合可能なモノマー成分は、１種又は２種以上使用できる。これら共重合可能なモノマーの使用量は、全モノマー成分の４０重量％以下が好ましい。

更に、前記アクリル系ポリマーは、架橋させる為、多官能性モノマー等も、必要に応じて共重合用モノマー成分として含むことができる。この様な多官能性モノマーとして、例えば、ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、（ポリ）エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、（ポリ）プロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、エポキシ（メタ）アクリレート、ポリエステル（メタ）アクリレート、ウレタン（メタ）アクリレート等が挙げられる。これらの多官能性モノマーも１種又は２種以上用いることができる。多官能性モノマーの使用量は、粘着特性等の点から、全モノマー成分の３０重量％以下が好ましい。

前記アクリル系ポリマーは、単一モノマー又は２種以上のモノマー混合物を重合に付すことにより得られる。重合は、溶液重合、乳化重合、塊状重合、懸濁重合等の何れの方式で行うこともできる。清浄な被着体への汚染防止等の点から、低分子量物質の含有量が小さいのが好ましい。この点から、アクリル系ポリマーの数平均分子量は、好ましくは３０万以上、更に好ましくは４０万〜３００万程度である。

また、前記粘着剤には、ベースポリマーであるアクリル系ポリマー等の数平均分子量を高める為、外部架橋剤を適宜に採用することもできる。外部架橋方法の具体的手段としては、ポリイソシアネート化合物、エポキシ化合物、アジリジン化合物、メラミン系架橋剤等のいわゆる架橋剤を添加し反応させる方法が挙げられる。外部架橋剤を使用する場合、その使用量は、架橋すべきベースポリマーとのバランスにより、更には、粘着剤としての使用用途によって適宜決定される。一般的には、前記ベースポリマー１００重量部に対して、５重量部程度以下、更には０．１〜５重量部配合するのが好ましい。更に、粘着剤には、必要により、前記成分のほかに、従来公知の各種の粘着付与剤、老化防止剤等の添加剤を用いてもよい。

配合する前記紫外線硬化性のモノマー成分としては、例えば、ウレタンオリゴマー、ウレタン（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、テトラメチロールメタンテトラ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ペンタエリストールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリストールモノヒドロキシペンタ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、１，４−ブタンジオールジ（メタ）アクリレート等が挙げられる。また紫外線硬化性のオリゴマー成分はウレタン系、ポリエーテル系、ポリエステル系、ポリカーボネート系、ポリブタジエン系等種々のオリゴマーがあげられ、その分子量が１００〜３００００程度の範囲のものが適当である。紫外線硬化性のモノマー成分やオリゴマー成分の配合量は、前記粘着剤層の種類に応じて、粘着剤層の粘着力を低下できる量を、適宜に決定することができる。一般的には、粘着剤を構成するアクリル系ポリマー等のベースポリマー１００重量部に対して、例えば５〜５００重量部、好ましくは４０〜１５０重量部程度である。

また、紫外線硬化型粘着剤としては、前記説明した添加型の紫外線硬化型粘着剤のほかに、ベースポリマーとして、炭素−炭素二重結合をポリマー側鎖又は主鎖中もしくは主鎖末端に有するものを用いた内在型の紫外線硬化型粘着剤が挙げられる。内在型の紫外線硬化型粘着剤は、低分子量成分であるオリゴマー成分等を含有する必要がなく、又は多くは含まない為、経時的にオリゴマー成分等が粘着剤中を移動することなく、安定した層構造の粘着剤層を形成することができる為好ましい。

前記炭素−炭素二重結合を有するベースポリマーは、炭素−炭素二重結合を有し、かつ粘着性を有するものを特に制限なく使用できる。この様なベースポリマーとしては、アクリル系ポリマーを基本骨格とするものが好ましい。アクリル系ポリマーの基本骨格としては、前記例示したアクリル系ポリマーが挙げられる。

前記アクリル系ポリマーへの炭素−炭素二重結合の導入法は特に制限されず、様々な方法を採用できるが、炭素−炭素二重結合はポリマー側鎖に導入するのが分子設計において容易である。例えば、予め、アクリル系ポリマーに官能基を有するモノマーを共重合した後、この官能基と反応しうる官能基及び炭素−炭素二重結合を有する化合物を、炭素−炭素二重結合の紫外線硬化性を維持したまま縮合又は付加反応させる方法が挙げられる。

これら官能基の組合せの例としては、カルボン酸基とエポキシ基、カルボン酸基とアジリジル基、ヒドロキシル基とイソシアネート基等が挙げられる。これら官能基の組合せのなかでも反応追跡の容易さから、ヒドロキシル基とイソシアネート基との組合せが好適である。また、これら官能基の組み合わせにより、前記炭素−炭素二重結合を有するアクリル系ポリマーを生成するような組合せであれば、官能基はアクリル系ポリマーと前記化合物のいずれの側にあってもよいが、前記の好ましい組み合わせでは、アクリル系ポリマーがヒドロキシル基を有し、前記化合物がイソシアネート基を有する場合が好適である。この場合、炭素−炭素二重結合を有するイソシアネート化合物としては、例えば、メタクリロイルイソシアネート、２−メタクリロイルオキシエチルイソシアネート、ｍ−イソプロペニル−α，α−ジメチルベンジルイソシアネート等が挙げられる。また、アクリル系ポリマーとしては、前記例示のヒドロキシ基含有モノマーや２−ヒドロキシエチルビニルエーテル、４−ヒドロキシブチルビニルエーテル、ジエチレングルコールモノビニルエーテルのエーテル系化合物等を共重合したものが用いられる。

前記内在型の紫外線硬化型粘着剤は、前記炭素−炭素二重結合を有するベースポリマー（特にアクリル系ポリマー）を単独で使用することができるが、特性を悪化させない程度に前記紫外線硬化性のモノマー成分やオリゴマー成分を配合することもできる。紫外線硬化性のオリゴマー成分等は、通常ベースポリマー１００重量部に対して３０重量部の範囲内であり、好ましくは０〜１０重量部の範囲である。

前記紫外線硬化型粘着剤には、紫外線等により硬化させる場合には光重合開始剤を含有させる。光重合開始剤としては、例えば、４−（２−ヒドロキシエトキシ）フェニル（２−ヒドロキシ−２−プロピル）ケトン、α−ヒドロキシ−α，α’−ジメチルアセトフェノン、２−メチル−２−ヒドロキシプロピオフェノン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン等のα−ケトール系化合物；メトキシアセトフェノン、２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン、２，２−ジエトキシアセトフェノン、２−メチル−１−［４−（メチルチオ）−フェニル］−２−モルホリノプロパン−１等のアセトフェノン系化合物；ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、アニソインメチルエーテル等のベンゾインエーテル系化合物；ベンジルジメチルケタール等のケタール系化合物；２−ナフタレンスルホニルクロリド等の芳香族スルホニルクロリド系化合物；１−フェノン−１，１―プロパンジオン−２−（ｏ−エトキシカルボニル）オキシム等の光活性オキシム系化合物；ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、３，３’−ジメチル−４−メトキシベンゾフェノン等のベンゾフェノン系化合物；チオキサンソン、２−クロロチオキサンソン、２−メチルチオキサンソン、２，４−ジメチルチオキサンソン、イソプロピルチオキサンソン、２，４−ジクロロチオキサンソン、２，４−ジエチルチオキサンソン、２，４−ジイソプロピルチオキサンソン等のチオキサンソン系化合物；カンファーキノン；ハロゲン化ケトン；アシルホスフィノキシド；アシルホスフォナート等が挙げられる。光重合開始剤の配合量は、粘着剤を構成するアクリル系ポリマー等のベースポリマー１００重量部に対して、例えば０．０５〜２０重量部程度である。

また紫外線硬化型粘着剤としては、例えば、特開昭６０−１９６９５６号公報に開示されている、不飽和結合を２個以上有する付加重合性化合物、エポキシ基を有するアルコキシシラン等の光重合性化合物と、カルボニル化合物、有機硫黄化合物、過酸化物、アミン、オニウム塩系化合物等の光重合開始剤とを含有するゴム系粘着剤やアクリル系粘着剤等が挙げられる。

前記粘着剤層２に前記部分２ａを形成する方法としては、基材１に紫外線硬化型の粘着剤層２を形成した後、前記部分２ａに部分的に紫外線を照射し硬化させる方法が挙げられる。部分的な紫外線照射は、半導体ウェハ貼り付け部分３ａ以外の部分３ｂ等に対応するパターンを形成したフォトマスクを介して行うことができる。また、スポット的に紫外線を照射し硬化させる方法等が挙げられる。紫外線硬化型の粘着剤層２の形成は、セパレータ上に設けたものを基材１上に転写することにより行うことができる。部分的な紫外線硬化はセパレータ上に設けた紫外線硬化型の粘着剤層２に行うこともできる。

ダイシング・ダイボンドフィルム１０の粘着剤層２に於いては、前記部分２ａの粘着力＜その他の部分２ｂの粘着力、となるように粘着剤層２の一部を紫外線照射してもよい。即ち、基材１の少なくとも片面の、半導体ウェハ貼り付け部分３ａに対応する部分以外の部分の全部又は一部が遮光されたものを用い、これに紫外線硬化型の粘着剤層２を形成した後に紫外線照射して、半導体ウェハ貼り付け部分３ａに対応する部分を硬化させ、粘着力を低下させた前記部分２ａを形成することができる。遮光材料としては、支持フィルム上でフォトマスクになりえるものを印刷や蒸着等で作製することができる。これにより、効率よく本発明のダイシング・ダイボンドフィルム１０を製造可能である。

尚、紫外線照射の際に、酸素による硬化阻害が起こる場合は、紫外線硬化型の粘着剤層２の表面から酸素（空気）を遮断するのが望ましい。その方法としては、例えば粘着剤層２の表面をセパレータで被覆する方法や、窒素ガス雰囲気中で紫外線等の紫外線の照射を行う方法等が挙げられる。

粘着剤層２の厚さは、特に限定されないが、チップ切断面の欠け防止や接着層の固定保持の両立性等の点よりは、１〜５０μｍ程度であるのが好ましい。好ましくは２〜３０μｍ、更には５〜２５μｍが好ましい。

（半導体装置の製造方法）
次に、本実施の形態に係るダイボンドフィルムを用いた半導体装置の製造方法について説明する。図３はダイボンドフィルムを介して半導体素子を実装した例を示す断面模式図である。

本実施の形態に係る半導体装置の製造方法は、半導体チップ（半導体素子）５を被着体６上にダイボンドフィルム３ａを介して固着する固着工程と、ワイヤーボンディングをするワイヤーボンディング工程とを有する。さらに、半導体チップ５を封止樹脂８で封止する樹脂封止工程と、当該封止樹脂８をアフターキュアする後硬化工程とを有する。

前記固着工程は、図１に示すように、半導体チップ５を、ダイボンドフィルム３ａを介して被着体６にダイボンドする工程である。当該工程は、所定条件下での熱処理を行うことにより、ダイボンドフィルム３ａを熱硬化させて半導体チップ５を被着体６上に完全に接着させる。熱処理を行う際の温度は、８０〜２００℃以下で行うのが好ましく、１００℃〜１８０℃の範囲内で行うのがより好ましい。また、熱処理時間は０時間を超えて１２時間以下で行うことが好ましく、０時間を超えて８時間以下で行うことがより好ましい。但し、熱処理は、ダイボンドフィルム３ａを熱硬化させなくても半導体チップ５を被着体６上に固着可能な場合、省略可能である。半導体チップ５を被着体６上に固着する方法としては、例えば被着体６上にダイボンドフィルム３ａを積層した後、ダイボンドフィルム３ａ上に、ワイヤーボンド面が上側となる様にして半導体チップ５を順次積層して固着する方法が挙げられる。また、予めダイボンドフィルム３ａが固着された半導体チップ５を被着体６に固着して積層してもよい。

前記ワイヤーボンディング工程は、被着体６の端子部（インナーリード）の先端と半導体チップ５上の電極パッド（図示しない）とをボンディングワイヤー７で電気的に接続する工程である。前記ボンディングワイヤー７としては、例えば金線、アルミニウム線又は銅線等が用いられる。ワイヤーボンディングを行う際の温度は、８０〜２５０℃、好ましくは８０〜２２０℃の範囲内で行われる。また、その加熱時間は数秒〜数分間行われる。結線は、前記温度範囲内となる様に加熱された状態で、超音波による振動エネルギーと印加加圧による圧着エネルギーの併用により行われる。

前記樹脂封止工程は、封止樹脂８により半導体チップ５を封止する工程である。本工程は、被着体６に搭載された半導体チップ５やボンディングワイヤー７を保護する為に行われる。本工程は、封止用の樹脂を金型で成型することにより行う。封止樹脂８としては、例えばエポキシ系の樹脂を使用する。樹脂封止の際の加熱温度は、通常１７５℃で６０〜９０秒間行われるが、本発明はこれに限定されず、例えば１６５〜１８５℃で、数分間キュアすることができる。これにより、封止樹脂を硬化させる。本発明においては、ダイボンド工程において、ダイボンドフィルム３ａを熱硬化させる為に熱処理を行う場合にも、封止樹脂工程後において、ダイボンドフィルム３ａと被着体６との間のボイドを消失させることができる。

前記後硬化工程に於いては、前記封止工程で硬化不足の封止樹脂８を完全に硬化させる。本工程に於ける加熱温度は、封止樹脂の種類により異なるが、例えば１６５〜１８５℃の範囲内であり、加熱時間は０．５〜８時間程度である。

以上の様にして得られた半導体パッケージは、例えば耐湿半田リフロー試験を行った場合にも当該試験に耐え得る高信頼性を有する。耐湿半田リフロー試験は従来公知の方法にて行われる。

また、本発明のダイシング・ダイボンドフィルムは、図４に示すように、複数の半導体チップを積層して３次元実装をする場合にも好適に用いることができる。図４は、ダイボンドフィルムを介して半導体チップを３次元実装した例を示す断面模式図である。図４に示す３次元実装の場合、先ず半導体チップと同サイズとなる様に切り出した少なくとも１つのダイボンドフィルム３ａを被着体６上に固着した後、ダイボンドフィルム３ａを介して半導体チップ１５を、そのワイヤーボンド面が上側となる様にして固着する。次に、ダイボンドフィルム１３を半導体チップ５の電極パッド部分を避けて固着する。更に、他の半導体チップ１５をダイボンドフィルム１３上に、そのワイヤーボンド面が上側となる様にして仮固着する。

次に、ワイヤーボンディング工程を行う。これにより、半導体チップ５及び他の半導体チップ１５に於けるそれぞれの電極パッドと、被着体６とをボンディングワイヤー７で電気的に接続する。

続いて、封止樹脂８により半導体チップ５等を封止する封止工程を行い、封止樹脂を硬化させる。それと共に、ダイボンドフィルム３ａにより被着体６と半導体チップ５との間を固着する。また、ダイボンドフィルム１３により半導体チップ５と他の半導体チップ１５との間も固着させる。尚、封止工程の後、後硬化工程を行ってもよい。

半導体チップの３次元実装の場合に於いても、ダイボンドフィルム３ａ、１３の加熱による加熱処理を行わないので、製造工程の簡素化及び歩留まりの向上が図れる。また、被着体６に反りが生じたり、半導体チップ５及び他の半導体チップ１５にクラックが発生したりすることもないので、半導体素子の一層の薄型化が可能になる。

また、図５に示すように、半導体チップ間にダイボンドフィルムを介してスペーサを積層させた３次元実装としてもよい。図５は、２つの半導体チップをスペーサを介してダイボンドフィルムにより３次元実装した例を示す断面模式図である。

図５に示す３次元実装の場合、先ず被着体６上にダイボンドフィルム３ａ、半導体チップ５及びダイボンドフィルム２１を順次積層して仮固着する。更に、ダイボンドフィルム２１上に、スペーサ９、ダイボンドフィルム２１、ダイボンドフィルム３ａ及び半導体チップ５を順次積層して固着する。

次に、図５に示すように、ワイヤーボンディング工程を行う。これにより、半導体チップ５に於ける電極パッドと被着体６とをボンディングワイヤー７で電気的に接続する。

続いて、封止樹脂８により半導体チップ５を封止する封止工程を行い、封止樹脂８を硬化させる。これにより、半導体パッケージが得られる。封止工程は、半導体チップ５側のみを片面封止する一括封止法が好ましい。封止は粘着シート上に貼り付けられた半導体チップ５を保護するために行われ、その方法としては封止樹脂８を用いて金型中で成型されるのが代表的である。その際、複数のキャビティを有する上金型と下金型からなる金型を用いて、同時に封止工程を行うのが一般的である。樹脂封止時の加熱温度は、例えば１７０〜１８０℃の範囲内であることが好ましい。封止工程の後に、後硬化工程を行ってもよい。

尚、前記スペーサ９としては、特に限定されるものではなく、例えば従来公知のシリコンチップ、ポリイミドフィルム等を用いることができる。また、前記スペーサとしてコア材料を用いることができる。コア材料としては特に限定されるものではなく、従来公知のものを用いることができる。具体的には、フィルム（例えばポリイミドフィルム、ポリエステルフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム、ポリカーボネートフィルム等）、ガラス繊維やプラスチック製不織繊維で強化された樹脂基板、ミラーシリコンウェハ、シリコン基板又はガラス基板等を使用できる。

次に、プリント配線板上に、前記の半導体パッケージを表面実装する。表面実装の方法としては、例えば、プリント配線板上に予めハンダを供給した後、温風などにより加熱溶融しハンダ付けを行うリフローハンダ付けが挙げられる。加熱方法としては、熱風リフロー、赤外線リフロー等が挙げられる。また、全体加熱、局部加熱の何れの方式でもよい。加熱温度は２４０〜２６５℃、加熱時間は１〜２０秒の範囲内であることが好ましい。

（その他の事項）
前記基板等上に半導体素子を３次元実装する場合、半導体素子の回路が形成される面側には、バッファーコート膜が形成されている。当該バッファーコート膜としては、例えば窒化珪素膜やポリイミド樹脂等の耐熱樹脂からなるものが挙げられる。

また、半導体素子の３次元実装の際に、各段で使用されるダイボンドフィルムは同一組成からなるものに限定されるものではなく、製造条件や用途等に応じて適宜変更可能である。

また、前記実施の形態に於いては、基板等に複数の半導体素子を積層させた後に、一括してワイヤーボンディング工程を行う態様について述べたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、半導体素子を基板等の上に積層する度にワイヤーボンディング工程を行うことも可能である。

以下に、この発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但し、この実施例に記載されている材料や配合量等は、特に限定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

（実施例１）
エポキシ樹脂（ＪＥＲ（株）製、エピコート１００１）７０重量部、フェノール樹脂（三井化学（株）製、ＭＥＨ７８５１）３０重量部、カルボキシル基含有アクリル共重合体として酸価１．５のアクリル酸エステル系ポリマー（重量平均分子量８０万、ガラス転移点５℃）４２０重量部、及びフィラーとしての球状シリカ（平均粒径０．５μｍ、アドマテックス（株）製、ＳＯ−２５Ｒ）２７０重量部をメチルエチルケトンに溶解させ、濃度２３．６重量％の接着剤組成物溶液を得た。尚、前記アクリル酸エステル系ポリマーは、メタクリル酸エチル３０重量％、メタクリル酸ブチル４０重量％、及びアクリロニトリル３０重量％をモノマー主成分とする。

この接着剤組成物溶液を、剥離ライナーとしてシリコーン離型処理した厚さが５０μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムからなる離型処理フィルム（剥離ライナー）上に塗布した後、１３０℃で２分間乾燥させた。これにより、厚さ４０μｍの熱硬化型ダイボンドフィルムを作製した。この熱硬化型ダイボンドフィルムの酸価を後述の測定方法により測定したところ、１．２であった。

（実施例２）
エポキシ樹脂（ＪＥＲ（株）製のエピコート１００１）７０重量部、フェノール樹脂（三井化学（株）製、ＭＥＨ７８５１）３３重量部、カルボキシル基含有アクリル共重合体として酸価１．９のアクリル酸エステル系ポリマー（重量平均分子量８０万、ガラス転移点５℃）４１０重量部、及びフィラーとしての球状シリカ（平均粒径０．５μｍ、アドマテックス（株）製、ＳＯ−２５Ｒ）２７０重量部をメチルエチルケトンに溶解させ、濃度２３．６重量％の接着剤組成物溶液を得た。尚、前記アクリル酸エステル系ポリマーは、メタクリル酸エチル３０重量％、メタクリル酸ブチル４０重量％、及びアクリロニトリル３０重量％をモノマー主成分とする。

この接着剤組成物溶液を、剥離ライナーとしてシリコーン離型処理した厚さが５０μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムからなる離型処理フィルム（剥離ライナー）上に塗布した後、１３０℃で２分間乾燥させた。これにより、厚さ４０μｍの熱硬化型ダイボンドフィルムを作製した。この熱硬化型ダイボンドフィルムの酸価を後述の測定方法により測定したところ、２であった。

（実施例３）
エポキシ樹脂（ＪＥＲ（株）製のエピコート１００１）７１重量部、フェノール樹脂（三井化学（株）製、ＭＥＨ７８５１）３０重量部、カルボキシル基含有アクリル共重合体として酸価２．５のアクリル酸エステル系ポリマー（重量平均分子量８０万、ガラス転移点５℃）４３０重量部、及びフィラーとしての球状シリカ（平均粒径０．５μｍ、アドマテックス（株）製、ＳＯ−２５Ｒ）２７０重量部をメチルエチルケトンに溶解させ、濃度２３．６重量％の接着剤組成物溶液を得た。尚、前記アクリル酸エステル系ポリマーは、メタクリル酸エチル３０重量％、メタクリル酸ブチル４０重量％、及びアクリロニトリル３０重量％をモノマー主成分とする。

この接着剤組成物溶液を、剥離ライナーとしてシリコーン離型処理した厚さが５０μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムからなる離型処理フィルム（剥離ライナー）上に塗布した後、１３０℃で２分間乾燥させた。これにより、厚さ４０μｍの熱硬化型ダイボンドフィルムを作製した。この熱硬化型ダイボンドフィルムの酸価を後述の測定方法により測定したところ、２．４であった。

（比較例１）
本比較例に於いては、カルボキシル基含有アクリル共重合体として、メタクリル酸エチル３０重量％、メタクリル酸ブチル４０重量％及びアクリロニトリル３０重量％をモノマー主成分とする酸価０．５のアクリル酸エステル系ポリマー（重量平均分子量８０万、ガラス転移点５℃）を用いたこと以外は、前記実施例１と同様にして、本比較例に係る熱硬化型ダイボンドフィルムを作製した。この熱硬化型ダイボンドフィルムの酸価を後述の測定方法により測定したところ、０．４であった。

（比較例２）
本比較例に於いては、カルボキシル基含有アクリル共重合体として、メタクリル酸エチル３０重量％、メタクリル酸ブチル４０重量％及びアクリロニトリル３０重量％をモノマー主成分とする酸価５のアクリル酸エステル系ポリマー（重量平均分子量８０万、ガラス転移点５℃）を用いたこと以外は、前記実施例１と同様にして、本比較例に係る熱硬化型ダイボンドフィルムを作製した。この熱硬化型ダイボンドフィルムの酸価を後述の測定方法により測定したところ、４．９であった。

（重量平均分子量の測定方法）
カルボキシル基含有アクリル共重合体の重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーによるポリスチレン換算の値である。ゲルパーミエーションクロマトグラフィーは、ＴＳＫ Ｇ２０００Ｈ ＨＲ、Ｇ３０００Ｈ ＨＲ、Ｇ４０００Ｈ ＨＲ、及びＧＭＨ−Ｈ ＨＲの４本のカラム（いずれも東ソ株式会社製）を直列に接続して使用し、溶雛液にテトラヒドロフランを用いて、流速１ｍｌ／分、温度４０℃、サンプル濃度０．１重量％テトラヒドロフラン溶液、サンプル注入量５００μｌの条件で行い、検出器には示差屈折計を用いた。

（熱硬化型ダイボンドフィルムの酸価の測定）
熱硬化型ダイボンドフィルムの酸価の値は、ＪＩＳ Ｋ ００７０に基づき、次の方法で算出した。即ち、ダイボンドフィルムから約１ｃｍ角大に裁断した後、更に１ｇを正確に秤量して測定用試料を作製した。次に、この測定用試料を容積が２００ｍｌの三角フラスコに入れ、更にメチルエチルケトン１００ｍｌを加えた。その後、２０分間の超音波溶解を行い、試料溶液を作製した。続いて、試料溶液に指示薬として１％フェノールフタレイン溶液を１〜３滴加え、完全に溶解するまで三角フラスコを水浴上で振り混ぜた。滴定は０．０２５ｍｏｌ／ｌの水酸化カリウム・エタノール溶液で行い、指示薬のうすい紅色が３０秒間続いたときを終点とした。これにより、試料１ｇ中に含有する酸を中和するのに必要とする水酸化カリウムのｍｇ数を酸価として算出した。

（カルボキシル基含有アクリル共重合体の酸価の測定）
カルボキシル基含有アクリル共重合体の酸価の値は、ＪＩＳ Ｋ ００７０に基づき、次の方法で算出した。即ち、秤量して得たカルボキシル基含有アクリル共重合体１ｇを、容積が２００ｍｌの三角フラスコに入れ、更にメチルエチルケトン１００ｍｌを加えた。その後、２０分間の超音波溶解を行い、試料溶液を作製した。続いて、試料溶液に指示薬として１％フェノールフタレイン溶液を１〜３滴加え、完全に溶解するまで三角フラスコを水浴上で振り混ぜた。滴定は０．０２５ｍｏｌ／ｌの水酸化カリウム・エタノール溶液で行い、指示薬のうすい紅色が３０秒間続いたときを終点とした。これにより、試料１ｇ中に含有する酸を中和するのに必要とする水酸化カリウムのｍｇ数を酸価として算出した。

（引張貯蔵弾性率）
作製した各熱硬化型ダイボンドフィルムについて、それぞれ引張貯蔵弾性率を測定した。即ち、乾燥機内で１７５℃、５時間熱処理を行い、各熱硬化型ダイボンドフィルムを熱硬化させた。次に、幅１０ｍｍの短冊状にカッターナイフで切り出し、固体粘弾性測定装置（Rheometic Scientific社製、Solid Analyzer RSII）を用いて昇温速度１０℃／分、周波数１ＭＨｚに於いて２６０℃での引張貯蔵弾性率を測定した。結果を下記表１に示す。

（樹脂封止工程後のボイド消失の有無）
作製した各熱硬化型ダイボンドフィルムをそれぞれ温度４０℃の条件下で５ｍｍ角の半導体チップに貼り付け、更に各ダイボンドフィルムを介して半導体チップをＢＧＡ基板にマウントした。マウント条件は、温度１２０℃、圧力０．１ＭＰａ、１秒とした。

次に、半導体チップがマウントされたＢＧＡ基板を、乾燥機にて１００℃、１０時間熱処理し、その後封止樹脂（日東電工（株）社製、ＧＥ−１００）でパッケージングした。封止条件は加熱温度１７５℃、９０秒とした。

続いて、封止後の半導体装置をガラスカッターで切断し、その断面を超音波顕微鏡で観察して、各熱硬化型ダイボンドフィルムとＢＧＡ基板の貼り合わせ面に於けるボイド面積を測定した。ボイド面積が貼り合わせ面積に対し５０％未満の場合を○、５０％以上の場合を×とした。結果を下記表１に示す。

（耐湿リフロー性）
作製した各熱硬化型ダイボンドフィルムをそれぞれ温度４０℃の条件下で５ｍｍ角の半導体チップに貼り付け、更に各ダイボンドフィルムを介して半導体チップをＢＧＡ基板にマウントした。マウント条件は、温度１２０℃、圧力０．１ＭＰａ、１秒とした。

次に、半導体チップがマウントされたＢＧＡ基板を、乾燥機にて１００℃、１０時間熱処理し、その後封止樹脂（日東電工（株）社製、ＧＥ−１００）でパッケージングした。封止条件は加熱温度１７５℃、９０秒とした。

その後、６０℃、８０％Ｒｈ、１６８時間の条件下で吸湿を行い、更に２６０℃以上で１０秒間保持する様に設定したＩＲリフロー炉に、前記半導体チップをマウントしたＢＧＡ基板を載置した。その後、封止後の半導体装置をガラスカッターで切断し、その断面を超音波顕微鏡で観察して、各熱硬化型ダイボンドフィルムとＢＧＡ基板の境界における剥離の有無を確認した。確認は半導体チップ９個に対し行い、剥離が生じている半導体チップが３個以下の場合を○、４個以上の場合を×とした。結果を下記表１に示す。

（結果）
下記表１の結果から分かる通り、比較例１及び２の様に、カルボキシル基含有アクリル共重合体として、アクリル酸エチル−メチルメタクリレートを主成分とする酸価０．５又は５のアクリル酸エステル系ポリマーを使用した場合、ダイボンド後、１００℃で１０時間の熱処理をすると、樹脂封止後の熱硬化型ダイボンドフィルムとＢＧＡ基板の間に剥離が生じ、耐湿リフロー性が悪いことが確認された。また、比較例２の熱硬化型ダイボンドフィルムにおいては、当該フィルムとＢＧＡ基板との間にボイドが発生していることも確認された。

これに対し、実施例１及び２の様に、アクリル酸エチル−メチルメタクリレートを主成分とする酸価１．９又は２．５のアクリル酸エステル系ポリマーを使用した場合、樹脂封止後の熱硬化型ダイボンドフィルムとＢＧＡ基板の間において剥離が生じず、熱硬化後においても十分な引張貯蔵弾性率を保持しており、耐湿リフロー性に優れていることが確認された。

１ 基材
２ 粘着剤層
３ ダイボンドフィルム（熱硬化型ダイボンドフィルム）
４ 半導体ウェハ
５ 半導体チップ
６ 被着体
７ ボンディングワイヤー
８ 封止樹脂
９ スペーサ
１０、１１ ダイシング・ダイボンドフィルム
１３ ダイボンドフィルム（熱硬化型ダイボンドフィルム）
１５ 半導体チップ
２１ ダイボンドフィルム（熱硬化型ダイボンドフィルム）

Claims (8)

1. 半導体装置の製造に用いる熱硬化型ダイボンドフィルムであって、少なくともエポキシ樹脂、フェノール樹脂、重量平均分子量が３０万〜２００万のカルボキシル基含有アクリル共重合体及びフィラーにより形成され、酸価が１〜３．５の範囲内である熱硬化型ダイボンドフィルム。
2. 前記エポキシ樹脂とフェノール樹脂との合計重量Ｘと、前記アクリル共重合体の重量Ｙとの比率Ｘ／Ｙが０．１１〜４である請求項１に記載の熱硬化型ダイボンドフィルム。
3. 熱硬化後の２６０℃における引張貯蔵弾性率が０．５ＭＰａ以上である請求項１又は２に記載の熱硬化型ダイボンドフィルム。
4. 前記アクリル共重合体のガラス転移点が−３０〜３０℃である請求項１〜３の何れか１項に記載の熱硬化型ダイボンドフィルム。
5. 前記フィラーの平均粒径が０．００５〜１０μｍである請求項１〜４の何れか１項に記載の熱硬化型ダイボンドフィルム。
6. 前記フェノール樹脂が下記化学式で表されるビフェニル型フェノールノボラック樹脂である請求項１〜５の何れか１項に記載の熱硬化型ダイボンドフィルム。
   

   
7. 前記カルボキシル基含有アクリル共重合体の酸価が、１〜４の範囲内である請求項１〜６の何れか１項に記載の熱硬化型ダイボンドフィルム。
8. 請求項１〜７の何れか１項に記載の熱硬化型ダイボンドフィルムが、ダイシングフィルム上に積層された構造であるダイシング・ダイボンドフィルム。

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