JP5558140B2 - 絶縁性樹脂フィルム、並びにこれを用いた接合体及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、電子部品と基板との接合に用いられる絶縁性樹脂フィルム、並びに該絶縁性樹脂フィルムを用いた接合体及び接合体の製造方法に関する。

ＩＣチップ等の電子部品と、ガラスエポキシ基板（ＰＣＢ）等の基板とを接続する方法の一つとして、フリップチップ工法がある。このフリップチップ工法では、前記ＩＣチップにおけるバンプを、前記ＰＣＢにおける配線と対向させ、直接接触又は導電性粒子を介して接触させると共に、加熱加圧することにより電気的に接続する。ここで、前記導電性粒子を介した接続には、異方導電性フィルム（ＡＣＦ；Anisotropic Conductive Film）が用いられている。このＡＣＦとしては、一般に、エポキシ樹脂系の絶縁性接着剤層中に導電性粒子を分散させたものが使用されており、例えば、前記ＩＣチップと前記基板との間に前記ＡＣＦを配置し、加熱押圧すると、前記導電性粒子が、前記ＩＣチップのバンプと前記基板における電極との間に挟まれて潰されることにより、前記ＩＣチップのバンプと前記電極との電気的接続が実現されている。

近年、電子機器の小型化及び高機能化に伴う半導体デバイスの高集積化により、ＩＣチップのバンプ間スペースの狭ピッチ化及びバンプ面積の狭小化が加速している。しかし、前記導電性粒子の粒子径は２μｍ程度が限界であり、更なる微細領域における接続法として、前記ＩＣチップにおけるバンプと前記基板における配線とを非導電性フィルム（ＮＣＦ：Non Conductive Film）を介して直接接合するＮＣＦ接合法が注目を集めている。このＮＣＦ接合法では、前記導電性粒子を用いず、スタッドバンプを前記ＩＣチップのバンプとして使用し、前記ＩＣチップと前記基板との圧着時に、前記スタッドバンプが前記基板と接触し、潰れることにより、前記ＩＣチップと前記基板とが直接接合される。

従来のＮＣＦとしては、高いガラス転移温度を有する単層構造の製品が主流であり、接続信頼性の確保の点で、前記ガラス転移温度が１５０℃以上のものが使用されている。しかし、このＮＣＦを用いて、加熱及び加圧を行うことにより、前記ＩＣチップと前記基板とを接合すると、接続信頼性（接続抵抗）は良好であるが、プレッシャークッカーテスト（ＰＣＴ）において、両者の密着力（ダイシェア強度）の低下が観られていた。
これに対し、前記ガラス転移温度が１５０℃未満の低硬化収縮で高密着力タイプのＮＣＦでは、前記ＰＣＴにおいて、前記密着力の低下は観られないが、硬化速度が遅いために、前記ＩＣチップと前記基板との接合後に、前記ＮＣＦ中にボイドが発生することがあった。
このように、前記スタッドバンプを利用した前記ＮＣＦ接合法では、ファインピッチに対応することができるという利点を有する反面、前記ＮＣＦ中に発生するボイドや、バンプの浮き等の不具合により、前記ＩＣチップと前記基板とが容易に剥離し易いという問題があった。

例えば、特許文献１には、加熱硬化性樹脂及び無機フィラーを含む接続材料を用いると、前記ＰＣＴ後の信頼性が良好であることが開示されている。しかし、この接続材料は、単一の材料で形成された単層構造であり、また、前記ＰＣＴ後のダイシェア強度の低下については、示されていない。
また、特許文献２には、ＩＣと基板回路とを、積層構造を有するエポキシ樹脂で接着させる技術が提案されている。この技術では、積層構造を採り、溶融粘度に差を設けることにより、エージング後の接続信頼性を改善しているが、前記ＰＣＴ後のダイシェア強度の維持については、開示されていない。
更に、特許文献３には、ＩＣチップの電極にジョイントボールを用い、二層構造のＮＣＦを介して、ＩＣチップと基板とを接合する方法が開示されている。この技術においては、前記ＮＣＦは二層構造であるものの、その構成は、前記ＮＣＦの厚み方向において、単一種のエポキシ樹脂組成物中に、無機質充填剤を含有する層と含有しない層とを形成しただけであり、ボイドの抑制や、前記半導体チップと前記基板との密着力の改善を図ることはできない。また、前記半導体チップと前記基板との接合には、ジョイントボールが使用されており、スタッドバンプを使用した場合に生じる、バンプの浮き等の問題に対する解決は何ら示されていない。

特開２００１−１６０５６８号公報 特開２０００−１７８５１１号公報 特開平１０−２８９９６９号公報

本発明は、従来における前記諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、ボイドの発生を抑制し、電子部品と基板とに充分な密着力を付与し、優れた接続信頼性が得られる絶縁性樹脂フィルム、並びに該絶縁性樹脂フィルムを用い、接続信頼性に優れた接合体及び効率的な接合体の製造方法を提供することを目的とする。

前記課題を解決するための手段としては、以下の通りである。即ち、
＜１＞ 基板と電子部品とを接合する絶縁性樹脂フィルムであって、
前記基板側に配置される第１の接着剤層と、前記電子部品側に配置される第２の接着剤層とを有し、
前記第１の接着剤層及び前記第２の接着剤層は、無機充填材を含有し、
前記第２の接着剤層のＤＳＣ発熱ピーク温度は、前記第１の接着剤層のＤＳＣ発熱ピーク温度よりも高く、
前記第１の接着剤層の厚みは、総厚みの５０％〜９０％であることを特徴とする絶縁性樹脂フィルムである。
＜２＞ 第１の接着剤層と第２の接着剤層の間に、中間層を有する前記＜１＞に記載の絶縁性樹脂フィルムである。
＜３＞ 第１の接着剤層のガラス転移温度は、第２の接着剤層のガラス転移温度よりも高い前記＜１＞から＜２＞のいずれかに記載の絶縁性樹脂フィルムである。
＜４＞ 第１の接着剤層のＤＳＣ発熱ピーク温度と、第２の接着剤層のＤＳＣ発熱ピーク温度との差が、７℃〜１０℃である前記＜１＞から＜３＞のいずれかに記載の絶縁性樹脂フィルムである。
＜５＞ 第１の接着剤層と第２の接着剤層とにおける、線膨張係数α１の差の絶対値が、１０よりも小さく、線膨張係数α２の差の絶対値が、３０よりも小さい前記＜１＞から＜４＞のいずれかに記載の絶縁性樹脂フィルムである。
＜６＞ 第１の接着剤層及び第２の接着剤層が、カップリング剤を含有する前記＜１＞から＜５＞のいずれかに記載の絶縁性樹脂フィルムである。
＜７＞ 前記＜１＞から＜６＞のいずれかに記載の絶縁性樹脂フィルムを介して、基板と電子部品とが接合され、かつ前記基板における電極と、前記電子部品におけるスタッドバンプとが電気的に接続されてなることを特徴とする接合体である。
＜８＞ 基板における電極と、電子部品におけるスタッドバンプとを、前記＜１＞から＜６＞のいずれかに記載の絶縁性樹脂フィルムを介して対向させ、前記基板と前記電子部品とを加熱押圧することにより、前記基板と前記電子部品とを接合する接合工程を含むことを特徴とする接合体の製造方法である。

本発明によると、従来における前記諸問題を解決でき、ボイドの発生を抑制し、電子部品と基板とに充分な密着力を付与し、優れた接続信頼性が得られる絶縁性樹脂フィルム、並びに該絶縁性樹脂フィルムを用い、接続信頼性に優れた接合体及び効率的な接合体の製造方法を提供することができる。

図１は、本発明の接合体の一例を示す概略図である。 図２Ａは、外観評価が「○」の状態を示す写真である。 図２Ｂは、外観評価が「△」の状態を示す写真である。 図２Ｃは、外観評価が「×」の状態を示す写真である

（絶縁性樹脂フィルム）
本発明の絶縁性樹脂フィルムは、基板と電子部品とを接合する絶縁性樹脂フィルムであって、第１の接着剤層及び第２の接着剤層を少なくとも有し、前記第１の接着剤層と前記第２の接着剤層の間に中間層を有していてもよく、更に必要に応じて適宜選択した、その他の層を有してなる。
前記第１の接着剤層は前記基板側に配置され、前記第２の接着剤層は前記電子部品側に配置される。

前記第１の接着剤層及び前記第２の接着剤層は、無機充填材を少なくとも含有してなる。前記無機充填材を含有すると、寸法安定性が向上する。
前記無機充填材としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、シリカ、炭酸カルシウム、チタン、アルミナ、窒化珪素などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
前記無機充填材の前記第１の接着剤層及び前記第２の接着剤層それぞれにおける含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、４０質量％〜６０質量％が好ましい。
前記含有量が、４０質量％未満であると、寸法安定性が低下し、接続信頼性が損なわれることがあり、６０質量％を超えると、フィルム状態の維持が困難になることがある。

また、前記第２の接着剤層のＤＳＣ発熱ピーク温度は、前記第１の接着剤層のＤＳＣ発熱ピーク温度よりも高い。この絶縁性樹脂フィルムを用いて、加熱及び加圧により電子部品と基板とを接合すると、前記基板側に配置される前記第１の接着剤層と、前記電子部品側に配置される前記第２の接着剤層とが、異なる速度で硬化し、硬化収縮率が異なる。更に、前記第１の接着剤層に比して、前記第２の接着剤層の硬化がゆっくり進行するので、圧着時において、前記第２の接着剤層とＩＣチップ（ＬＳＩ）等の電子部品との間に残されたボイドを排除しながら硬化することができるので、前記基板と前記電子部品との剥離が抑制され、プレッシャークッカーテスト（ＰＣＴ）後にも良好な密着力（ダイシェア強度）を確保することができる。
ここで、前記ＤＳＣ発熱ピーク温度とは、ＤＳＣ（示差走査熱量）測定法によって得られた発熱反応のピークの温度を意味する。

前記第１の接着剤層のＤＳＣ発熱ピーク温度としては、前記第２の接着剤層のＤＳＣ発熱ピーク温度よりも低い限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、１１８℃以下が好ましい。
第１の接着剤層の前記ＤＳＣ発熱ピーク温度が、１１８℃より高いと、反応性が低下するので、接続時に長時間を要することがあり、また接続部に前記第１の接着剤層が流動し過ぎることがあり、接続不良の原因となることもある。
また、前記第２の接着剤層のＤＳＣ発熱ピーク温度としては、前記第１の接着剤層のＤＳＣ発熱ピーク温度よりも高い限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、１２５℃以上が好ましい。
前記第２の接着剤層のＤＳＣ発熱ピーク温度が、１２５℃未満であると、接続時に前記第２の接着剤層の排除が不充分となり、接続信頼性を損なうことがある。

更に、前記第１の接着剤層の厚みは、総厚みの５０％〜９０％であることが必要である。この場合、前記ＰＣＴ後のダイシェア強度の維持率が良好である。
前記基板側に配置される前記第１の接着剤層の厚みが、総厚みの５０％未満であると、ボイドが混入し、前記ＰＣＴ後の接続信頼性が低下することがあり、９０％を超えると、前記基板と前記電子部品との間に第２の接着剤層を十分残すことができず、前記ＰＣＴ後の接続信頼性が低下することがある。また、第１、第２の接着剤層のそれぞれの厚みは、１０μｍ未満になると製造が再現性良くできないことがある。
前記第１の接着剤層と前記第２の接着剤層との総厚みは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、１０μｍ〜８０μｍであることが好ましく、２０μｍ〜６０μｍであることがより好ましい。なお、前記第１の接着剤層と前記第２の接着剤層の間に中間層を有する場合にも、前記第１の接着剤層と前記第２の接着剤層と前記中間層との総厚みは前記と同様の数値範囲である。

本発明の前記絶縁性樹脂フィルムにおいては、前記第１の接着剤層と、前記第２の接着剤層とが、更に以下の関係を示すのが好ましい。即ち、前記第１の接着剤層のガラス転移温度は、前記第２の接着剤層のガラス転移温度よりも高いのが好ましい。この場合、ＩＣチップ（ＬＳＩ）界面との残留応力を低減させることができる点で、有利である。

前記第１の接着剤層及び前記第２の接着剤層のガラス転移温度としては、前記関係を充たす限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記第１の接着剤層のガラス転移温度としては、１５０℃以上が好ましく、１５５℃〜１９０℃がより好ましい。
前記第１の接着剤層のガラス転移温度が、１５０℃未満であると、実用環境において、接続信頼性を損なうことがある。
前記第２の接着剤層のガラス転移温度としては、１５０℃未満が好ましい。
前記第２の接着剤層のガラス転移温度が、１５０℃以上であると、前記絶縁性樹脂フィルムが二層構造を有していても、ＩＣチップ（ＬＳＩ）界面との残留応力を低減させることができないことがある。
また、前記第１の接着剤層と前記第２の接着剤層とが積層された状態での、本発明の前記絶縁性樹脂フィルムのガラス転移温度としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、１４８℃〜１５５℃が好ましい。
前記絶縁性樹脂フィルムのガラス転移温度が、１４８℃未満であると、実用環境において、接続信頼性を損なうことがあり、１５５℃を超えると、ＩＣチップ（ＬＳＩ）界面との残留応力を低減することができないことがある。

また、前記第１の接着剤層のＤＳＣ発熱ピーク温度と、前記第２の接着剤層のＤＳＣ発熱ピーク温度との差としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、７℃〜１０℃が好ましい。
前記ＤＳＣ発熱ピーク温度の差が、７℃未満であると、接続時に前記第２の接着剤層のみを流動させることができないことがあり、１０℃を超えると、接続時に前記第２の接着剤層のみ硬化させることができず、不具合発生の原因となることがある。
更に、前記第１の接着剤層と前記第２の接着剤層とが積層された状態の、本発明の前記絶縁性樹脂フィルムのＤＳＣ発熱ピーク温度としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、１１８℃〜１２５℃が好ましい。
前記絶縁性樹脂フィルムのＤＳＣ発熱ピーク温度が、１１８℃未満であると、硬化速度が速くなり（低温硬化が促進され）、充分に樹脂を排除することができず、不具合発生の原因となることがあり、１２５℃を超えると、接続時に充分硬化させることができず、不具合発生の原因となることがある。

また、前記第１の接着剤層と前記第２の接着剤層とにおける、線膨張係数α１の差の絶対値が、１０よりも小さく、線膨張係数α２の差の絶対値が、３０よりも小さいのが好ましい。この場合、寸法安定性を維持することができる点で、有利である。
前記第１の接着剤層及び前記第２の接着剤層における、線膨張係数α１及びα２としては、前記関係を充たす限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、接続信頼性を維持することができる点で、前記第１の接着剤層及び前記第２の接着剤層の線膨張係数α１としては、２１ｐｐｍ／℃〜４０ｐｐｍ／℃が好ましく、線膨張係数α２としては、１００ｐｐｍ／℃〜１４０ｐｐｍ／℃が好ましい。

−第１の接着剤層−
前記第１の接着剤層は、前記基板側に配置される。
前記基板としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ガラスエポキシ基板、リジッド基板、フレキシブル配線板などが挙げられる。

前記第１の接着剤層は、第１の樹脂及び前記無機充填材を少なくとも含有し、好ましくはカップリング剤を含み、更に必要に応じて適宜選択した、その他の成分を含有してなる。

前記第１の樹脂としては、後述する第２の接着剤層における第２の樹脂と異なる硬化速度を有する限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、エポキシ樹脂、高分子成分（膜成分）となる有機樹脂、応力緩和剤などが挙げられる。
前記エポキシ樹脂としては、例えば、ナフタレン型エポキシ樹脂などが好適に挙げられる。
前記高分子成分（膜成分）となる有機樹脂としては、例えば、フェノキシ樹脂などが好適に挙げられる。
前記応力緩和剤としては、例えば、ＰＢ（ポリブタジエンゴム）、アクリルゴム、アクリロニトリルゴム、ＥＶＡ、又はゴム変性エポキシ樹脂などが好適に挙げられる。
前記第１の樹脂は、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
前記第１の樹脂の前記第１の接着剤層における含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、３０質量％〜６０質量％が好ましい。
前記含有量が、３０質量％未満であると、熱硬化性接着剤としての性能が低下することがあり、６０質量％を超えると、フィルム状接着剤として供給することが困難となることがある。

また、前記第１の樹脂は、硬化剤と併用するのが好ましい。この場合、耐リフロー性を向上させることができる。
前記第１の樹脂と併用する前記硬化剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、２−エチル４−メチルイミダゾールに代表されるイミダゾール類、その他有機アミン類をアニオン系硬化剤として用いることができる。また、スルホニウム塩、オニウム塩、アルミニウムキレート剤をカチオン系硬化剤として用いることができる。更に、これらの硬化剤を絶縁性樹脂被膜でカプセル化した潜在性硬化剤も好適に用いることができる。
前記硬化剤の前記第１の接着剤層における含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、５質量％〜１５質量％が好ましい。

前記カップリング剤を含有すると、ＩＣ及びガラスエポキシ基板との接着強度を向上させることができる。
前記カップリング剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、エポキシ基を有するアルコキシシラン、アクリル基を有するアルコキシシラン等のシランカップリング剤が挙げられる。
前記カップリング剤の前記第１の接着剤層における含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、０．１質量％〜５質量％が好ましい。
前記含有量が、０．１質量％未満であると、接続強度を向上させることができないことがあり、５質量％を超えると、接続時にボイドが発生することがある。
前記その他の成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。

前記第１の接着剤層は、例えば第１の樹脂、無機充填材、硬化剤、応力緩和剤、カップリング剤、更に必要に応じてその他の成分を含有する第１の接着剤層用塗布液を調製し、この第１の接着剤層用塗布液を基材上などに塗布することにより形成することができる。前記塗布は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばバーコート法、スピンコート法、ブレードコート法、ディップコート法などが挙げられる。

−第２の接着剤層−
前記第２の接着剤層は、前記電子部品側に配置される。
前記電子部品としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、半導体チップ、抵抗素子、ＣＯＢ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｂｏａｒｄ）デバイス、ＣＯＦ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｆｉｌｍ）デバイス、ＴＡＢ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ）デバイスなどが挙げられる。

前記第２の接着剤層は、第２の樹脂及び前記無機充填材を少なくとも含有し、好ましくはカップリング剤を含み、更に必要に応じて適宜選択した、その他の成分を含有してなる。
前記第２の樹脂としては、前記第１の接着剤層における第１の樹脂と、異なる硬化速度を有する限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、エポキシ樹脂、熱可塑性樹脂などが好適に挙げられる。
前記エポキシ樹脂としては、例えばビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂などが好適に挙げられる。
前記熱可塑性樹脂としては、前記第１の樹脂と同様の樹脂を好適に使用することができる。
前記第２の樹脂は、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
前記第２の樹脂の前記第２の接着剤層における含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、３０質量％〜６０質量％が好ましい。
前記含有量が、３０質量％未満であると、熱硬化性接着剤としての性能が低下することがあり、６０質量％を超えると、フィルム状接着剤として供給することが困難となることがある。

また、前記第２の樹脂は、硬化剤と併用するのが好ましく、前記第１の樹脂と併用可能な硬化剤を好適に使用することができる。
更に、前記第２の接着剤層は、カップリング剤を含有するのが好ましく、該カップリング剤及びその含有量としては、前記第１の接着剤層におけるカップリング剤と同様である。
前記その他の成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。

前記第２の接着剤層は、例えば第２の樹脂、無機充填材、カップリング剤、硬化剤、更に必要に応じてその他の成分を含有する第２の接着剤層用塗布液を調製し、この第２の接着剤層用塗布液を前記第１の接着剤層上に塗布することにより形成でき、その結果、第１の接着剤層及び第２の接着剤層からなる絶縁性樹脂フィルムが得られる。
また、前記第２の接着剤用塗布液を剥離フィルム上に塗布し、第２の接着剤層を形成する。作製した前記第１の接着剤層と前記第２の接着剤層をラミネート法にて貼り合わせ、第１の接着剤層及び第２の接着剤層からなる絶縁性樹脂フィルムが得られる。
前記塗布は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばバーコート法、スピンコート法、ブレードコート法、ディップコート法などが挙げられる。

−中間層−
前記中間層は、前記第１の接着剤層と前記第２の接着剤層の間に設けることが好ましい。
前記中間層は、第３の樹脂及び前記無機充填材を少なくとも含有し、好ましくはカップリング剤を含み、更に必要に応じて適宜選択した、その他の成分を含有してなる。
前記第３の樹脂、無機充填材、及びカップリング剤としては、前記第２の接着剤層と同様のもの用いることができ、これらの含有量も前記第２の接着剤層と同様であり、第２の接着剤層と同様に作製することができる。
前記中間層の厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記第２の接着剤層の厚みの１０％〜９０％であることが好ましい。

−その他の層−
前記その他の層としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、剥離層が挙げられる。
前記剥離層としては、その形状、構造、大きさ、厚み、材料（材質）などについては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、剥離性の良好なものや耐熱性が高いものが好ましく、例えば、シリコーン等の剥離剤が塗布された剥離ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）シートなどが好適に挙げられる。また、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）シートを用いてもよい。

本発明の前記絶縁性樹脂フィルムは、ボイドの発生を抑制し、前記電子部品と前記基板とに充分な密着力を付与し、優れた接続信頼性が得られるので、各種電子部品と基板との接合に好適に使用可能であり、特にＣＯＢ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｂｏａｒｄ）用ＮＣＦ（Ｎｏｎ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ）に好適である。

（接合体）
本発明の接合体は、本発明の前記絶縁性樹脂フィルムを介して、基板と電子部品とが接合され、かつ前記基板における電極と、前記電子部品におけるスタッドバンプとが電気的に接続されてなる。
なお、本発明の前記絶縁性樹脂フィルム、前記基板、及び前記電子部品の詳細については、上述した通りである。

ここで、本発明の前記絶縁性樹脂フィルムを用いた接合体の一例を図面を用いて説明する。例えば、図１に示すように、接合体１００は、基板としてのガラスエポキシ基板１０と、電子部品（ＩＣチップ）１１と、絶縁性樹脂フィルム１２とを有する。絶縁性樹脂フィルム１２における、第１の接着剤層１２Ａは基板１０側に、第２の接着剤層１２ＢはＩＣチップ１１側に、それぞれ配置されている。そして、ＩＣチップ１１におけるスタッドバンプ１１Ａと、ガラスエポキシ基板１０における電極１０Ａとが導通されることにより、ガラスエポキシ基板１０とＩＣチップ１１とが電気的に接続されている。

本発明の前記接合体においては、本発明の前記絶縁性樹脂フィルムが、それぞれ硬化速度が異なる接着剤層を有する少なくとも二層構造であり、前記第２の接着剤層の硬化収縮率が改善される。
また、前記第１の接着剤層と前記第２の接着剤層との線膨張係数の差は小さいため、リフロー処理において、前記スタッドバンプの浮きを防止し、前記電子部品の剥離を抑制することができる。また、前記第２の接着剤層の硬化収縮が改善されているため、ＰＣＴ後にも良好な密着力（ダイシェア強度）を確保することができ、優れた接続信頼性を得ることができる。

（接合体の製造方法）
本発明の接合体の製造方法は、接合工程を少なくとも含み、更に必要に応じて適宜選択した、その他の工程を含む。

＜接合工程＞
前記接合工程は、基板における電極と、電子部品におけるスタッドバンプとを、本発明の前記絶縁性樹脂フィルムを介して対向させ、前記基板と前記電子部品とを加熱押圧することにより、前記基板と前記電子部品とを接合する工程である。
なお、前記基板、前記電子部品、及び前記絶縁性樹脂フィルムの詳細については、上述した通りである。

前記加熱は、接続時間２０秒間程度で、加熱温度１７０℃〜２００℃で行われる。
前記押圧は、前記電子部品の種類によって異なり、例えば、ＩＣチップの場合は、推力２０ｇ／Ｂｕｍｐ〜２００ｇ／Ｂｕｍｐで、３〜３０秒間行われる。
なお、接合を超音波と熱によって行ってもよい。

以上の工程により、前記基板と前記電子部品とが接合されて、前記基板における電極と、前記電子部品におけるスタッドバンプとが電気的に接続される。
本発明の前記接合体の製造方法では、本発明の前記絶縁性樹脂フィルムを用いているので、前記スタッドバンプの浮きを防止し、ＰＣＴ後にも充分な密着力（ダイシェア強度）を有し、接続信頼性に優れた接合体を効率的に製造することができる。

以下、実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明は下記実施例に何ら限定されるものではない。

−接着剤層用塗布液の調製−
表１に示す各材料を、表１に示す質量部で使用して、トルエン及び酢酸エチルの１：１混合溶剤中で均一に混合することにより、各接着剤層用塗布液を調製した。

表１中、エポキシ樹脂としての、商品名「ＨＰ４０３２Ｄ」は、大日本インキ化学工業株式会社製のナフタレン型エポキシ樹脂であり、商品名「ＥＰ８２８」は、ジャパンエポキシレジン社製のＢｉｓ−Ａ型エポキシ樹脂であり、商品名「ＨＰ７２００Ｈ」は、大日本インキ化学工業株式会社製のジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂である。
硬化剤としての商品名「ノバキュア３９４１ＨＰ」は、旭化成ケミカルズ株式会社製のアミン系硬化剤がマイクロカプセル化されたマイクロカプセル型アミン系エポキシ硬化剤である。
高分子成分となる有機樹脂としての商品名「ＹＰ５０」は、東都化成株式会社製のビスフェノールＡ型フェノキシ樹脂であり、応力緩和剤としての商品名「ＰＫＢ１００３」は、レジナス化成社製のゴム変性エポキシ樹脂である。
無機充填材としての商品名「ＳＯＥ２」は、アドマテックス社製の溶融シリカである。
カップリング剤としての商品名「Ａ−１８７」は、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製のエポキシ基を有するシランカップリング剤である。

（比較製造例１）
−Ａ層のみからなる絶縁性樹脂フィルムの作製−
表１に示す組成のＡ層用塗布液を、剥離フィルム上にバーコーターを用いて塗布し、７０℃で５分間、オーブンにて有機溶剤を乾燥させ、厚み５０μｍの絶縁性樹脂フィルムを得た。

（比較製造例２）
−Ｂ層（シリカ有）（１）のみからなる絶縁性樹脂フィルムの作製−
表１に示す組成のＢ層（シリカ有）（１）用塗布液を、剥離フィルム上にバーコーターを用いて塗布し、７０℃で５分間、オーブンにて有機溶剤を乾燥させ、厚み５０μｍの絶縁性樹脂フィルムを得た。

（製造例１）
−二層構造の絶縁性樹脂フィルムの作製−
表１に示す組成のＡ層用塗布液を、剥離フィルム上にバーコーターを用いて塗布し、７０℃で５分間、オーブンにて有機溶剤を乾燥させ、厚み２５μｍのＡ層を形成した。
表１に示す組成のＢ層（シリカ有）（１）用塗布液を、剥離フィルム上にバーコーターを用いて塗布し、７０℃で５分間、オーブンにて有機溶剤を乾燥させ、厚み２５μｍのＢ層（シリカ有）（１）を形成した。
予め作製したＡ層及びＢ層（シリカ有）（１）をラミネート法にて貼り合せ、総厚み５０μｍの絶縁性樹脂フィルムを得た。

（製造例２）
−二層構造の絶縁性樹脂フィルムの作製−
製造例１において、Ａ層の厚みを４０μｍに、Ｂ層（シリカ有）（１）の厚みを１０μｍに、それぞれ変えて形成した以外は、製造例１と同様にして、総厚み５０μｍの絶縁性樹脂フィルムを作製した。

（比較製造例３）
−二層構造の絶縁性樹脂フィルムの作製−
表１に示す組成のＡ層用塗布液を、剥離フィルム上にバーコーターを用いて塗布し、７０℃で５分間、オーブンにて有機溶剤を乾燥させ、厚み４０μｍのＡ層を形成した。
表１に示す組成のＢ層（シリカ無）用塗布液を、剥離フィルム上にバーコーターを用いて塗布し、７０℃で５分間、オーブンにて有機溶剤を乾燥させ、厚み１０μｍのＢ層（シリカ無）を形成した。
予め作製したＡ層及びＢ層（シリカ無）をラミネート法にて貼り合せ、総厚み５０μｍの絶縁性樹脂フィルムを得た。

（比較製造例４）
−二層構造の絶縁性樹脂フィルムの作製−
製造例１において、Ａ層の厚みを４７μｍ、Ｂ層（シリカ有）（１）の厚みを３μｍに形成し、絶縁性樹脂フィルムの作製を試みたが、３μｍ厚のフィルムを再現性良く得ることができなかった。

（比較製造例５）
−二層構造の絶縁性樹脂フィルムの作製−
製造例１において、Ａ層の厚みを１０μｍに、Ｂ層（シリカ有）（１）の厚みを４０μｍに、それぞれ変えて形成した以外は、製造例１と同様にして、総厚み５０μｍの絶縁性樹脂フィルムを作製した。

（比較製造例６）
−同一種の樹脂を含有する二層構造の絶縁性樹脂フィルムの作製−
表１に示す組成のＢ層（シリカ有）（１）用塗布液を、剥離フィルム上にバーコーターを用いて塗布し、７０℃で５分間、オーブンにて有機溶剤を乾燥させ、厚み２５μｍのＢ層（シリカ有）（１）を形成した。
表１に示す組成のＢ層（シリカ無）用塗布液を、バーコーターを用いて塗布し、７０℃で５分間、オーブンにて有機溶剤を乾燥させ、厚み２５μｍのＢ層（シリカ無）を形成した。
予め作製したＢ層（シリカ有）（１）及びＢ層（シリカ無）をラミネート法にて貼り合せ、総厚み５０μｍの絶縁性樹脂フィルムを得た。
得られた絶縁性樹脂フィルムは、同一の樹脂材料を含有する二層からなり、一の層には、無機充填材を含有し、他の層には、無機充填材を含有しない構造を有する。

（比較製造例７）
−Ｂ層（シリカ有）（２）のみからなる絶縁性樹脂フィルムの作製−
表１に示す組成のＢ層（シリカ有）（２）用塗布液を、剥離フィルム上にバーコーターを用いて塗布し、７０℃で５分間、オーブンにて有機溶剤を乾燥させ、厚み５０μｍの絶縁性樹脂フィルムを得た。

（比較製造例８）
−Ｃ層（中間層）のみからなる絶縁性樹脂フィルムの作製−
表１に示す組成のＣ層（中間層）用塗布液を、剥離フィルム上にバーコーターを用いて塗布し、７０℃で５分間、オーブンにて有機溶剤を乾燥させ、厚み５０μｍの絶縁性樹脂フィルムを得た。

（製造例３）
−二層構造の絶縁性樹脂フィルムの作製−
表１に示す組成のＡ層用塗布液を、剥離フィルム上にバーコーターを用いて塗布し、７０℃で５分間、オーブンにて有機溶剤を乾燥させ、厚み２５μｍのＡ層を形成した。
表１に示す組成のＢ層（シリカ有）（２）用塗布液を、剥離フィルム上にバーコーターを用いて塗布し、７０℃で５分間、オーブンにて有機溶剤を乾燥させ、厚み２５μｍのＢ層（シリカ有）（２）を形成した。
予め作製したＡ層及びＢ層（シリカ有）（２）をラミネート法にて貼り合せ、総厚み５０μｍの絶縁性樹脂フィルムを得た。

（製造例４）
−三層構造の絶縁性樹脂フィルムの作製−
表１に示す組成のＡ層用塗布液を、剥離フィルム上にバーコーターを用いて塗布し、７０℃で５分間、オーブンにて有機溶剤を乾燥させ、厚み２５μｍのＡ層を形成した。
表１に示す組成のＣ層（中間層）用塗布液を、剥離フィルム上にバーコーターを用いて塗布し、７０℃で５分間、オーブンにて有機溶剤を乾燥させ、厚み１０μｍのＣ層（中間層）を形成した。
表１に示す組成のＢ層（シリカ有）（２）用塗布液を、剥離フィルム上にバーコーターを用いて塗布し、７０℃で５分間、オーブンにて有機溶剤を乾燥させ、厚み１５μｍのＢ層（シリカ有）（２）を形成した。
予め作製したＡ層、Ｃ層（中間層）、及びＢ層（シリカ有）（２）をこの順にラミネート法にて貼り合せ、総厚み５０μｍの絶縁性樹脂フィルムを得た。

得られた各絶縁性樹脂フィルムについて、ガラス転移温度、ＤＳＣ発熱ピーク温度、線膨張係数α１及びα２、並びに硬化収縮率を測定した。結果を表２〜表４に示す。

〔ガラス転移温度〕
前記ガラス転移温度は、１８０℃、３０分間の条件で熱プレスにより、完全硬化サンプルを作製し、長さ５０ｍｍ、幅５ｍｍ、高さ０．０５ｍｍのテストピースを作製し、ＪＩＳ Ｋ７２４４に従って測定した。

〔ＤＳＣ発熱ピーク温度〕
前記ＤＳＣ発熱ピーク温度は、ＤＳＣ測定機（「ＥＸＳＴＡＲ６０００」；セイコーインスツル社製）を用いて測定した。

〔線膨張係数α１及びα２〕
前記線膨張係数α１及びα２は、１８０℃、３０分間の条件で熱プレスにより、完全硬化サンプルを作製し、長さ１５ｍｍ、直径５ｍｍの円柱のテストピースを作製し、ＪＩＳ Ｋ７１９７に従って測定した。

〔硬化収縮率〕
前記硬化収縮率は、比重瓶を使用し、未硬化物と硬化物との試料密度により測定した。

（実施例１）
−接合体の製造−
製造例１で得られた絶縁性樹脂フィルムを用いて、基板（ＰＣＢ）と電子部品（ＩＣチップ）との接合を行った。
評価基材として、評価用基板（ガラスエポキシ基板、「ＭＣＬ−Ｅ−６７９ＬＤ」；日立化成工業株式会社製、厚み０．６ｍｍ）、及び評価用ＩＣチップ（ソニーケミカル＆インフォメーションデバイス株式会社製、大きさ６．３ｍｍ×６．３ｍｍ、厚み０．４ｍｍ、Ａｕスタッドバンプ、１５０μｍピッチ、パッシベーション ＰＩＤ）を用意した。

＜接合工程＞
そして、Ａ層が基板側に、Ｂ層（シリカ有）（１）がＩＣチップ側になるように、絶縁性樹脂フィルムを配置して、１８０℃、２０秒間、１０ｋｇｆ／ＩＣの条件にて加熱押圧することにより、ＩＣチップと基板とを接合して、接合体を得た。

（実施例２）
−接合体の製造−
実施例１において、製造例１の絶縁性樹脂フィルムを、製造例２の絶縁性樹脂フィルムに代えた以外は、実施例１と同様にして、接合体を製造した。

（比較例１）
−接合体の製造−
実施例１において、製造例１の絶縁性樹脂フィルムを、比較製造例１の絶縁性樹脂フィルムに代えた以外は、実施例１と同様にして、接合体を製造した。

（比較例２）
−接合体の製造−
実施例１において、製造例１の絶縁性樹脂フィルムを、比較製造例２の絶縁性樹脂フィルムに代えた以外は、実施例１と同様にして、接合体を製造した。

（比較例３）
−接合体の製造−
実施例１において、Ａ層がＩＣチップ側に、Ｂ層（シリカ有）（１）が基板側になるように配置した以外は、実施例１と同様にして、接合体を製造した。

（比較例４）
−接合体の製造−
実施例１において、製造例１の絶縁性樹脂フィルムを、比較製造例３の絶縁性樹脂フィルムに代えた以外は、実施例１と同様にして、接合体を製造した。

（比較例５）
−接合体の製造−
実施例１において、製造例１の絶縁性樹脂フィルムを、比較製造例４の絶縁性樹脂フィルムに代えて、加熱押圧を試みたが、比較製造例４では、前述したように、厚み３μｍの絶縁性樹脂フィルムを再現性良く製造することができなかった。よって、接合体を得ることができなかった。

（比較例６）
−接合体の製造−
実施例１において、製造例１の絶縁性樹脂フィルムを、比較製造例５の絶縁性樹脂フィルムに代えた以外は、実施例１と同様にして、接合体を製造した。

(比較例７)
−接合体の製造−
実施例１において、製造例１の絶縁性樹脂フィルムを、比較製造例６の絶縁性樹脂フィルムに代え、Ｂ層（シリカ有）（１）が基板側に、Ｂ層（シリカ無）がＩＣチップ側になるように配置した以外は、実施例１と同様にして、接合体を製造した。

（比較例８）
実施例１において、製造例１の絶縁性樹脂フィルムを、比較製造例７の絶縁性樹脂フィルムに代えた以外は、実施例１と同様にして、接合体を製造した。

（実施例３）
−接合体の製造−
実施例１において、製造例１の絶縁性樹脂フィルムを、製造例３の絶縁性樹脂フィルムに代え、Ａ層が基板側に、Ｂ層（シリカ有）（２）がＩＣチップ側になるように配置した以外は、実施例１と同様にして、接合体を製造した。

（実施例４）
−接合体の製造−
実施例１において、製造例１の絶縁性樹脂フィルムを、製造例４の絶縁性樹脂フィルムに代え、Ａ層が基板側に、Ｂ層（シリカ有）（２）がＩＣチップ側になるように配置した以外は、実施例１と同様にして、接合体を製造した。

次に、得られた各接合体について、以下のようにして、接続抵抗及びダイシェア強度を測定すると共に、外観評価を行った。結果を表２〜表４に示す。

〔接続抵抗〕
前記接続抵抗は、初期、吸湿リフロー後、及びプレッシャークッカーテスト（ＰＣＴ）後に、それぞれテスターを用いて測定した。
ここで、前記吸湿リフローは、８５℃及び８５％ＲＨの吸湿条件下、２４時間吸湿前処理した後、リフロー炉（Ｔｏｐ温度２６０℃）に３回通した。
前記ＰＣＴは、１２１℃、２ａｔｍ、飽和の条件で、９６時間エージングを行った。

〔ダイシェア強度〕
前記ダイシェア強度は、１．５ｍｍ角の各絶縁性樹脂フィルムを使用し、ＩＣチップと基板とを熱圧着により固定したサンプルについて、試験速度２００μｍ／ｓにて、初期とＰＣＴ後に測定した。そして、これらの測定値から、維持率を算出した。
ここで、前記ＰＣＴは、１２１℃、２ａｔｍ、飽和の条件で、２０時間エージングを行った。

〔外観評価〕
前記外観評価は、各接合体における絶縁性樹脂フィルム部分の断面について、目視観察を行い、下記基準に基づいて評価した。
−評価基準−
○：図２Ａに示すように、ボイドが観られない
△：図２Ｂに示すように、ボイドが一部に観られる
×：図２Ｃに示すように、ボイドが全面に観られる

表２〜表４の結果から、実施例１〜４の接合体は、ボイドの発生が観られず、接続信頼性が良好であり、ＰＣＴ後のダイシェア強度の維持率も良好であった。特に、実施例１に比して、基板（ＰＣＢ）側に位置するＡ層の厚み比率が高い、実施例２の接合体では、ダイシェア強度の維持率が向上した。

比較例１及び２の接合体では、Ａ層及びＢ層（シリカ有）（１）のいずれかのみからなる単層構造の絶縁性樹脂フィルムを用いたので、ボイドの発生が観られ、ＰＣＴ後の接続抵抗が悪化した。
比較例３の接合体では、硬化速度の速いＡ層をＩＣチップ側に、硬化速度の遅いＢ層（シリカ有）（１）を基板側に、それぞれ配置したので、ボイドの発生が観られ、ＰＣＴ後の接続抵抗が悪化し、ダイシェア強度も低下した。
比較例４の接合体では、Ｂ層に無機充填材を含有していないので、ボイドが全面に観られ、かつ寸法安定性が低いため、接続信頼性が低かった。
比較例５の接合体では、ＩＣチップ側のＢ層の厚みが薄すぎるので、絶縁性樹脂フィルム自体を再現性よく得ることができず、比較例６では、基板側のＡ層の厚みが小さすぎるので、ボイドが全面に発生し、かつバンプ接続部の接着剤層のガラス転移温度が低下したため、ＰＣＴ後の接続抵抗が悪化した。
比較例７の接合体では、同一種類の樹脂を基材として、無機充填材の有無により二層を構成しているが、ボイドが全面に観られ、かつ寸法安定性が低いため、ＰＣＴ後の接続信頼性が低かった。
比較例８の接合体では、Ｂ層（シリカ有）（２）のみからなる単層構造の絶縁性樹脂フィルムを用いたので、ボイドの発生が観られ、ＰＣＴ後の接続抵抗が悪化した。

本発明の絶縁性樹脂フィルムは、ボイドの発生を抑制し、電子部品と基板とに充分な密着力を付与し、優れた接続信頼性が得られるので、各種電子部品等と基板との接合に好適に使用可能であり、特にＣＯＢ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｂｏａｒｄ）用ＮＣＦ（Ｎｏｎ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ）に好適である。
本発明の接合体は、ＰＣＴ後にも充分な密着力（ダイシェア強度）を有し、接続信頼性に優れる。
本発明の接合体の製造方法は、本発明の前記接合体を効率よく製造することができる。

１０ 基板（ガラスエポキシ基板）
１０Ａ 電極
１１ 電子部品（ＩＣチップ）
１１Ａ スタッドバンプ
１２ 絶縁性樹脂フィルム
１２Ａ 第１の接着剤層
１２Ｂ 第２の接着剤層
１００ 接合体

Claims (6)

1. 基板と電子部品とを接合する絶縁性樹脂フィルムであって、
   前記基板側に配置される第１の接着剤層と、前記電子部品側に配置される第２の接着剤層とを有し、
   前記第１の接着剤層及び前記第２の接着剤層は、無機充填材を含有し、
   前記第２の接着剤層のＤＳＣ発熱ピーク温度は、前記第１の接着剤層のＤＳＣ発熱ピーク温度よりも高く、
   前記第１の接着剤層の厚みは、総厚みの５０％〜９０％であり、
   前記第１の接着剤層のガラス転移温度は、前記第２の接着剤層のガラス転移温度よりも高いことを特徴とする絶縁性樹脂フィルム。
2. 基板と電子部品とを接合する絶縁性樹脂フィルムであって、
   前記基板側に配置される第１の接着剤層と、前記電子部品側に配置される第２の接着剤層とを有し、
   前記第１の接着剤層及び前記第２の接着剤層は、無機充填材を含有し、
   前記第２の接着剤層のＤＳＣ発熱ピーク温度は、前記第１の接着剤層のＤＳＣ発熱ピーク温度よりも７℃〜１０℃高く、
   前記第１の接着剤層の厚みは、総厚みの５０％〜９０％であることを特徴とする絶縁性樹脂フィルム。
3. 第１の接着剤層と第２の接着剤層の間に、中間層を有する請求項１から２のいずれかに記載の絶縁性樹脂フィルム。
4. 第１の接着剤層と第２の接着剤層とにおける、線膨張係数α１の差の絶対値が、１０よりも小さく、線膨張係数α２の差の絶対値が、３０よりも小さい請求項１から３のいずれかに記載の絶縁性樹脂フィルム。
5. 請求項１から４のいずれかに記載の絶縁性樹脂フィルムを介して、基板と電子部品とが接合され、かつ前記基板における電極と、前記電子部品におけるスタッドバンプとが電気的に接続されてなることを特徴とする接合体。
6. 基板における電極と、電子部品におけるスタッドバンプとを、請求項１から４のいずれかに記載の絶縁性樹脂フィルムを介して対向させ、前記基板と前記電子部品とを加熱押圧することにより、前記基板と前記電子部品とを接合する接合工程を含むことを特徴とする接合体の製造方法。