JP5620834B2 - 接着剤組成物および接着シート - Google Patents
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Description
(1)アクリル重合体(A)、エポキシ系熱硬化性化合物(B)、熱硬化剤(C)および多孔質シリカ(D)を含有する接着剤組成物。
本発明の接着剤組成物は、アクリル重合体(A)、エポキシ系熱硬化性化合物(B)、熱硬化剤(C)および多孔質シリカ(D)を含有する。また、該接着剤組成物の各種物性を改良するため、本発明の接着剤組成物に必要に応じて他の成分を配合してもよい。以下、これら各成分について具体的に説明する。
アクリル重合体(A)としては、従来より公知のアクリル重合体を用いることができる。アクリル重合体(A)の重量平均分子量は1万〜200万であることが好ましく、10万〜150万であることがより好ましい。アクリル重合体(A)の重量平均分子量が低すぎると、後述する接着シートに用いる基材との剥離力が高くなってピックアップ不良が起こることがあり、200万を超えると基板の凹凸に接着剤層が追従できないことがありボイドなどの発生要因になる。
エポキシ系熱硬化性化合物(B)としては、従来公知の種々のエポキシ樹脂を用いることができる。エポキシ樹脂としては、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、フェニレン骨格型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、複素環型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、縮合環芳香族炭化水素変性エポキシ樹脂や、これらのハロゲン化物などの構造単位中に2つ以上の官能基が含まれるエポキシ樹脂が挙げられる。エポキシ樹脂のエポキシ当量は特に限定されないが、150〜250(g/eq)であることが好ましい。エポキシ当量は、JIS K7236;2001に準じて測定される値である。これらのエポキシ樹脂は1種単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
熱硬化剤(C)は、エポキシ系熱硬化性化合物(B)に対する熱硬化剤として機能する。熱硬化剤(C)としては、エポキシ基と反応しうる官能基を分子中に2個以上有する化合物が挙げられ、その官能基としてはフェノール性水酸基、アルコール性水酸基、アミノ基、カルボキシル基、酸無水物基などが挙げられる。これらの中では、フェノール性水酸基、アミノ基および酸無水物基が好ましく、フェノール性水酸基およびアミノ基がより好ましい。
多孔質シリカ(D)を本発明の接着剤組成物に配合することにより、接着剤組成物の熱膨張係数を低下させることが可能となる。硬化後の接着剤層の熱膨張係数を、接着する上下チップまたは基板の熱膨張係数に近づけることができるため、接着剤層に耐熱性を付与することができ、パッケージ信頼性が向上する。また、ワイヤボンディング工程時の加熱による接着剤層の部分硬化を少なくすることができるため、後に行われるモールド封止工程の加熱で半導体パッケージを一括硬化しても、基板−チップ間やチップ−チップ間の接着強度は大きく、半導体パッケージに対する信頼性が向上する。この効果の原因は解明されていないが、多孔質シリカのポーラス構造、平均細孔直径等が影響していると考える。
特に、多孔質シリカ(D)はメソポーラス構造を有することが好ましい。メソポーラス構造とは均一で規則的な細孔を備え、平均細孔直径が好ましくは1〜50nm、より好ましくは2〜40nmの多孔質構造である。平均細孔直径は、BJH法により求めることができる。
本発明の接着剤組成物は、上記成分に加えて下記成分を含むことができる。
本発明において、接着剤組成物の硬化速度を調整するため、硬化促進剤(E)を用いてもよい。硬化促進剤(E)としては、エポキシ系熱硬化性化合物(B)のエポキシ基と熱硬化剤(C)のフェノール性水酸基などとの反応を促進し得る化合物が挙げられ、具体的には、トリエチレンジアミン、ベンジルジメチルアミン、トリエタノールアミン、ジメチルアミノエタノール、トリス(ジメチルアミノメチル)フェノールなどの3級アミン類;2−メチルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、2−フェニル−4−メチルイミダゾール、2−フェニル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾールなどのイミダゾール類;トリブチルホスフィン、ジフェニルホスフィン、トリフェニルホスフィンなどの有機ホスフィン類;テトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレート、トリフェニルホスフィンテトラフェニルボレートなどのテトラフェニルボロン塩などが挙げられる。硬化促進剤(E)は1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
本発明において、接着剤組成物の被着体に対する接着力および密着力を向上させるため、カップリング剤(F)を用いてもよい。カップリング剤(F)を使用することで、接着剤組成物を硬化して得られる硬化物の耐熱性を損なうことなく、その耐水性を向上させることができる。
本発明において、接着剤組成物の初期接着力および凝集力を調節するために、架橋剤(G)を添加することもできる。
半導体ウエハなどのダイシング前に、エネルギー線硬化性化合物(H)をエネルギー線照射によって重合させることで、ダイシング時の接着剤層の弾性率を適切な範囲に調整すること、およびダイシング後の接着剤層の再密着を防止することができる。また、エネルギー線硬化性化合物(H)をエネルギー線照射によって重合させることで、ダイシング適性などの工程適性を損なわない範囲で基材と接着剤層との密着力を低下させることができる。このため、半導体チップのピックアップ工程において、基材と接着剤層との層間剥離を容易に行えるようになる。
接着剤組成物が、前述したエネルギー線硬化性化合物(H)を含有する場合には、その使用に際して、紫外線等のエネルギー線を照射して、エネルギー線硬化性化合物を硬化させる。この際、該組成物中に光重合開始剤(I)を含有させることで、重合硬化時間ならびに光線照射量を少なくすることができる。
本発明の接着シートは、上記接着剤組成物から形成された接着剤層を有し、通常は、該接着剤層は基材上に形成される。本発明の接着シートの形状は、テープ状、ラベル状などあらゆる形状をとり得る。
本発明の接着シートの利用方法について、該接着シートを半導体装置(例えば半導体パッケージ)の製造に適用した場合を例にとって説明する。半導体装置の製造方法は、上記接着シートの接着剤層に半導体ウエハを貼着し、該半導体ウエハをダイシングして半導体チップとし、該半導体チップ裏面に接着剤層を固着残存させて基材から剥離し、該半導体チップをダイパッド部上、または他の半導体チップ上に該接着剤層を介して載置する工程を含む。以下、上記半導体装置の製造方法の詳細を説明する。
ドライポリッシュしたシリコンウエハ(150mm径、厚み75μm)の研磨面に、実施例または比較例で得られた接着シートをテープマウンター(リンテック社製、Adwill RAD2500)により貼付し、同時にウエハダイシング用リングフレームに固定した。次いで、紫外線照射装置(リンテック社製、Adwill RAD2000)を用いて接着シートの基材面から紫外線を照射(220mW/cm2、160mJ/cm2)した。その後、接着シートの貼付されたシリコンウエハを、ダイシング装置(DISCO社製、DFD651)を使用して8mm×8mmのチップサイズにダイシングし、接着剤層を有する半導体チップ(接着剤層付き半導体チップ)を得た。ダイシングの際の切り込み量は、基材を20μm切り込むようにした。
基板として、銅箔張り積層板(三菱ガス化学株式会社製、CCL-HL830)の銅箔に回路パターンが形成され、パターン上にソルダーレジスト(太陽インキ製、PSR-4000 AUS303)を有しているBT基板(株式会社ちの技研製、LN001E-001 PCB(Au)AuS303)を用いた。
得られた半導体パッケージを、85℃、60%RH条件下に168時間放置して吸湿させた後、最高温度260℃、加熱時間1分間のIRリフロー条件での加熱を3回行った(リフロー炉:相模理工製WL-15-20DNX型)。この際、接合部の浮き・はがれの有無、パッケージクラック発生の有無を、走査型超音波探傷装置(日立建機ファインテック製Hye-Focus)および断面観察により評価した。基板または半導体チップの接合部に面積0.5mm2以上の剥離を観察した場合を剥離していると判断し、半導体パッケージを25個試験に投入したときの接合部の浮き・はがれ、パッケージクラックなどが発生していないサンプルの個数を(良品数)を数えた。結果を表2に示す(良品数/試験個数)。
表1に記載の組成の接着剤組成物を使用した。表1中、各成分の数値は固形分換算の質量部を示す。表1に記載の組成の接着剤組成物をシリコーン処理された剥離フィルム(リンテック製、SP-PET381031)上に乾燥後厚みが20μmになるように塗布、乾燥(乾燥条件:オーブンにて100℃、1分間)した後に、ポリオレフィン基材(厚さ100μm、表面張力35mN/m)と貼り合せて、接着剤層を基材上に転写することで、所望の接着シートを得た。
(A)アクリル重合体;メチルアクリレート/2−ヒドロキシエチルアクリレート(85/15質量%、重量平均分子量:約40万)からなる共重合体
(B)エポキシ系熱硬化性化合物;ビスフェノールA型エポキシ樹脂(ジャパンエポキシレジン株式会社製エピコート828、エポキシ当量189g/eq)
(C)熱硬化剤;ノボラック型フェノール樹脂(昭和高分子株式会社製ショウノールBRG-556、フェノール性水酸基当量104g/eq)
(D1)多孔質シリカ;疎水処理したメソポーラスシリカ(株式会社アドマテックス社製PC700G-MCA)
(D2)無孔質シリカ(株式会社アドマテックス社製アドマファインSC2050-MA)
(D3)無孔質シリカ(株式会社アドマテックス社製アドマファインN−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン修飾)
(E)硬化促進剤;イミダゾール(四国化成工業株式会社製キュアゾール2PHZ)
(F)カップリング剤;シランカップリング剤(三菱化学株式会社製MKCシリケートMSEP2)
(G)架橋剤;芳香族性ポリイソシアナート(日本ポリウレタン工業株式会社製コロネートL)
Claims (7)
- アクリル重合体(A)、エポキシ系熱硬化性化合物(B)、熱硬化剤(C)および多孔質シリカ(D)を含有し、
多孔質シリカ(D)がメソポーラス構造を有する接着剤組成物。 - 多孔質シリカ(D)の含有量が、接着剤組成物100質量部に対して1〜35質量部である請求項1に記載の接着剤組成物。
- 多孔質シリカ(D)の平均細孔直径が2〜50nmである請求項1または2に記載の接着剤組成物。
- 多孔質シリカが疎水処理を施したものである請求項1〜3のいずれかに記載の接着剤組成物。
- アクリル重合体(A)の重量平均分子量が1万〜200万であり、
アクリル重合体(A)のガラス転移温度が−30〜50℃である請求項1〜4のいずれかに記載の接着剤組成物。 - ダイシング・ダイボンディングシートを構成する接着剤層の形成材料として用いられる請求項1〜5のいずれかに記載の接着剤組成物。
- 請求項1〜6のいずれかに記載の接着剤組成物から形成された接着剤層を有することを特徴とする接着シート。
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