JP5736899B2 - フィルム状接着剤、接着シート及び半導体装置 - Google Patents
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Description
(b)架橋性官能基をモノマー比率で3〜15%有し、重量平均分子量が10万〜80万であり、かつTgが−50〜50℃である高分子量成分を30〜100質量部、
(c)無機フィラーを10〜60質量部、
(d)硬化促進剤を0〜0.07質量部含有することを特徴とするフィルム状接着剤。
本発明によるフィルム状接着剤は、半硬化(Bステージ)状態を経て、硬化処理後に完全硬化物(Cステージ)状態となり得る接着剤組成物から構成される。
(b)架橋性官能基をモノマー比率で3〜15%有し、重量平均分子量が10万〜80万であり、かつTgが−50〜50℃である高分子量成分を30〜100質量部、
(c)無機フィラーを10〜60質量部、
(d)硬化促進剤を0〜0.07質量部含有する接着剤組成物をフィルム状に成形することにより作製することができる。
(a)熱硬化性成分としては、熱硬化性樹脂が好ましく、半導体素子を実装する場合に要求される耐熱性及び耐湿性を有するエポキシ樹脂及びフェノール樹脂等が好ましい。
上記式(1)中、好ましいエポキシ樹脂として、R1〜R4が水素原子で、k=4、m=4であるエポキシ樹脂(市販品であれば、東都化成(株)製のYDF−8170C等)や、上記式(1)中、R1〜R2がメチル基で、R3〜R4が水素原子、k=2、m=2であるエポキシ樹脂(市販品であれば、東都化成(株)製のYSLV−80XY等)等が挙げられる。
上記一般式(3)で表されるフェノール樹脂として代表的なものに、三井化学(株)製のミレックスXLC−シリーズとXLシリーズ(例えば、ミレックスXLC−LL(上記一般式(3)中、R5が水素原子で、n=3である))等がある。
(b)高分子量成分としては、架橋性官能基をモノマー比率で3〜15%含有し、Tg(ガラス転移温度)が−50℃〜50℃で、重量平均分子量が10万〜80万である高分子量成分が好ましい。本発明においては、アクリル系樹脂が好ましく、更に、Tg(ガラス転移温度)が−50℃〜50℃で、重量平均分子量が10万〜80万であり、グリシジルアクリレートまたはグリシジルメタクリレート等のエポキシ基またはグリシジル基を架橋性官能基として有する官能性モノマーを重合して得たエポキシ基含有(メタ)アクリル共重合体等のアクリル系樹脂がより好ましい。
(c)無機フィラーとしては、Bステージ状態におけるフィルム状接着剤のダイシング性の向上、フィルム状接着剤の取扱い性の向上、熱伝導性の向上、溶融粘度の調整、チクソトロピック性の付与、接着力の向上等の観点から、シリカフィラーを配合することが好ましい。
(d)硬化促進剤としては、反応性の観点からイミダゾール系の化合物が好ましい。
本実施形態の接着剤組成物は、上記(a)〜(d)の以外に、接着性向上の観点から、カップリング剤を含有することが好ましい。カップリング剤としては、γ−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−フェニルアミノプロピルトリメトキシシラン、3−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。
フィルム状接着剤は、上述した接着剤組成物のワニスから作製することができる。
フィルム状接着剤の膜厚は、半導体素子接続用のワイヤや、基板の配線回路等の凹凸を十分に充填可能とするため、5〜200μmであることが好ましい。膜厚が5μmより薄いと、接着力が乏しくなる傾向があり、200μmより厚いと、経済的でなくなる上に、半導体装置の小型化の要求に応えることが困難となる。なお、接着性が高く、また、半導体装置を薄型化できる点で、フィルム状接着剤の膜厚は10〜100μmがより好ましく、20〜75μmが更により好ましい。
本発明のフィルム状接着剤及び接着シートは、好ましくは半導体装置の製造に用いられる。より好ましくはウェハ或いは既に小片化されているチップに、接着シート及びダイシングテープまたは、ダイシング・ダイボンディング一体型接着シートを0℃〜90℃で貼り合わせた後、回転刃、レーザーあるいは伸張による分断で接着剤付きチップを得、当該接着剤付きチップを、ワイヤで接続された半導体素子または凹凸を有する基板に圧着し、凹凸を充てんする工程、封止材により封止する工程を含む半導体装置の製造に用いられる。本発明の半導体装置の製造において、工程における熱履歴が150℃/1時間以下であることが重要である。
表1または表2に示す品名及び組成比(単位:質量部)の(a)熱硬化性樹脂としてのエポキシ樹脂及びフェノール樹脂、(c)無機フィラーからなる組成物にシクロヘキサノンを加え、撹拌混合した。これに、表1または表2に同様に示す、(b)高分子量成分としてのアクリルゴムを加えて撹拌し、更に表1または表2に同様に示すカップリング剤及び(d)硬化促進剤を加えて各成分が均一になるまで撹拌してワニスを得た。
R2710:(商品名、(株)プリンテック製、ビスフェノールE型エポキシ樹脂、エポキシ当量181、常温で液状、重量分子量約360)。なお、上記一般式(2)で表されるエポキシ樹脂である。
LF−4871:(商品名、DIC(株)製、水酸基当量118、吸水率1質量%、加熱質量減少率4質量%)。下記、式(5)で表されるフェノール樹脂である。
SC2050−HLG:(商品名、アドマテックス(株)製、シリカフィラー分散液、平均粒径0.50μm)。
アクリルゴムHTR−試作品24:(サンプル名、帝国化学産業(株)製、重量平均分子量23万、グリシジル官能基モノマー比率8%、Tg:−7℃)。
NUC A−1160:(商品名、GE東芝(株)製、γ−ウレイドプロピルトリエトキシシラン)。
キュアゾール2PZ−CN:(商品名、四国化成工業(株)製、1−シアノエチル−2−フェニルイミダゾール)。
得られた接着シートのフィルム状接着剤について、80℃でのずり粘度、ワイヤ埋込性、150℃/1時間熱処理後の引っ張り弾性率、モールド埋込性、接着強度の測定、並びに、耐リフロー性の評価を行った。
フィルム状接着剤の80℃でのずり粘度は下記の方法により評価した。
フィルム状接着剤のワイヤ埋込性を下記の方法により評価した。
フィルム状接着剤の150℃/1時間加熱後の引っ張り弾性率は下記の方法により評価した。
フィルム状接着剤のモールド埋込性を下記の方法により評価した。
フィルム状接着剤のダイシェア強度(接着強度)を下記の方法により測定した。
フィルム状接着剤の耐リフロー性を下記の方法により評価した。
1 フィルム状接着剤
2 基材フィルム
3 カバーフィルム
120 ダイシング・ダイボンディング一体型接着シート
6 粘着剤層
7 基材フィルム
200、210 半導体装置
1’ フィルム状接着剤の硬化物
9a、9b 半導体素子
10 半導体素子搭載用支持部材
11 ワイヤ
12 封止材
13 端子
300 サンプル
Claims (6)
- (a)軟化点が100℃以下であり、且つ、エポキシ当量が140以上であるエポキシ樹脂及び水酸基当量が140以上であるフェノール樹脂を20質量%以上含む熱硬化性樹脂を100質量部、
(b)架橋性官能基をモノマー比率で3〜15%有し、重量平均分子量が10万〜80万であり、かつTgが−50〜50℃である高分子量成分を42〜100質量部、
(c)無機フィラーを10〜60質量部、
(d)硬化促進剤を0.03〜0.07質量部含有することを特徴とするフィルム状接着剤。 - 硬化前の80℃でのずり粘度が200〜11000Pa・s以下で、150℃で1時間加熱した後の180℃での引っ張り弾性率が20MPa以下となることを特徴とする請求項1に記載のフィルム状接着剤。
- 前記(b)高分子量成分において、重量平均分子量が70〜80万の高分子量成分の含有量が10〜40%である請求項1又は2に記載のフィルム状接着剤。
- SiNの薄膜を形成させたチップへの接着力が1.0MPa以上である請求項1〜3のいずれか一項に記載のフィルム状接着剤。
- 請求項1〜4のいずれか一項に記載のフィルム状接着剤を、ワイヤを有する基板に80〜180℃、0.01〜0.50MPa、0.5〜2.0秒の条件で圧着し、製造工程における熱履歴を150℃/1時間以下とし、170〜180℃/6.0〜10.0MPa/90秒の封止条件で封止することにより得られる半導体装置。
- 請求項1〜4のいずれか一項に記載のフィルム状接着剤と、基材フィルムとを有する接着シート。
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