JP5969726B1 - インクジェット用接着剤、半導体装置の製造方法及び電子部品 - Google Patents
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- C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
- C09J11/00—Features of adhesives not provided for in group C09J9/00, e.g. additives
- C09J11/02—Non-macromolecular additives
- C09J11/06—Non-macromolecular additives organic
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
- C09J4/00—Adhesives based on organic non-macromolecular compounds having at least one polymerisable carbon-to-carbon unsaturated bond ; adhesives, based on monomers of macromolecular compounds of groups C09J183/00 - C09J183/16
- C09J4/06—Organic non-macromolecular compounds having at least one polymerisable carbon-to-carbon unsaturated bond in combination with a macromolecular compound other than an unsaturated polymer of groups C09J159/00 - C09J187/00
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G59/00—Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule; Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups
- C08G59/18—Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing
- C08G59/40—Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing characterised by the curing agents used
- C08G59/42—Polycarboxylic acids; Anhydrides, halides or low molecular weight esters thereof
- C08G59/4215—Polycarboxylic acids; Anhydrides, halides or low molecular weight esters thereof cycloaliphatic
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- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G59/00—Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule; Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups
- C08G59/18—Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing
- C08G59/40—Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing characterised by the curing agents used
- C08G59/50—Amines
- C08G59/5033—Amines aromatic
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- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G59/00—Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule; Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups
- C08G59/18—Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing
- C08G59/68—Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing characterised by the catalysts used
- C08G59/686—Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing characterised by the catalysts used containing nitrogen
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- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L33/00—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides or nitriles thereof; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L33/04—Homopolymers or copolymers of esters
- C08L33/06—Homopolymers or copolymers of esters of esters containing only carbon, hydrogen and oxygen, which oxygen atoms are present only as part of the carboxyl radical
- C08L33/08—Homopolymers or copolymers of acrylic acid esters
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- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D11/00—Inks
- C09D11/02—Printing inks
- C09D11/10—Printing inks based on artificial resins
- C09D11/101—Inks specially adapted for printing processes involving curing by wave energy or particle radiation, e.g. with UV-curing following the printing
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- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D11/00—Inks
- C09D11/02—Printing inks
- C09D11/10—Printing inks based on artificial resins
- C09D11/106—Printing inks based on artificial resins containing macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
- C09D11/107—Printing inks based on artificial resins containing macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds from unsaturated acids or derivatives thereof
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- C09D133/00—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Coating compositions based on derivatives of such polymers
- C09D133/04—Homopolymers or copolymers of esters
- C09D133/06—Homopolymers or copolymers of esters of esters containing only carbon, hydrogen and oxygen, the oxygen atom being present only as part of the carboxyl radical
- C09D133/10—Homopolymers or copolymers of methacrylic acid esters
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- C09J133/00—Adhesives based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Adhesives based on derivatives of such polymers
- C09J133/04—Homopolymers or copolymers of esters
- C09J133/06—Homopolymers or copolymers of esters of esters containing only carbon, hydrogen and oxygen, the oxygen atom being present only as part of the carboxyl radical
- C09J133/10—Homopolymers or copolymers of methacrylic acid esters
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- C09J133/00—Adhesives based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Adhesives based on derivatives of such polymers
- C09J133/04—Homopolymers or copolymers of esters
- C09J133/14—Homopolymers or copolymers of esters of esters containing halogen, nitrogen, sulfur or oxygen atoms in addition to the carboxy oxygen
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- C09J163/00—Adhesives based on epoxy resins; Adhesives based on derivatives of epoxy resins
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- C09J171/00—Adhesives based on polyethers obtained by reactions forming an ether link in the main chain; Adhesives based on derivatives of such polymers
- C09J171/08—Polyethers derived from hydroxy compounds or from their metallic derivatives
- C09J171/10—Polyethers derived from hydroxy compounds or from their metallic derivatives from phenols
- C09J171/12—Polyphenylene oxides
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- C09J201/00—Adhesives based on unspecified macromolecular compounds
- C09J201/02—Adhesives based on unspecified macromolecular compounds characterised by the presence of specified groups, e.g. terminal or pendant functional groups
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- C09J5/00—Adhesive processes in general; Adhesive processes not provided for elsewhere, e.g. relating to primers
- C09J5/04—Adhesive processes in general; Adhesive processes not provided for elsewhere, e.g. relating to primers involving separate application of adhesive ingredients to the different surfaces to be joined
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- C09J5/00—Adhesive processes in general; Adhesive processes not provided for elsewhere, e.g. relating to primers
- C09J5/06—Adhesive processes in general; Adhesive processes not provided for elsewhere, e.g. relating to primers involving heating of the applied adhesive
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- C09J9/00—Adhesives characterised by their physical nature or the effects produced, e.g. glue sticks
- C09J9/02—Electrically-conducting adhesives
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- H01L21/50—Assembly of semiconductor devices using processes or apparatus not provided for in a single one of the subgroups H01L21/06 - H01L21/326, e.g. sealing of a cap to a base of a container
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- H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
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- H01L24/28—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
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- H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L24/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
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- H01L24/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
- H01L24/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
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- H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
- H01L24/91—Methods for connecting semiconductor or solid state bodies including different methods provided for in two or more of groups H01L24/80 - H01L24/90
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- C09J2203/00—Applications of adhesives in processes or use of adhesives in the form of films or foils
- C09J2203/326—Applications of adhesives in processes or use of adhesives in the form of films or foils for bonding electronic components such as wafers, chips or semiconductors
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- C09J2301/00—Additional features of adhesives in the form of films or foils
- C09J2301/40—Additional features of adhesives in the form of films or foils characterized by the presence of essential components
- C09J2301/414—Additional features of adhesives in the form of films or foils characterized by the presence of essential components presence of a copolymer
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- C09J2301/00—Additional features of adhesives in the form of films or foils
- C09J2301/40—Additional features of adhesives in the form of films or foils characterized by the presence of essential components
- C09J2301/416—Additional features of adhesives in the form of films or foils characterized by the presence of essential components use of irradiation
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- H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
- H01L2224/05—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
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- H01L2224/2731—Manufacturing methods by local deposition of the material of the layer connector in liquid form
- H01L2224/27318—Manufacturing methods by local deposition of the material of the layer connector in liquid form by dispensing droplets
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- H01L2224/274—Manufacturing methods by blanket deposition of the material of the layer connector
- H01L2224/2741—Manufacturing methods by blanket deposition of the material of the layer connector in liquid form
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- H01L2224/27—Manufacturing methods
- H01L2224/275—Manufacturing methods by chemical or physical modification of a pre-existing or pre-deposited material
- H01L2224/27515—Curing and solidification, e.g. of a photosensitive layer material
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- H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/27—Manufacturing methods
- H01L2224/278—Post-treatment of the layer connector
- H01L2224/2783—Reworking, e.g. shaping
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- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/27—Manufacturing methods
- H01L2224/278—Post-treatment of the layer connector
- H01L2224/27848—Thermal treatments, e.g. annealing, controlled cooling
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- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/28—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
- H01L2224/29—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
- H01L2224/29001—Core members of the layer connector
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Abstract
インクジェット装置を用いて塗布されて用いられる接着剤において、接着剤層にボイドを生じ難くすることができ、更に貼り合わせ後に、高温に晒された際のアウトガスを低減でき、かつ耐湿信頼性を高めることができるインクジェット用接着剤を提供する。本発明に係るインクジェット用接着剤は、(メタ)アクリロイル基を1個有する第1の光硬化性化合物と、(メタ)アクリロイル基を2個以上有する第2の光硬化性化合物と、光ラジカル開始剤と、環状エーテル基又は環状チオエーテル基を1個以上有する熱硬化性化合物と、熱硬化性化合物と反応可能な化合物とを含み、前記第1の光硬化性化合物が、炭素数8〜21のアルキル(メタ)アクリレートを含有する。
Description
本発明は、インクジェット装置を用いて塗布されて用いられるインクジェット用接着剤に関する。また、本発明は、上記接着剤を用いる半導体装置の製造方法、並びに上記接着剤を用いた電子部品に関する。
半導体素子と基板等の支持部材との接合には、半導体素子固定用接着剤としてペースト状の接着剤が主に使用されている。近年、半導体素子の小型化、半導体パッケージの小型化、高性能化に伴って、使用される支持部材にも小型化が要求されている。こうした要求に対して、ペースト状の接着剤では、濡れ拡がって、はみ出し等の問題が発生している。また、ペースト状の接着剤では厚み制御が困難であり、この結果、半導体素子が傾いて、ワイヤボンディングの不具合等の問題が発生している。このため、近年の半導体パッケージには、従来のペースト状の接着剤を用いる接合では、十分に対処できなくなってきている。
また、近年、下記の特許文献1に記載されるように、フィルム状の接着剤層を有する接着シートが使用されるようになっている。
この接着シートを用いた接合方法では、まず、半導体ウェハの裏面に接着シート(接着剤層)を貼り付け、更に接着剤層の他方の面にダイシングシートを貼り合わせる。その後、ダイシングによって、接着剤層が貼り合わされた状態で半導体ウェハを個片化して半導体素子を得る。次いで接着剤層付きの半導体素子をピックアップして、支持部材に接合する。その後、ワイヤボンド、封止等の組立工程を経て、半導体装置が得られる。
しかし、接着シートを用いた半導体装置の製造では、接着シートがダイシング時の切断刃にまとわりつくことで、切断性が低下し、半導体チップが欠けて歩留まりが低下するという問題がある。また、基板等の支持部材には配線パターン等の段差があるために、段差部分にボイドが残りやすい。ボイドは信頼性を悪化させる原因になる。
また、特許文献2では、放射線重合性化合物と、光開始剤と、熱硬化性樹脂とを含有する接着剤が開示されている。しかしこのような接着剤では、配線パターンの段差のある基板では、ボイドが発生し、信頼性が低くなるという問題がある。
下記の特許文献3では、(1)エポキシ樹脂、(2)ラジカル硬化性樹脂、(3)光ラジカル開始剤、及び、(4)潜在性エポキシ硬化剤を含む接着剤が開示されている。(4)潜在性エポキシ硬化剤は、(a)特定の式(I)で表されるアミン化合物、(b)分子内に2個以上のアミノ基を有するポリアミン化合物、(c)有機ポリイソシアネート化合物、及び(d)エポキシ化合物を反応させて得られる。しかし、このような接着剤を用いても、配線パターンの段差のある基板では、ボイドが発生し、信頼性が低くなるという問題がある。
また、従来の接着剤では、貼り合わせ後の接着性が低くなることがある。更に、従来の接着剤では、高温下に晒されるとアウトガスが発生し周辺部材の汚染が発生したり、耐湿信頼性が低くなったりするという問題もある。
本発明の目的は、インクジェット装置を用いて塗布されて用いられる接着剤において、接着剤層にボイドを生じ難くすることができ、更に貼り合わせ後に、高温に晒された際のアウトガスを低減でき、かつ耐湿信頼性を高めることができるインクジェット用接着剤を提供することである。また、本発明は、上記接着剤を用いる半導体装置の製造方法、並びに上記接着剤を用いた電子部品を提供することも目的とする。
本発明の広い局面によれば、(メタ)アクリロイル基を1個有する第1の光硬化性化合物と、(メタ)アクリロイル基を2個以上有する第2の光硬化性化合物と、光ラジカル開始剤と、環状エーテル基又は環状チオエーテル基を1個以上有する熱硬化性化合物と、前記熱硬化性化合物と反応可能な化合物とを含み、前記第1の光硬化性化合物が、炭素数8〜21のアルキル(メタ)アクリレートを含有する、インクジェット用接着剤が提供される。
本発明に係る接着剤のある特定の局面では、前記第1の光硬化性化合物と前記第2の光硬化性化合物との合計100重量%中、前記第1の光硬化性化合物の含有量が50重量%以上、99.9重量%以下、前記第2の光硬化性化合物の含有量が0.1重量%以上、50重量%以下である。
本発明に係る接着剤のある特定の局面では、前記環状エーテル基又は環状チオエーテル基を1個以上有する熱硬化性化合物が、エポキシ基又はチイラン基を1個以上有する熱硬化性化合物を含む。
本発明に係る接着剤のある特定の局面では、前記接着剤は、(メタ)アクリロイル基を1個以上有し、かつ環状エーテル基又は環状チオエーテル基を1個以上有する光及び熱硬化性化合物を含む。
本発明に係る接着剤のある特定の局面では、前記(メタ)アクリロイル基を1個以上有し、かつ環状エーテル基又は環状チオエーテル基を1個以上有する光及び熱硬化性化合物が、(メタ)アクリロイル基を1個以上有し、かつエポキシ基又はチイラン基を1個以上有する光及び熱硬化性化合物を含む。
本発明に係る接着剤のある特定の局面では、前記光及び熱硬化性化合物が、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートグリシジルエーテルを含有する。
本発明に係る接着剤のある特定の局面では、JIS K2283に準拠して測定された25℃及び10rpmでの粘度が5mPa・s以上、1600mPa・s以下である。
本発明の広い局面によれば、半導体素子搭載用の支持部材又は半導体素子の表面上に、インクジェット装置を用いて、上述したインクジェット用接着剤を塗布して、接着剤層を形成する塗布工程と、光の照射により前記接着剤層の硬化を進行させて、Bステージ化接着剤層を形成する工程と、前記Bステージ化接着剤層の前記支持部材又は前記半導体素子側とは反対の表面上に、半導体素子を積層する工程と、前記半導体素子の積層後に、前記Bステージ化接着剤層を熱硬化させる工程とを備える、半導体装置の製造方法が提供される。
本発明の広い局面によれば、半導体ウェハの表面上に、インクジェット装置を用いて、上述したインクジェット用接着剤を吐出して、接着剤層を形成する塗布工程と、光の照射により前記接着剤層の硬化を進行させて、Bステージ化接着剤層を形成する工程と、前記Bステージ化接着剤層の前記半導体ウェハ側とは反対の表面上に、カバーガラスを積層して、積層体を得る工程と、前記積層体における前記Bステージ化接着剤層を熱硬化させる工程と、熱硬化後に前記積層体を切断する工程とを備える、半導体装置の製造方法が提供される。
本発明の広い局面によれば、第1の電子部品本体と、第2の電子部品本体と、前記第1の電子部品本体と前記第2の電子部品本体とを接続している接着剤層とを備え、前記接着剤層が、上述したインクジェット用接着剤の硬化物である、電子部品が提供される。
本発明に係る電子部品のある特定の局面では、前記第1の電子部品本体が半導体素子搭載用の支持部材又は半導体素子であり、前記第2の電子部品本体が半導体素子である。
本発明に係るインクジェット用接着剤は、(メタ)アクリロイル基を1個有する第1の光硬化性化合物と、(メタ)アクリロイル基を2個以上有する第2の光硬化性化合物と、光ラジカル開始剤と、環状エーテル基又は環状チオエーテル基を1個以上有する熱硬化性化合物と、上記熱硬化性化合物と反応可能な化合物とを含み、上記第1の光硬化性化合物が、炭素数8〜16のアルキル(メタ)アクリレートを含有するので、本発明に係るインクジェット用接着剤をインクジェット装置を用いて塗布し、かつ硬化させたときに、接着剤層にボイドを生じ難くすることができる。更に、貼り合わせ後に、高温に晒された際のアウトガスを低減でき、かつ耐湿信頼性を高めることができる。
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明に係るインクジェット用接着剤(以下、接着剤と略記することがある)は、インクジェット装置を用いて塗布されて用いられる。本発明に係る接着剤は、スクリーン印刷により塗布される接着剤、及びディスペンサーにより塗布される接着剤等とは異なる。
本発明に係る接着剤は、光の照射及び加熱により硬化させて用いられる。本発明に係る接着剤は、好ましくは、光の照射により硬化を進行させた後に加熱により硬化させて用いられる。本発明に係る接着剤は、光及び熱硬化性接着剤であり、光硬化性と熱硬化性とを有する。本発明に係る接着剤は、光硬化のみが行われる接着剤、及び熱硬化のみが行われる接着剤等とは異なる。
本発明に係る接着剤は、光硬化性化合物(光の照射により硬化可能な硬化性化合物)と、熱硬化性化合物(加熱により硬化可能な硬化性化合物)とを含む。本発明に係る接着剤は、光硬化性化合物として、(メタ)アクリロイル基を1個有する第1の光硬化性化合物と、(メタ)アクリロイル基を2個以上有する第2の光硬化性化合物とを含む。更に、本発明では、上記第1の光硬化性化合物は、炭素数8〜21のアルキル(メタ)アクリレートを含有する。本発明に係る接着剤は、熱硬化性化合物として、環状エーテル基又は環状チオエーテル基を1個以上有する熱硬化性化合物を含む。また、本発明に係る接着剤は、光ラジカル開始剤と、熱硬化性化合物と反応可能な化合物とを含む。
本発明に係る接着剤では、上述した構成が備えられているので、本発明に係るインクジェット用接着剤をインクジェット装置を用いて塗布し、かつ硬化させたときに、接着剤層にボイドを生じ難くすることができる。特に、本発明に係るインクジェット用接着剤をインクジェット装置を用いて塗布し、かつ光の照射により硬化を進行させた後に加熱により硬化させたときに、接着剤層にボイドを効果的に生じ難くすることができる。更に、本発明に係る接着剤では、貼り合わせ後に、高温に晒された際のアウトガスを低減でき、かつ耐湿信頼性を高めることができる。本発明に係る接着剤を用いて接着を行った後に、接着物が高温下又は高湿下等の過酷な条件に晒されても、接着性が低下し難い。また、本発明に係る接着剤では、接着剤層の厚み精度を高めることもできる。
本発明では特に、第2の光硬化性化合物と、光ラジカル開始剤と、環状エーテル基又は環状チオエーテル基を1個以上有する熱硬化性化合物と、上記熱硬化性化合物と反応可能な化合物と組み合わせて、炭素数8〜21のアルキル(メタ)アクリレートを用いることで、上記の効果が十分に発揮される。
本発明に係る接着剤に、365nmでの照度が100mW/cm2になるように積算光量1000mJ/cm2の光を照射してBステージ化接着剤を得た場合、Bステージ化接着剤の25℃での弾性率は好ましくは5.0×102Pa以上、より好ましくは8.0×102Pa以上、好ましくは8.0×104Pa以下、より好ましくは5.0×104Pa以下である。上記弾性率が上記下限以上であると、半導体チップ等の移動が起こり難くなる。上記弾性率が上記上限以下であると、半導体チップ等の貼り合せ後の接着力がより一層高くなり、ボイドの発生が抑えられる。なお、照度はウシオ電機社製「UIT−201」で測定した値である。
上記弾性率は、ティー・エイ・インスツルメント社製の粘弾性測定装置ARESを用いて、25℃、測定プレート:直径8mmの平行プレート、及び周波数1Hzで測定される。なお、本明細書において、上記弾性率は貯蔵弾性率(G’)を意味する。
本発明に係る接着剤は、インクジェット装置を用いて塗布されるので、一般に25℃で液状である。上記接着剤の25℃での粘度は好ましくは3mPa・s以上、より好ましくは5mPa・s以上、より一層好ましくは10mPa・s以上、更に好ましくは160mPa・s以上、好ましくは2000mPa・s以下、より好ましくは1600mPa・s以下、更に好ましくは1500mPa・s以下である。接着剤層の厚み精度をより一層高め、更に接着剤層にボイドをより一層生じ難くする観点からは、上記接着剤の25℃での粘度は160mPa・s以上、1600mPa・s以下であることが特に好ましい。
上記粘度は、JIS K2283に準拠して、E型粘度計(東機産業社製「TVE22L」)を用いて、25℃及び10rpmの条件で測定される。
上記接着剤は、電子部品の接着に好適に用いられる。上記接着剤は、レジスト組成物ではないことが好ましく、レジスト膜を形成するための組成物ではないことが好ましい。
本発明に係る半導体装置の製造方法は、半導体素子搭載用の支持部材又は半導体素子の表面上に、インクジェット装置を用いて、上記インクジェット用接着剤を塗布して、接着剤層を形成する塗布工程と、光の照射により上記接着剤層の硬化を進行させて、Bステージ化接着剤層を形成する工程と、上記Bステージ化接着剤層の上記支持部材又は上記半導体素子側とは反対の表面上に、半導体素子を積層する工程と、上記半導体素子の積層後に、上記Bステージ化接着剤層を熱硬化させる工程とを備える。
また、本発明に係る半導体装置の製造方法は、半導体ウェハの表面上に、インクジェット装置を用いて、上記インクジェット用接着剤を吐出して、接着剤層を形成する塗布工程と、光の照射により上記接着剤層の硬化を進行させて、Bステージ化接着剤層を形成する工程と、上記Bステージ化接着剤層の上記半導体ウェハ側とは反対の表面上に、カバーガラスを積層して、積層体を得る工程と、上記積層体における上記Bステージ化接着剤層を熱硬化させる工程と、熱硬化後に上記積層体を切断する工程とを備える。
本発明に係る接着剤を用いれば、接着剤層の厚み精度を高め、更に接着剤層にボイドを生じ難くすることができる。従って、本発明に係る接着剤は、本発明に係る半導体装置の製造方法に好適に使用可能である。
上記インクジェット装置による吐出時に、上記接着剤を40℃以上、100℃以下に加温した状態で、上記接着剤を吐出することが好ましい。接着剤層をより一層高精度に形成し、接着剤層にボイドをより一層生じ難くする観点からは、上記インクジェット用接着剤を循環させながら、塗布することが好ましい。
上記インクジェット装置が、上記接着剤が貯留されるインクタンクと、上記インクタンクと接続されておりかつ上記接着剤が吐出される吐出部と、一端が上記吐出部に接続されており、他端が上記インクタンクに接続されており、かつ内部を上記接着剤が流れる循環流路部とを有することが好ましい。
上記接着剤を塗布する際に、上記インクジェット装置内で、上記接着剤を上記インクタンクから上記吐出部に移動させた後に、上記吐出部から吐出されなかった上記接着剤を、上記循環流路部内を流して上記インクタンクに移動させることにより、上記接着剤を循環させながら、塗布する。上記接着剤を循環させながら塗布すれば、本発明の効果がより一層効果的に得られる。すなわち、接着剤層の厚み精度をより一層高め、更に接着剤層にボイドをより一層生じ難くすることができる。
また、本発明では、厚みの厚い接着剤層を高精度に形成することができる。また、本発明では、多層化された接着剤層であっても、微細かつ高精度に形成することができる。
以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態及び実施例を説明することにより、本発明を明らかにする。
図1は、本発明の一実施形態に係るインクジェット用接着剤を用いて得られる電子部品を模式的に示す正面断面図である。
図1に示す電子部品1は、第1の電子部品本体2と、第1の電子部品本体2の表面上に配置された接着剤層3と、接着剤層3の表面上に配置された第2の電子部品本体4とを備える。第2の電子部品本体4は、接着剤層3の第1の電子部品本体2側とは反対側に配置されている。接着剤層3の第1の表面上に、第1の電子部品本体2が配置されている。接着剤層3の第1の表面とは反対側の第2の表面上に、第2の電子部品本体4が配置されている。接着剤層3は光及び熱硬化後の接着剤層であり、硬化した接着剤層である。接着剤層3を形成するために、本発明の一実施形態に係るインクジェット用接着剤が用いられている。このインクジェット用接着剤が、インクジェット装置を用いて塗布され、かつ光の照射により硬化が進行された後に加熱により硬化されて、接着剤層3が形成されている。
上記電子部品本体としては、具体的には、回路基板、半導体ウェハ、ダイシング後の半導体ウェハ(分割された半導体ウェハ、半導体素子)、カバーガラス、コンデンサ、ダイオード、プリント基板、フレキシブルプリント基板、ガラスエポキシ基板及びガラス基板等が挙げられる。上記電子部品本体は、半導体素子搭載用の支持部材であってもよい。
高精度に形成された接着剤層が特に求められることから、上記電子部品本体は、回路基板、カバーガラス、半導体ウェハ又は、ダイシング後の半導体ウェハであることが好ましい。
高精度に形成された接着剤層が特に求められることから、上記第1の電子部品本体が、半導体素子搭載用の支持部材又は半導体素子であることが好ましく、回路基板又は半導体素子であることがより好ましく、回路基板又はダイシング後の半導体ウェハであることが更に好ましい。高精度に形成された接着剤層が特に求められることから、上記第2の電子部品本体が、半導体素子であることが好ましく、ダイシング後の半導体ウェハであることがより好ましい。
高精度に形成された接着剤層が特に求められることから、上記第1の電子部品本体が回路基板又はダイシング後の半導体ウェハであり、かつ上記第2の電子部品本体が、ダイシング後の半導体ウェハであることが好ましく、更に、上記第1の電子部品本体が回路基板であり、かつ上記第2の電子部品本体が、ダイシング後の半導体ウェハであることがより好ましい。上記電子部品は半導体装置用電子部品であることが好ましい。
上記電子部品は、半導体素子を備えていることが好ましく、半導体装置であることが好ましい。
以下、図2(a)〜(e)を参照しつつ、図1に示す電子部品の製造方法の一例について説明する。
先ず、図2(a)に示すように、第1の電子部品本体2上に、インクジェット装置11を用いて、インクジェット用接着剤を塗布して、接着剤層12を形成する(塗布工程)。ここでは、第1の電子部品本体2の表面上に、全体に、接着剤を塗布している。塗布後、接着剤の液滴が互いに混ざり合い、図2(b)に示す状態の接着剤層12になる。
図3に示すように、インクジェット装置11は内部に、インクタンク21と、吐出部22と、循環流路部23とを有する。
循環流路部23は、循環流路部23内に、バッファタンク23Aとポンプ23Bとを有する。但し、図4に示すインクジェット装置11Xのように、循環流路部23Xは、循環流路部23X内に、バッファタンクとポンプとを有していなくてもよい。上記循環流路部は、上記循環流路部内に、上記バッファタンクを有することが好ましく、上記ポンプを有することが好ましい。また、上記循環流路部は、上記循環流路部内に、バッファタンク及びポンプの他に、流速計、温度計、フィルター、液面センサー等を有していてもよい。
インクタンク21には、上記接着剤が貯留されている。吐出部22(インクジェットヘッド)から、上記接着剤が吐出される。吐出部22は吐出ノズルを含む。インクタンク21に、吐出部22が接続されている。インクタンク21と吐出部22とは流路を介して接続されている。循環流路部23の一端は吐出部22に接続されており、他端はインクタンク21に接続されている。循環流路部23の内部を、上記接着剤が流れる。
バッファタンク23A又はポンプ23Bが備えられる場合には、バッファタンク23A及びポンプ23Bはそれぞれ、吐出部22とインクタンク21との間に配置されることが好ましい。バッファタンク23Aはポンプ23Bよりも吐出部22側に配置されている。ポンプ23Bは、バッファタンク23Aよりもインクタンク21側に配置されている。バッファタンク23Aには、上記接着剤が仮貯留される。
上記吐出部としては、サーマル方式、バブル噴射方式、電磁バルブ方式又はピエゾ方式のインクジェットヘッド等が挙げられる。また、上記吐出部内の循環流路部としては、共通循環流路(マニフォールド)から吐出ノズルへ分岐しているエンドシュータータイプや吐出ノズルをインクが循環するサイドシュータータイプが挙げられる。接着剤の吐出性を高めて、微細な接着剤層の形成精度をより一層高める観点からは、上記インクジェット装置がピエゾ方式のインクジェットヘッドを用いるインクジェット装置であり、上記塗布工程において、ピエゾ素子の作用によって、上記接着剤を塗布することが好ましい。
上記接着剤の循環方法に関しては、インクの自重を利用したり、ポンプ等を利用して加圧、減圧等を行い循環したりすることが可能である。これらは複数組み合わせて用いてもよい。ポンプとしてはシリンダ方式の無脈動ポンプ、プロペラポンプ、ギヤポンプ及びダイヤフラムポンプ等が挙げられる。循環効率を高めて、微細な接着剤層の形成精度をより一層高める観点からは、上記循環流路部は、上記循環流路部内に上記接着剤を移送させるポンプを含むことが好ましい。
上記吐出部の吐出ノズルにおいては、適切な圧力に保ち、かつその範囲内で圧力変動(脈動)が少ないことが好ましい。ポンプ等を使用する場合にはポンプの脈動を抑えるために、ポンプと上記吐出部との間に減衰器を設けることが好ましい。このような減衰器としては、上記接着剤が仮貯留されるバッファタンクや膜式のダンパ等が挙げられる。
硬化した接着剤層をより一層高精度に形成する観点からは、上記循環流路部は、上記循環流路部内に、上記接着剤が仮貯留されるバッファタンクを含むことが好ましい。
上記接着剤を加熱しながら循環させる場合には、上記インクタンク内に加熱ヒーターを導入したり、上記循環流路部に加熱ヒーターを用いたりすることで、上記接着剤の温度を調節することが可能である。
上記接着剤を加熱しながら循環させる場合には、インクタンク21内に加熱ヒーターを導入したり、循環流路部23,23Xに加熱ヒーターを用いたりすることで、上記接着剤の温度を調節することが可能である。
上記の塗布工程において、インクジェット装置11内で、上記接着剤をインクタンク21から吐出部22に移動させた後に、吐出部22から吐出されなかった上記接着剤を、循環流路部23内を流してインクタンク21に移動させる。それによって、上記の塗布工程において、上記接着剤を循環させながら、塗布することが好ましい。
次に、図2(b),(c)に示すように、上記の塗布工程後に、第1の光照射部13から接着剤層12に光を照射して、接着剤層12の硬化を進行させる(第1の光照射工程)。それによって、第1の光照射部13により光が照射された接着剤層12Aが形成される。接着剤層12Aは、予備硬化物であり、Bステージ化接着剤層である。この上記Bステージ化接着剤層の25℃での弾性率を5.0×102Pa以上、8.0×104Pa以下にすることが好ましい。後述する第2の光照射部14から光が照射される場合、第1の光照射部13から照射される光の波長や照射強度と、後述する第2の光照射部14から照射される光の波長や照射強度とが同じでも異なっていてもよい。接着剤層の硬化性をより一層高める観点からは、第2の光照射部14から照射される照射強度が第1の光照射部13から照射される光の照射強度より強い方が好ましい。光硬化性化合物と、光及び熱硬化性化合物とを用いる場合に、光硬化性を制御するために、上記第1の光照射工程と、後述する第2の光照射工程とを行うことが好ましい。
なお、「第1の光照射部13から接着剤層12に光を照射して、接着剤層12の硬化を進行させる」には、反応を進行させて増粘状態にすることも含まれる。
光照射を行う装置としては特に限定されず、紫外線を発生する発光ダイオード(UV−LED)、メタルハライドランプ、高圧水銀ランプ、及び超高圧水銀ランプ等が挙げられる。接着剤層の形成精度をより一層高める観点からは、特に第1の光照射部に、UV−LEDを用いることが好ましい。
次に、図2(c),(d)に示すように、上記の第1の光照射工程後に、第1の光照射部13とは別の第2の光照射部14から、第1の光照射部13から光が照射された接着剤層12Aに光を照射して、接着剤層12Aの硬化を更に進行させてもよい(第2の光照射工程)。それによって、第2の光照射部14により光が照射された接着剤層12Bが形成される。接着剤層12Bは、予備硬化物であり、Bステージ化接着剤層である。この上記Bステージ化接着剤層の表面の25℃での弾性率を5.0×102Pa以上、8.0×104Pa以下にすることが好ましい。なお、上記第2の光照射工程後のBステージ化接着剤層と、上記第1の光照射後のBステージ化接着剤層とのうち、上記第1の光照射後のBステージ化接着剤層の表面の25℃での弾性率を5.0×102Pa以上、8.0×104Pa以下にすることが好ましい。上記第2の光照射工程後のBステージ化接着剤層と、上記第1の光照射後のBステージ化接着剤層との双方の表面の25℃での弾性率を5.0×102Pa以上、8.0×104Pa以下にすることがより好ましい。
上記の第2の光照射工程は、後述する積層工程前に行われることが好ましく、加熱工程前に行われることが好ましい。硬化した接着剤層をより一層高精度に形成する観点からは、上記第2の光照射工程が行われることが好ましい。但し、上記第2の光照射工程は必ずしも行われる必要はなく、上記第1の光照射工程後に、上記第2の光照射工程を行わずに、後述する積層工程が行われてもよい。
次に、図2(d),(e)に示すように、上記の第2の光照射工程後に、光が照射された接着剤層12B上に、第2の電子部品本体4を配置して、第1の電子部品本体2と第2の電子部品本体4とを、光が照射された接着剤層12Bを介して、圧力を付与して貼り合わせて、一次積層体1Aを得る(積層工程)。なお、上記第1の光照射工程後に、上記第2の光照射工程を行わない場合には、光が照射された接着剤層12A上に、第2の電子部品本体4を配置して、第1の電子部品本体2と第2の電子部品本体4とを、光が照射された接着剤層12Aを介して、圧力を付与して貼り合わせて、一次積層体を得る(積層工程)。
次に、上記の積層工程後に、一次積層体1Aを加熱して、第1の電子部品本体2と第2の電子部品本体4との間の接着剤層12Bを硬化させて、電子部品を得る(加熱工程)。結果として、インクジェット用接着剤の硬化物が得られる。このようにして、図1に示す電子部品1を得ることができる。
なお、上記塗布工程と上記第1の光照射工程とを繰り返すことで、接着剤層を多層化して、多層の接着剤層を形成してもよい。図5に示すように、複数の接着剤層32A,32B,32Cが積層された接着剤層32を備える電子部品31を得てもよい。
上記の電子部品の製造方法において、接着剤の吐出性及び移送性を高めて、硬化した接着剤層をより一層高精度に形成する観点からは、循環されている上記接着剤の温度は好ましくは30℃以上、より好ましくは40℃以上、好ましくは120℃以下、より好ましくは100℃以下である。
硬化した接着剤層をより一層高精度に形成する観点からは、上記積層工程において、貼り合わせ時に付与する圧力は好ましくは0.01MPa以上、より好ましくは0.05MPa以上、好ましくは10MPa以下、より好ましくは8MPa以下である。
硬化した接着剤層をより一層高精度に形成する観点からは、上記積層工程において、貼り合わせ時の温度は好ましくは30℃以上、より好ましくは40℃以上、好ましくは150℃以下、より好ましくは130℃以下である。
上記接着剤は、光硬化性及び熱硬化性を有する。上記接着剤は、上記第1の光硬化性化合物と、上記第2の光硬化性化合物と、上記熱硬化性化合物と、上記光ラジカル開始剤と、上記熱硬化性化合物と反応可能な化合物とを含む。上記第1の光硬化性化合物が、炭素数8〜21のアルキル(メタ)アクリレートを含有する。上記接着剤は、光及び熱硬化性化合物(光の照射及び加熱の双方により硬化可能な硬化性化合物)を含むことが好ましい。上記接着剤は、硬化促進剤を含むことが好ましい。
以下、上記接着剤に用いることができる各成分の詳細を説明する。
(光硬化性化合物)
(メタ)アクリロイル基を1個有する光硬化性化合物を、第1の光硬化性化合物(A1)と呼ぶ。(メタ)アクリロイル基を2個以上有する光硬化性化合物を、第2の光硬化性化合物(A2)と呼ぶ。第1の光硬化性化合物(A1)は、例えば単官能化合物である。第2の光硬化性化合物(A2)は、(メタ)アクリロイル基を2個以上有する。第2の光硬化性化合物(A2)は、例えば多官能化合物である。第2の光硬化性化合物(A2)は、(メタ)アクリロイル基を2個以上有するため、光の照射により重合が進行し、硬化する。第1の光硬化性化合物(A1)及び第2の光硬化性化合物(A2)はそれぞれ、1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
(メタ)アクリロイル基を1個有する光硬化性化合物を、第1の光硬化性化合物(A1)と呼ぶ。(メタ)アクリロイル基を2個以上有する光硬化性化合物を、第2の光硬化性化合物(A2)と呼ぶ。第1の光硬化性化合物(A1)は、例えば単官能化合物である。第2の光硬化性化合物(A2)は、(メタ)アクリロイル基を2個以上有する。第2の光硬化性化合物(A2)は、例えば多官能化合物である。第2の光硬化性化合物(A2)は、(メタ)アクリロイル基を2個以上有するため、光の照射により重合が進行し、硬化する。第1の光硬化性化合物(A1)及び第2の光硬化性化合物(A2)はそれぞれ、1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
本明細書では、(メタ)アクリロイル基を有する硬化性化合物は、メタクリロイル基及びアクリロイル基の内少なくとも一方を有する化合物を意味する。
光硬化性化合物として、第1の光硬化性化合物(A1)と、第2の光硬化性化合物(A2)とを併用することで、硬化した接着剤層を高精度に形成することができる。
第2の光硬化性化合物(A2)としては、多価アルコールの(メタ)アクリル酸付加物、多価アルコールのアルキレンオキサイド変性物の(メタ)アクリル酸付加物、ウレタン(メタ)アクリレート類、及びポリエステル(メタ)アクリレート類等が挙げられる。上記多価アルコールとしては、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、トリメチロールプロパン、シクロヘキサンジメタノール、トリシクロデカンジメタノール、ビスフェノールAのアルキレンオキシド付加物、及びペンタエリスリトール等が挙げられる。
第2の光硬化性化合物(A2)の具体例としては、二官能の(メタ)アクリレートであってもよく、三官能の(メタ)アクリレートであってもよく、四官能以上の(メタ)アクリレートであってもよい。
二官能の(メタ)アクリレートとしては、例えば、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,9−ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、1,10−デカンジオールジ(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、2,4−ジメチル−1,5−ペンタンジオールジ(メタ)アクリレート、ブチルエチルプロパンジオールジ(メタ)アクリレート、エトキシ化シクロヘキサンメタノールジ(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、オリゴエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、2−エチル−2−ブチルブタンジオールジ(メタ)アクリレート、2−エチル−2−ブチルプロパンジオールジ(メタ)アクリレート、トリシクロデカンジ(メタ)アクリレート、及びジプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
三官能の(メタ)アクリレートとしては、例えば、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールエタントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンのアルキレンオキシド変性トリ(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トリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ((メタ)アクリロイルオキシプロピル)エーテル、イソシアヌル酸アルキレンオキシド変性トリ(メタ)アクリレート、プロピオン酸ジペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、トリ((メタ)アクリロイルオキシエチル)イソシアヌレート、及びソルビトールトリ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
四官能の(メタ)アクリレートとしては、例えば、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ソルビトールテトラ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、及びプロピオン酸ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
五官能の(メタ)アクリレートとしては、例えば、ソルビトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレートが挙げられる。
六官能の(メタ)アクリレートとしては、例えば、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ソルビトールヘキサ(メタ)アクリレート、及びフォスファゼンのアルキレンオキシド変性ヘキサ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
六官能の(メタ)アクリレートとしては、例えば、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ソルビトールヘキサ(メタ)アクリレート、及びフォスファゼンのアルキレンオキシド変性ヘキサ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
上記「(メタ)アクリレート」の用語は、アクリレート又はメタクリレートを示す。上記「(メタ)アクリル」の用語は、アクリル又はメタクリルを示す。
第2の光硬化性化合物(A2)は、多環骨格又はウレタン骨格を有し、かつ(メタ)アクリロイル基を2個以上有する第2の光硬化性化合物であることが好ましい。この第2の光硬化性化合物の使用により、上記接着剤の硬化物の耐湿性及び耐湿熱性を高くすることができる。従って、電子部品の信頼性を高めることができる。上記多官能化合物(A1)は、多環骨格を有していてもよく、ウレタン骨格を有していてもよい。
第2の光硬化性化合物(A2)は、多環骨格又はウレタン骨格を有し、かつ(メタ)アクリロイル基を2個以上有すれば特に限定されない。多官能化合物(A1)として、多環骨格又はウレタン骨格を有し、かつ(メタ)アクリロイル基を2個以上有する従来公知の多官能化合物を用いることができる。上記多官能化合物(A1)は、(メタ)アクリロイル基を2個以上有するため、光の照射により重合が進行し、硬化する。上記多官能化合物(A1)は、1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
多環骨格を有し、かつ(メタ)アクリロイル基を2個以上有する第2の光硬化性化合物(A2)の具体例としては、トリシクロデカンジメタノールジ(メタ)アクリレート、イソボルニルジメタノールジ(メタ)アクリレート及びジシクロペンテニルジメタノールジ(メタ)アクリレート等が挙げられる。硬化物の耐湿性及び耐湿熱性をより一層高める観点からは、第2の光硬化性化合物(A2)は、トリシクロデカンジメタノールジ(メタ)アクリレートであることが好ましい。
上記多環骨格は、複数の環状骨格を連続して有する構造であり、かつ環が縮合している構造を示す。上記多環骨格は、ビスフェノール骨格、ビフェニル骨格又はトリフェニルメタン骨格等のような2個以上の環が縮合しておらず、別々に含まれる構造ではない。上記多環骨格としては、多環脂環式骨格及び多環芳香族骨格等が挙げられる。
上記多環脂環式骨格としては、ビシクロアルカン骨格、トリシクロアルカン骨格、テトラシクロアルカン骨格及びイソボルニル骨格等が挙げられる。
上記多環芳香族骨格としては、ナフタレン環骨格、アントラセン環骨格、フェナントレン環骨格、テトラセン環骨格、クリセン環骨格、トリフェニレン環骨格、テトラフェン環骨格、ピレン環骨格、ペンタセン環骨格、ピセン環骨格及びペリレン環骨格等が挙げられる。
ウレタン骨格を有し、かつ(メタ)アクリロイル基を2個以上有する多官能化合物は特に限定されないが、例えば、以下の方法によって得られる。ポリオールと2官能以上のイソシアネートとを反応させ、さらに残りのイソシアネート基に、アルコールや酸基を有する(メタ)アクリルモノマーを反応させる。2官能以上のイソシアネートに水酸基を有する(メタ)アクリルモノマーを反応させてもよい。具体的には、例えば、トリメチロールプロパン1モルとイソホロンジイソシアネート3モルとを錫系触媒下で反応させる。得られた化合物中に残るイソシアネート基と、2モルの水酸基を有するアクリルモノマーであるヒドロキシエチルアクリレートを反応させることにより、上記ウレタン変性(メタ)アクリル化合物が得られる。
上記ポリオールとしては、特に限定されず、例えば、エチレングリコール、グリセリン、ソルビトール、トリメチロールプロパン、及び(ポリ)プロピレングリコール等が挙げられる。
上記イソシアネートは、2官能以上であれば、特に限定されない。上記イソシアネートとしては、例えば、イソホロンジイソシアネート、2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、ジフェニルメタン−4,4’−ジイソシアネート(MDI)、水添MDI、ポリメリックMDI、1,5−ナフタレンジイソシアネート、ノルボルナンジイソシネート、トリジンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート(XDI)、水添XDI、リジンジイソシアネート、トリフェニルメタントリイソシアネート、トリス(イソシアネートフェニル)チオフォスフェート、テトラメチルキシレンジイソシアネート、及び1,6,10−ウンデカントリイソシアネート等が挙げられる。
第1の光硬化性化合物(A1)の具体例としては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−プロピル(メタ)アクリレート、i−プロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、i−ブチル(メタ)アクリレート、sec−ブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、アリル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、2−メトキシエチル(メタ)アクリレート、2−フェノキシエチル(メタ)アクリレート、メトキシジエチレングルコール(メタ)アクリレート、メトキシトリエチレングルコール(メタ)アクリレート、メトキシプロピレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシジプロピレングリコール(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタジエニル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、グリセロールモノ(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ジヒドロキシシクロペンタジエニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、ナフチル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、及びステアリル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
ボイドをより一層抑え、高温に晒された際のアウトガスをより一層低減し、かつ耐湿信頼性をより一層高める観点から、第1の光硬化性化合物(A1)は、炭素数8〜21のアルキル(メタ)アクリレートを含む。上記炭素数8〜21のアルキル(メタ)アクリレートにおけるアルキル基は、直鎖状であってもよく、分岐していてもよい。上記炭素数8〜21のアルキル(メタ)アクリレートとして、炭素数8〜16のアルキル(メタ)アクリレートを用いてもよい。本発明の効果がより一層効果的に発揮されることから、アルキル(メタ)アクリレートにおけるアルキル基の炭素数は、好ましくは18以下、より好ましくは16以下である。
上記炭素数8〜21のアルキル(メタ)アクリレートの具体例としては、オクチル(メタ)アクリレート、イソオクチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、イソノニル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、及びイソステアリル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
硬化した接着剤層をより一層高精度に形成する観点からは、上記接着剤100重量%中、第1の光硬化性化合物(A1)と第2の光硬化性化合物(A2)との合計の含有量は、好ましくは5重量%以上、より好ましくは10重量%以上、好ましくは80重量%以下、より好ましくは70重量%以下である。接着剤層の厚み精度をより一層高め、更に接着剤層にボイドをより一層生じ難くする観点からは、上記接着剤100重量%中、第1の光硬化性化合物(A1)と第2の光硬化性化合物(A2)との合計の含有量は、5重量%以上、80重量%以下であることが特に好ましい。
ボイドをより一層抑え、高温に晒された際のアウトガスをより一層低減し、かつ耐湿信頼性をより一層高める観点からは、第1の光硬化性化合物(A1)と第2の光硬化性化合物(A2)との合計100重量%中、第1の光硬化性化合物(A1)の含有量が50重量%以上、99.9重量%以下、第2の光硬化性化合物(A2)の含有量が0.1重量%以上、50重量%以下であることが好ましく、第1の光硬化性化合物(A1)の含有量が55重量%以上、99重量%以下、第2の光硬化性化合物(A2)の含有量が1重量%以上、45重量%以下であることがより好ましく、第1の光硬化性化合物(A1)の含有量が60重量%以上、98重量%以下、第2の光硬化性化合物(A2)の含有量が2重量%以上、40重量%以下であることが更に好ましい。第1の光硬化性化合物(A1)と第2の光硬化性化合物(A2)との合計100重量%中、第1の光硬化性化合物(A1)の含有量が50重量%以上、99.95重量%以下、第2の光硬化性化合物(A2)の含有量が0.05重量%以上、50重量%以下であってもよく、第1の光硬化性化合物(A1)の含有量が70重量%以上、99.9重量%以下、第2の光硬化性化合物(A2)の含有量が0.1重量%以上、30重量%以下であってもよく、第1の光硬化性化合物(A1)の含有量が80重量%以上、99.5重量%以下、第2の光硬化性化合物(A2)の含有量が0.5重量%以上、20重量%以下であってもよい。
ボイドをより一層抑え、高温に晒された際のアウトガスをより一層低減し、かつ耐湿信頼性をより一層高める観点からは、上記接着剤100重量%中、第1の光硬化性化合物(A1)に含まれる炭素数8〜21のアルキル(メタ)アクリレートの含有量は、好ましくは1重量%以上、より好ましくは5重量%以上、好ましくは70重量%以下、より好ましくは50重量%以下である。
(光及び熱硬化性化合物)
接着剤層の厚み精度をより一層高め、更に接着剤層にボイドをより一層生じ難くする観点からは、上記接着剤は、光及び熱硬化性化合物を含むことが好ましい。上記光及び熱硬化性化合物としては、各種の光硬化性官能基(光硬化性反応性基)と各種の熱硬化性官能基とを有する化合物が挙げられる。硬化した接着剤層をより一層高精度に形成する観点からは、上記光及び熱硬化性化合物の上記光硬化性反応性基は、(メタ)アクリロイル基であることが好ましい。硬化した接着剤層をより一層高精度に形成する観点からは、上記光及び熱硬化性化合物は、(メタ)アクリロイル基を1個以上有し、かつ環状エーテル基又は環状チオエーテル基を1個以上(環状エーテル基と環状チオエーテル基との合計数)有することが好ましく、(メタ)アクリロイル基を1個以上有し、かつエポキシ基又はチイラン基を1個以上有することがより好ましく、また(メタ)アクリロイル基を1個以上有し、かつ環状エーテル基を1個以上有することが好ましく、(メタ)アクリロイル基を1個以上有し、かつエポキシ基を1個以上有することがより好ましい。上記光及び熱硬化性化合物は、環状チオエーテル基を有していてもよい。上記光及び熱硬化性化合物は、1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
接着剤層の厚み精度をより一層高め、更に接着剤層にボイドをより一層生じ難くする観点からは、上記接着剤は、光及び熱硬化性化合物を含むことが好ましい。上記光及び熱硬化性化合物としては、各種の光硬化性官能基(光硬化性反応性基)と各種の熱硬化性官能基とを有する化合物が挙げられる。硬化した接着剤層をより一層高精度に形成する観点からは、上記光及び熱硬化性化合物の上記光硬化性反応性基は、(メタ)アクリロイル基であることが好ましい。硬化した接着剤層をより一層高精度に形成する観点からは、上記光及び熱硬化性化合物は、(メタ)アクリロイル基を1個以上有し、かつ環状エーテル基又は環状チオエーテル基を1個以上(環状エーテル基と環状チオエーテル基との合計数)有することが好ましく、(メタ)アクリロイル基を1個以上有し、かつエポキシ基又はチイラン基を1個以上有することがより好ましく、また(メタ)アクリロイル基を1個以上有し、かつ環状エーテル基を1個以上有することが好ましく、(メタ)アクリロイル基を1個以上有し、かつエポキシ基を1個以上有することがより好ましい。上記光及び熱硬化性化合物は、環状チオエーテル基を有していてもよい。上記光及び熱硬化性化合物は、1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
上記第1の光硬化性化合物、上記第2の光硬化性化合物及び上記熱硬化性化合物は、上記光及び熱硬化性化合物とは異なる成分として配合されている。
上記光及び熱硬化性化合物としては、特に限定されないが、(メタ)アクリロイル基とエポキシ基を有する化合物、エポキシ化合物の部分(メタ)アクリル化物、ウレタン変性(メタ)アクリルエポキシ化合物等が挙げられる。
上記(メタ)アクリロイル基とエポキシ基を有する化合物としては、グリシジル(メタ)アクリレート、及び4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートグリシジルエーテル等が挙げられる。
上記エポキシ化合物の部分(メタ)アクリル化物としては、エポキシ化合物と(メタ)アクリル酸とを、常法に従って触媒の存在下で反応させることにより得られる。上記エポキシ化合物の部分(メタ)アクリル化物に用いることができるエポキシ化合物としては、ノボラック型エポキシ化合物及びビスフェノール型エポキシ化合物等が挙げられる。上記ノボラック型エポキシ化合物としては、フェノールノボラック型エポキシ化合物、クレゾールノボラック型エポキシ化合物、ビフェニルノボラック型エポキシ化合物、トリスフェノールノボラック型エポキシ化合物、及びジシクロペンタジエンノボラック型エポキシ化合物等が挙げられる。上記ビスフェノール型エポキシ化合物としては、ビスフェノールA型エポキシ化合物、ビスフェノールF型エポキシ化合物、2,2’−ジアリルビスフェノールA型エポキシ化合物、水添ビスフェノール型エポキシ化合物、及びポリオキシプロピレンビスフェノールA型エポキシ化合物等が挙げられる。エポキシ化合物と(メタ)アクリル酸との配合量を適宜変更することにより、所望のアクリル化率のエポキシ化合物を得ることが可能である。エポキシ基1当量に対して(メタ)アクリル酸の配合量は、好ましくは0.1当量以上、より好ましくは0.2当量以上、好ましくは0.7当量以下、より好ましくは0.5当量以下である。
上記ウレタン変性(メタ)アクリルエポキシ化合物は、例えば、以下の方法によって得られる。ポリオールと2官能以上のイソシアネートを反応させ、更に残りのイソシアネート基に、酸基を有する(メタ)アクリルモノマー及びグリシドールを反応させる。または、ポリオールを用いず、2官能以上のイソシアネートに水酸基を有する(メタ)アクリルモノマーとグリシドールとを反応させてもよい。または、イソシアネート基を有する(メタ)アクリレートモノマーにグリシドールを反応させても、上記ウレタン変性(メタ)アクリルエポキシ化合物が得られる。具体的には、例えば、まず、トリメチロールプロパン1モルとイソホロンジイソシアネート3モルとを錫系触媒下で反応させる。得られた化合物中に残るイソシアネート基と、水酸基を有するアクリルモノマーであるヒドロキシエチルアクリレート、及び水酸基を有するエポキシであるグリシドールを反応させることにより、上記ウレタン変性(メタ)アクリルエポキシ化合物が得られる。
上記ポリオールとしては、特に限定されず、例えば、エチレングリコール、グリセリン、ソルビトール、トリメチロールプロパン、及び(ポリ)プロピレングリコール等が挙げられる。
上記イソシアネートは、2官能以上であれば、特に限定されない。上記イソシアネートとしては、例えば、イソホロンジイソシアネート、2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、ジフェニルメタン−4,4’−ジイソシアネート(MDI)、水添MDI、ポリメリックMDI、1,5−ナフタレンジイソシアネート、ノルボルナンジイソシネート、トリジンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート(XDI)、水添XDI、リジンジイソシアネート、トリフェニルメタントリイソシアネート、トリス(イソシアネートフェニル)チオフォスフェート、テトラメチルキシレンジイソシアネート、及び1,6,10−ウンデカントリイソシアネート等が挙げられる。
上記(メタ)アクリロイル基と環状チオエーテル基を有する化合物は、例えば、上記(メタ)アクリロイル基とエポキシ基とを有する化合物のエポキシ基を環状チオエーテル基に変換することで得られる。上記環状チオエーテル基に変換する方法としては、硫化剤を含む第1の溶液に、上記(メタ)アクリロイル基とエポキシ基を有する化合物を含む溶液を連続的又は断続的に添加した後、硫化剤を含む第2の溶液を連続的又は断続的に更に添加する方法が好ましい。この方法により、上記エポキシ基を環状チオエーテル基に変換することができる。
上記硫化剤としては、チオシアン酸塩類、チオ尿素類、ホスフィンサルファイド、ジメチルチオホルムアミド及びN−メチルベンゾチアゾール−2−チオン等が挙げられる。上記チオシアン酸塩類としては、チオシアン酸ナトリウム、チオシアン酸カリウム及びチオシアン酸ナトリウム等が挙げられる。
硬化した接着剤層の厚み精度をより一層高め、ボイドの発生をより一層抑制し、耐湿性をより一層高める観点からは、上記光及び熱硬化性化合物は、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートグリシジルエーテルを含むことが好ましく、4−ヒドロキシブチルアクリレートグリシジルエーテルを含むことがより好ましい。
硬化した接着剤層をより一層高精度に形成する観点からは、上記接着剤100重量%中、上記光及び熱硬化性化合物の含有量は、好ましくは0.5重量%以上、より好ましくは1重量%以上、好ましくは80重量%以下、より好ましくは70重量%以下であり、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートグリシジルエーテルの含有量は、好ましくは0.5重量%以上、より好ましくは1重量%以上、好ましくは80重量%以下、より好ましくは70重量%以下である。
硬化した接着剤層をより一層高精度に形成する観点からは、上記接着剤100重量%中、上記光硬化性化合物と上記光及び熱硬化性化合物との合計の含有量は、好ましくは10重量%以上、より好ましくは20重量%以上、好ましくは80重量%以下、より好ましくは70重量%以下である。
(熱硬化性化合物)
熱硬化性化合物としては、環状エーテル基を有する熱硬化性化合物、及びチイラン基等の環状チオエーテル基を有する熱硬化性化合物等が挙げられる。硬化した接着剤層をより一層高精度に形成する観点から、熱硬化性化合物として、環状エーテル基又は環状チオエーテル基を1個以上(環状エーテル基と環状チオエーテル基との合計数)有する熱硬化性化合物が用いられる。環状エーテル基を有する熱硬化性化合物は、エポキシ基を有する熱硬化性化合物(エポキシ化合物)であることがより好ましい。上記熱硬化性化合物は、環状チオエーテル基を有する熱硬化性化合物であってもよい。上記熱硬化性化合物は、1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
熱硬化性化合物としては、環状エーテル基を有する熱硬化性化合物、及びチイラン基等の環状チオエーテル基を有する熱硬化性化合物等が挙げられる。硬化した接着剤層をより一層高精度に形成する観点から、熱硬化性化合物として、環状エーテル基又は環状チオエーテル基を1個以上(環状エーテル基と環状チオエーテル基との合計数)有する熱硬化性化合物が用いられる。環状エーテル基を有する熱硬化性化合物は、エポキシ基を有する熱硬化性化合物(エポキシ化合物)であることがより好ましい。上記熱硬化性化合物は、環状チオエーテル基を有する熱硬化性化合物であってもよい。上記熱硬化性化合物は、1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
上記エポキシ化合物としては特に限定されず、例えば、ノボラック型エポキシ化合物及びビスフェノール型エポキシ化合物等が挙げられる。上記ノボラック型エポキシ化合物としては、フェノールノボラック型エポキシ化合物、クレゾールノボラック型エポキシ化合物、ビフェニルノボラック型エポキシ化合物、トリスフェノールノボラック型エポキシ化合物、及びジシクロペンタジエンノボラック型エポキシ化合物等が挙げられる。上記ビスフェノール型エポキシ化合物としては、ビスフェノールA型エポキシ化合物、ビスフェノールF型エポキシ化合物、2,2’−ジアリルビスフェノールA型エポキシ化合物、水添ビスフェノール型エポキシ化合物、及びポリオキシプロピレンビスフェノールA型エポキシ化合物等が挙げられる。また、上記エポキシ化合物としては、その他に、環式脂肪族エポキシ化合物、及びグリシジルアミン等も挙げられる。上記エポキシ化合物は、1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
上記環状チオエーテル基を有する熱硬化性化合物は、例えば、上記エポキシ基を有するエポキシ化合物のエポキシ基を環状チオエーテル基に変換することで得られる。上記環状チオエーテル基に変換する方法としては、硫化剤を含む第1の溶液に、上記エポキシ基を有するエポキシ化合物を含む溶液を連続的又は断続的に添加した後、硫化剤を含む第2の溶液を連続的又は断続的に更に添加する方法が好ましい。この方法により、上記エポキシ基を環状チオエーテル基に変換することができる。
上記硫化剤としては、チオシアン酸塩類、チオ尿素類、ホスフィンサルファイド、ジメチルチオホルムアミド及びN−メチルベンゾチアゾール−2−チオン等が挙げられる。上記チオシアン酸塩類としては、チオシアン酸ナトリウム、チオシアン酸カリウム及びチオシアン酸ナトリウム等が挙げられる。
接着剤層をより一層高精度に形成し、接着剤層にボイドをより一層生じ難くする観点からは、上記熱硬化性化合物は芳香族骨格を有することが好ましい。
硬化した接着剤層をより一層高精度に形成する観点からは、上記接着剤100重量%中、上記熱硬化性化合物の含有量は、好ましくは10重量%以上、より好ましくは20重量%以上、好ましくは80重量%以下、より好ましくは70重量%以下である。
(光ラジカル開始剤)
光重合開始剤としては、光ラジカル重合開始剤及び光カチオン重合開始剤等が挙げられる。本発明では、光重合開始剤として、光ラジカル重合開始剤が用いられる。上記光ラジカル開始剤は、1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
光重合開始剤としては、光ラジカル重合開始剤及び光カチオン重合開始剤等が挙げられる。本発明では、光重合開始剤として、光ラジカル重合開始剤が用いられる。上記光ラジカル開始剤は、1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
上記光ラジカル重合開始剤は特に限定されない。上記光ラジカル重合開始剤は、光の照射によりラジカルを発生し、ラジカル重合反応を開始するための化合物である。上記光ラジカル重合開始剤の具体例としては、例えば、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、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等のベンゾイン化合物;2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−プロパン−1−オン等のアルキルフェノン化合物;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−2−フェニルアセトフェノン、1,1−ジクロロアセトフェノン等のアセトフェノン化合物;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−オン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルホリノフェニル)−ブタン−1−オン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルホリノフェニル)−ブタノン−1、2−(ジメチルアミノ)−2−[(4−メチルフェニル)メチル]−1−[4−(4−モルホリニル)フェニル]−1−ブタノン、N,N−ジメチルアミノアセトフェノン等のアミノアセトフェノン化合物;2−メチルアントラキノン、2−エチルアントラキノン、2−t−ブチルアントラキノン等のアントラキノン化合物;2,4−ジメチルチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、2−クロロチオキサントン、2,4−ジイソプロピルチオキサントン等のチオキサントン化合物;アセトフェノンジメチルケタール、ベンジルジメチルケタール等のケタール化合物;2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルフォスフィンオキサイド等のアシルフォスフィンオキサイド化合物;1,2−オクタンジオン、1−[4−(フェニルチオ)−2−(o−ベンゾイルオキシム)]、エタノン、1−[9−エチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9H−カルバゾール−3−イル]−1−(o−アセチルオキシム)等のオキシムエステル化合物;ビス(シクロペンタジエニル)−ジ−フェニル−チタニウム、ビス(シクロペンタジエニル)−ジ−クロロ−チタニウム、ビス(シクロペンタジエニル)−ビス(2,3,4,5,6−ペンタフルオロフェニル)チタニウム、ビス(シクロペンタジエニル)−ビス(2,6−ジフルオロ−3−(ピロール−1−イル)フェニル)チタニウム等のチタノセン化合物等が挙げられる。上記光ラジカル重合開始剤は、1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
上記光ラジカル重合開始剤とともに、光重合開始助剤を用いてもよい。該光重合開始助剤としては、N,N−ジメチルアミノ安息香酸エチルエステル、N,N−ジメチルアミノ安息香酸イソアミルエステル、ペンチル−4−ジメチルアミノベンゾエート、トリエチルアミン及びトリエタノールアミン等が挙げられる。これら以外の光重合開始助剤を用いてもよい。上記光重合開始助剤は、1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
上記接着剤100重量%中、上記光ラジカル開始剤の含有量は好ましくは0.1重量%以上、より好ましくは0.2重量%以上、好ましくは10重量%以下、より好ましくは5重量%以下である。
(熱硬化性化合物と反応可能な化合物)
上記熱硬化性化合物と反応可能な化合物は、熱硬化剤であることが好ましい。上記熱硬化性化合物と反応可能な化合物は1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
上記熱硬化性化合物と反応可能な化合物は、熱硬化剤であることが好ましい。上記熱硬化性化合物と反応可能な化合物は1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
上記熱硬化性化合物と反応可能な化合物としては、有機酸、アミン化合物、アミド化合物、ヒドラジド化合物、イミダゾール化合物、イミダゾリン化合物、フェノール化合物、ユリア化合物、ポリスルフィド化合物及び酸無水物等が挙げられる。上記熱硬化性化合物と反応可能な化合物として、アミン−エポキシアダクト等の変性ポリアミン化合物を用いてもよい。これら以外の熱硬化剤を用いてもよい。
上記アミン化合物とは、1個以上の1〜3級のアミノ基を有する化合物を意味する。上記アミン化合物としては、例えば、(1)脂肪族アミン、(2)脂環族アミン、(3)芳香族アミン、(4)ヒドラジド、及び(5)グアニジン誘導体等が挙げられる。また、エポキシ化合物付加ポリアミン(エポキシ化合物とポリアミンの反応物)、マイケル付加ポリアミン(α,β−不飽和ケトンとポリアミンの反応物)、マンニッヒ付加ポリアミン(ポリアミンとホルマリン及びフェノールの縮合体)、チオ尿素付加ポリアミン(チオ尿素とポリアミンの反応物)、ケトン封鎖ポリアミン(ケトン化合物とポリアミンの反応物[ケチミン])等のアダクト体を用いてもよい。
上記(1)脂肪族アミンとしては、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、及びジエチルアミノプロピルアミン等が挙げられる。
上記(2)脂環族アミンとしては、メンセンジアミン、イソホロンジアミン、N−アミノエチルピペラジン、3,9−ビス(3−アミノプロピル)−2,4,8,10−テトラオキサスピロ(5,5)ウンデカンアダクト、ビス(4−アミノ−3−メチルシクロヘキシル)メタン、及びビス(4−アミノシクロヘキシル)メタン等が挙げられる。
上記(3)芳香族アミンとしては、1,3−ジアミノトルエン、1,4−ジアミノトルエン、2,4−ジアミノトルエン、3,5−ジエチル−2,4−ジアミノトルエン、3,5−ジエチル−2,6−ジアミノトルエン、2,4−ジアミノアニソール、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルスルホン、4,4’−メチレン−ビス[2−クロロアニリン]、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、2,2−ビス[4−[4−アミノフェノキシ]フェニル]プロパン、ビス[4−[4−アミノフェノキシ]フェニル]スルホン、1,3−ビス[4−アミノフェノキシ]ベンゼン、メチレンビス−(2−エチル−6メチルアニリン)、3,3’−ジエチル−4,4’−ジアミノジフェニルメタン、及び3,3’,5,5’−テトラエチル−4,4’−ジアミノジフェニルメタン等が挙げられる。
上記(4)ヒドラジドとしては、カルボジヒドラジド、アジピン酸ジヒドラジド、セバシン酸ジヒドラジド、ドデカン二酸ジヒドラジド、及びイソフタル酸ジヒドラジド等が挙げられる。
上記(5)グアニジン誘導体としては、ジシアンジアミド、1−o−トリルジグアニド、α−2,5−ジメチルグアニド、α,ω−ジフェニルジグアニジド、α,α−ビスグアニルグアニジノジフェニルエーテル、p−クロロフェニルジグアニド、α,α−ヘキサメチレンビス[ω−(p−クロロフェノール)]ジグアニド、フェニルジグアニドオキサレート、アセチルグアニジン、及びジエチルシアノアセチルグアニジン等が挙げられる。
上記フェノール化合物としては、多価フェノール化合物等が挙げられる。上記多価フェノール化合物としては、例えば、フェノール、クレゾール、エチルフェノール、ブチルフェノール、オクチルフェノール、ビスフェノールA、テトラブロムビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS、4,4’−ビフェニルフェノール、ナフタレン骨格含有フェノールノボラック樹脂、キシリレン骨格含有フェノールノボラック樹脂、ジシクロペンタジエン骨格含有フェノールノボラック樹脂、及びフルオレン骨格含有フェノールノボラック樹脂等が挙げられる。
上記酸無水物としては、例えば、無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、無水メチルナジック酸、ドデシル無水コハク酸、無水クロレンディック酸、無水ピロメリット酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸無水物、メチルシクロヘキセンテトラカルボン酸無水物、無水トリメリット酸、及びポリアゼライン酸無水物等が挙げられる。
接着剤層の厚み精度をより一層高め、更に接着剤層にボイドをより一層生じ難くする観点からは、上記熱硬化性化合物と反応可能な化合物は、酸無水物又は芳香族アミンを含有することが好ましく、芳香族アミンを含有することがより好ましい。
上記接着剤100重量%中、上記熱硬化性化合物と反応可能な化合物の含有量は好ましくは1重量%以上、より好ましくは5重量%以上、好ましくは60重量%以下、より好ましくは50重量%以下である。
(硬化促進剤)
上記硬化促進剤としては、第三級アミン、イミダゾール、第四級アンモニウム塩、第四級ホスホニウム塩、有機金属塩、リン化合物及び尿素系化合物等が挙げられる。
上記硬化促進剤としては、第三級アミン、イミダゾール、第四級アンモニウム塩、第四級ホスホニウム塩、有機金属塩、リン化合物及び尿素系化合物等が挙げられる。
上記接着剤100重量%中、上記硬化促進剤の含有量は好ましくは0.01重量%以上、より好ましくは0.1重量%以上、好ましくは10重量%以下、より好ましくは5重量%以下である。
(溶剤)
上記接着剤は溶剤を含まないか又は含む。上記接着剤は、溶剤を含んでいてもよく、含んでいなくてもよい。接着剤層の厚み精度をより一層高め、更に接着剤層にボイドをより一層生じ難くする観点からは、上記接着剤における溶剤の含有量は少ないほどよい。
上記接着剤は溶剤を含まないか又は含む。上記接着剤は、溶剤を含んでいてもよく、含んでいなくてもよい。接着剤層の厚み精度をより一層高め、更に接着剤層にボイドをより一層生じ難くする観点からは、上記接着剤における溶剤の含有量は少ないほどよい。
上記溶剤としては、水及び有機溶剤等が挙げられる。残留物の除去性をより一層高める観点からは、有機溶剤が好ましい。上記有機溶剤としては、エタノール等のアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、トルエン、キシレン、テトラメチルベンゼン等の芳香族炭化水素類、セロソルブ、メチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、カルビトール、メチルカルビトール、ブチルカルビトール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールジエチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル等のグリコールエーテル類、酢酸エチル、酢酸ブチル、乳酸ブチル、セロソルブアセテート、ブチルセロソルブアセテート、カルビトールアセテート、ブチルカルビトールアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、炭酸プロピレン等のエステル類、オクタン、デカン等の脂肪族炭化水素類、並びに石油エーテル、ナフサ等の石油系溶剤等が挙げられる。
上記接着剤が上記溶剤を含む場合には、上記接着剤100重量%中、上記溶剤の含有量は好ましくは5重量%以下、より好ましくは1重量%以下、更に好ましくは0.5重量%以下である。
(フィラー)
上記接着剤はフィラーを含まないか又は含む。上記接着剤は、フィラーを含んでいてもよく、含んでいなくてもよい。接着剤層の厚み精度をより一層高め、更に接着剤層にボイドをより一層生じ難くする観点からは、上記接着剤におけるフィラーの含有量は少ないほどよい。更に、上記接着剤におけるフィラーの含有量が少ないほど、インクジェット装置による吐出不良の発生が抑えられる。
上記接着剤はフィラーを含まないか又は含む。上記接着剤は、フィラーを含んでいてもよく、含んでいなくてもよい。接着剤層の厚み精度をより一層高め、更に接着剤層にボイドをより一層生じ難くする観点からは、上記接着剤におけるフィラーの含有量は少ないほどよい。更に、上記接着剤におけるフィラーの含有量が少ないほど、インクジェット装置による吐出不良の発生が抑えられる。
上記フィラーとしては、シリカ、タルク、クレイ、マイカ、ハイドロタルサイト、アルミナ、酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、窒化アルミニウム及び窒化ホウ素等が挙げられる。
上記接着剤が上記フィラーを含む場合には、上記接着剤100重量%中、上記フィラーの含有量は好ましくは5重量%以下、より好ましくは1重量%以下、更に好ましくは0.5重量%以下である。
(他の成分)
上記接着剤は、他の成分を含んでいてもよい。他の成分としては特に限定されないが、カップリング剤等の接着助剤、顔料、染料、レベリング剤、消泡剤、及び重合禁止剤等が挙げられる。
上記接着剤は、他の成分を含んでいてもよい。他の成分としては特に限定されないが、カップリング剤等の接着助剤、顔料、染料、レベリング剤、消泡剤、及び重合禁止剤等が挙げられる。
(電子部品の具体例)
以下、本発明の一実施形態に係るインクジェット用接着剤を用いて得られる電子部品の他の具体例について説明する。
以下、本発明の一実施形態に係るインクジェット用接着剤を用いて得られる電子部品の他の具体例について説明する。
図6は、本発明の一実施形態に係るインクジェット用接着剤を用いて得られる電子部品の第1の変形例を模式的に示す正面断面図である。
図6に示す半導体装置71は、電子部品である。半導体装置71は、基板53Aと、接着剤層72と、第1の半導体ウェハ73とを備える。基板53Aは上面に、第1の接続端子53aを有する。第1の半導体ウェハ73は上面に、接続端子73aを有する。基板53Aは、第2の接続端子53bが設けられていないことを除いては、後述する基板53と同様に形成されている。
基板53A上に、接着剤層72を介して、第1の半導体ウェハ73が積層されている。接着剤層72は、上記接着剤を光硬化及び熱硬化させることにより形成されている。
第1の半導体ウェハ73は上面に、接続端子73aを有する。接続端子73aから配線74が引き出されている。配線74により、接続端子73aと第1の接続端子53aとが電気的に接続されている。
図7は、本発明の一実施形態に係るインクジェット用接着剤を用いて得られる電子部品の第2の変形例を模式的に示す正面断面図である。
図7に示す半導体装置51は、電子部品である。半導体装置51は、積層構造体52を備える。積層構造体52は、基板53と、接着剤層54と、基板53上に接着剤層54を介して積層された第2の半導体ウェハ55とを有する。基板53上に、第2の半導体ウェハ55が配置されている。基板53上に、第2の半導体ウェハ55は間接に積層されている。平面視において、基板53は、第2の半導体ウェハ55よりも大きい。基板53は、第2の半導体ウェハ55よりも側方に張り出している領域を有する。
接着剤層54は、例えば、硬化性組成物を硬化させることにより形成されている。硬化前の硬化性組成物を用いた硬化性組成物層は、粘着性を有していてもよい。硬化前の硬化性組成物層を形成するために、硬化性組成物シートを用いてもよい。
基板53は上面に、第1の接続端子53aを有する。第2の半導体ウェハ55は上面に、接続端子55aを有する。接続端子55aから配線56が引き出されている。配線56の一端は、第2の半導体ウェハ55上に設けられた接続端子55aに接続されている。配線56の他端は、基板53上に設けられた第1の接続端子53aに接続されている。配線56により、接続端子55aと第1の接続端子53aとが電気的に接続されている。配線56の他端は、第1の接続端子53a以外の他の接続端子に接続されていてもよい。配線56は、ボンディングワイヤーであることが好ましい。
積層構造体52における第2の半導体ウェハ55上に、接着剤層61を介して、第1の半導体ウェハ62が積層されている。接着剤層61は、上記接着剤を光硬化及び熱硬化させることにより形成されている。
基板53は上面に、第2の接続端子53bを有する。第1の半導体ウェハ62は上面に、接続端子62aを有する。接続端子62aから配線63が引き出されている。配線63の一端は、第1の半導体ウェハ62上に設けられた接続端子62aに接続されている。配線63の他端は、基板53上に設けられた第2の接続端子53bに接続されている。配線63により、接続端子62aと第2の接続端子53bとが電気的に接続されている。配線63の他端は、第2の接続端子53b以外の他の接続端子に接続されていてもよい。配線63は、ボンディングワイヤーであることが好ましい。
半導体装置51では、第2の半導体ウェハ55上に、光硬化性及び熱硬化性を有しかつ液状である接着剤を、インクジェット装置から吐出して、接着剤層61を形成することで得ることができる。これに対して、半導体装置71は、基板53A上に、光硬化性及び熱硬化性を有しかつ液状である接着剤を、インクジェット装置から吐出して、接着剤層72を形成することで得ることができる。
以下、実施例及び比較例を挙げて、本発明を具体的に説明する。本発明は、以下の実施例のみに限定されない。
チイラン基を有する化合物(A)の合成:
攪拌機、冷却機及び温度計を備えた2Lの反応機内に、エタノール250mLと、純水250mLと、チオシアン酸カリウム20gとを加え、チオシアン酸カリウムを溶解させ、第1の溶液を調製した。その後、容器内の温度を20〜25℃の範囲内に保持した。次に、20〜25℃に保持された容器内の第1の溶液を攪拌しながら、ビスフェノールA型エポキシ樹脂160gを5mL/分の速度で滴下した。滴下後、更に30分間攪拌し、エポキシ化合物含有混合液を得た。次に、純水100mLと、エタノール100mLとを含む溶液に、チオシアン酸カリウム20gを溶解させた第2の溶液を用意した。得られたエポキシ化合物含有混合液に、得られた第2の溶液を5mL/分の速度で添加した後、30分攪拌した。攪拌後、純水100mLとエタノール100mLとを含む溶液に、チオシアン酸カリウム20gを溶解させた第2の溶液を更に用意し、該第2の溶液を5mL/分の速度で容器内に更に添加し、30分間攪拌した。その後、容器内の温度を10℃に冷却し、2時間攪拌し、反応させた。次に、容器内に飽和食塩水100mLを加え、10分間攪拌した。攪拌後、容器内にトルエン300mLを更に加え、10分間攪拌した。その後、容器内の溶液を分液ロートに移し、2時間静置し、溶液を分離させた。分液ロート内の下方の溶液を排出し、上澄み液を取り出した。取り出された上澄み液にトルエン100mLを加え、攪拌し、2時間静置した。更に、トルエン100mLを加え、攪拌し、2時間静置した。次に、トルエンが加えられた上澄み液に、硫酸マグネシウム50gを加え、5分間攪拌した。攪拌後、ろ紙により硫酸マグネシウムを取り除いて、溶液を分離した。真空乾燥機を用いて、分離された溶液を80℃で減圧乾燥することにより、残存している溶剤を除去した。このようにして、エポキシ基がチイラン基に置換されたチイラン基を有する25℃で液状の化合物(A)を得た。
攪拌機、冷却機及び温度計を備えた2Lの反応機内に、エタノール250mLと、純水250mLと、チオシアン酸カリウム20gとを加え、チオシアン酸カリウムを溶解させ、第1の溶液を調製した。その後、容器内の温度を20〜25℃の範囲内に保持した。次に、20〜25℃に保持された容器内の第1の溶液を攪拌しながら、ビスフェノールA型エポキシ樹脂160gを5mL/分の速度で滴下した。滴下後、更に30分間攪拌し、エポキシ化合物含有混合液を得た。次に、純水100mLと、エタノール100mLとを含む溶液に、チオシアン酸カリウム20gを溶解させた第2の溶液を用意した。得られたエポキシ化合物含有混合液に、得られた第2の溶液を5mL/分の速度で添加した後、30分攪拌した。攪拌後、純水100mLとエタノール100mLとを含む溶液に、チオシアン酸カリウム20gを溶解させた第2の溶液を更に用意し、該第2の溶液を5mL/分の速度で容器内に更に添加し、30分間攪拌した。その後、容器内の温度を10℃に冷却し、2時間攪拌し、反応させた。次に、容器内に飽和食塩水100mLを加え、10分間攪拌した。攪拌後、容器内にトルエン300mLを更に加え、10分間攪拌した。その後、容器内の溶液を分液ロートに移し、2時間静置し、溶液を分離させた。分液ロート内の下方の溶液を排出し、上澄み液を取り出した。取り出された上澄み液にトルエン100mLを加え、攪拌し、2時間静置した。更に、トルエン100mLを加え、攪拌し、2時間静置した。次に、トルエンが加えられた上澄み液に、硫酸マグネシウム50gを加え、5分間攪拌した。攪拌後、ろ紙により硫酸マグネシウムを取り除いて、溶液を分離した。真空乾燥機を用いて、分離された溶液を80℃で減圧乾燥することにより、残存している溶剤を除去した。このようにして、エポキシ基がチイラン基に置換されたチイラン基を有する25℃で液状の化合物(A)を得た。
チイラン基を有する化合物(B)の合成:
チイラン基を有する化合物(A)の合成において、ビスフェノールA型エポキシ樹脂を4−ヒドロキシブチルアクリレートグリシジルエーテルに変更したこと以外は同様の操作を行い、エポキシ基がチイラン基に置換されたチイラン基を有する25℃で液状の化合物(B)を得た。
チイラン基を有する化合物(A)の合成において、ビスフェノールA型エポキシ樹脂を4−ヒドロキシブチルアクリレートグリシジルエーテルに変更したこと以外は同様の操作を行い、エポキシ基がチイラン基に置換されたチイラン基を有する25℃で液状の化合物(B)を得た。
(実施例1)
接着剤Aの調製:
光硬化性化合物としてトリシクロデカンジメタノールジアクリレート(IRR−214K、ダイセル・オルネクス社製)2重量部、オクチルアクリレート(NOAA、共栄社化学社製)11重量部、光及び熱硬化性化合物として4−ヒドロキシブチルアクリレートグリシジルエーテル(4HBAGE、日本化成社製)41重量部、熱硬化性化合物としてビスフェノールA型エポキシ樹脂(YD−127、新日鐵住金化学社製)20重量部、熱硬化剤として液状フェノール樹脂(フェノール硬化剤、MEH8000H、明和化成社製)20重量部、硬化促進剤としてDBU−オクチル酸塩(UCAT SA−102、サンアプロ社製)1重量部、及び光重合開始剤として2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルホリノフェニル)−ブタノン−1(IRGACURE369、BASF社製)5重量部を均一に混合し、接着剤Aを得た。
接着剤Aの調製:
光硬化性化合物としてトリシクロデカンジメタノールジアクリレート(IRR−214K、ダイセル・オルネクス社製)2重量部、オクチルアクリレート(NOAA、共栄社化学社製)11重量部、光及び熱硬化性化合物として4−ヒドロキシブチルアクリレートグリシジルエーテル(4HBAGE、日本化成社製)41重量部、熱硬化性化合物としてビスフェノールA型エポキシ樹脂(YD−127、新日鐵住金化学社製)20重量部、熱硬化剤として液状フェノール樹脂(フェノール硬化剤、MEH8000H、明和化成社製)20重量部、硬化促進剤としてDBU−オクチル酸塩(UCAT SA−102、サンアプロ社製)1重量部、及び光重合開始剤として2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルホリノフェニル)−ブタノン−1(IRGACURE369、BASF社製)5重量部を均一に混合し、接着剤Aを得た。
(実施例2〜18及び比較例1,2)
配合成分の種類及び配合量を下記の表1−4に示すように変更したこと以外は以下の表2−4に示す接着剤B〜P及びAA〜AEを得た。
配合成分の種類及び配合量を下記の表1−4に示すように変更したこと以外は以下の表2−4に示す接着剤B〜P及びAA〜AEを得た。
(アウトガス量)
シリコンウェハ上に上述した電子部品の製造方法に従って、図2(a)〜(e)に示す各工程を経て、接着剤層を形成した。上記接着剤を70℃で循環させながら、塗布する上記塗布工程と、上記第1の光照射工程(365nmを主波長とするUV−LEDランプ、100mW/cm2、0.1秒)とを繰り返し、縦50mm×横50mm×200μmの接着剤層を形成し、第2の光照射工程(超高圧水銀ランプ、100mW/cm2、10秒)で光硬化させた。更に160℃、7気圧の加圧オーブン内に入れ、3時間加熱することで、熱硬化させることにより試験片を得た。
シリコンウェハ上に上述した電子部品の製造方法に従って、図2(a)〜(e)に示す各工程を経て、接着剤層を形成した。上記接着剤を70℃で循環させながら、塗布する上記塗布工程と、上記第1の光照射工程(365nmを主波長とするUV−LEDランプ、100mW/cm2、0.1秒)とを繰り返し、縦50mm×横50mm×200μmの接着剤層を形成し、第2の光照射工程(超高圧水銀ランプ、100mW/cm2、10秒)で光硬化させた。更に160℃、7気圧の加圧オーブン内に入れ、3時間加熱することで、熱硬化させることにより試験片を得た。
その試験片の重量を測定して260℃で5分間加熱した後、再度重量を測定することでアウトガス量を算出した。
[アウトガス判定基準]
○:アウトガス量が0.3%未満
×:アウトガス量が0.3%以上
○:アウトガス量が0.3%未満
×:アウトガス量が0.3%以上
(半導体装置のボイドの確認)
配線の段差が5μmあるBGA基板(厚み0.3mm、市販のソルダーレジストが塗布されている、縦10mm×横10mmの半導体チップが置かれる場所が5行×16列で80か所設けられている)を用意した。上述した電子部品の製造方法に従って、図2(a)〜(e)に示す各工程を経て、接着剤層を形成した。上記接着剤を70℃で循環させながら、塗布する上記塗布工程と、上記第1の光照射工程(365nmを主波長とするUV−LEDランプ、100mW/cm2、0.1秒)とを繰り返し、縦10mm×横10mm×厚み30μmの接着剤層を形成し、第2の光照射工程(超高圧水銀ランプ、100mW/cm2、10秒)で光硬化させた。その後、接着剤層上に、ダイボンド装置を用いて、半導体チップ(縦10mm×横10mm×厚み80μm)に見立てたシリコンベアチップを110℃で0.1MPaの条件で1秒間加圧して、積層体を得た。シリコンベアチップを積層した後、光学顕微鏡(キーエンス社製「デジタルマイクロスコープVH−Z100」)を用いて接着剤層のはみ出しが100μm未満であることを確認した。得られた積層体を160℃、7気圧の加圧オーブン内に入れ、3時間加熱することで、熱硬化させることにより、80個の半導体装置(積層構造体)を得た。
配線の段差が5μmあるBGA基板(厚み0.3mm、市販のソルダーレジストが塗布されている、縦10mm×横10mmの半導体チップが置かれる場所が5行×16列で80か所設けられている)を用意した。上述した電子部品の製造方法に従って、図2(a)〜(e)に示す各工程を経て、接着剤層を形成した。上記接着剤を70℃で循環させながら、塗布する上記塗布工程と、上記第1の光照射工程(365nmを主波長とするUV−LEDランプ、100mW/cm2、0.1秒)とを繰り返し、縦10mm×横10mm×厚み30μmの接着剤層を形成し、第2の光照射工程(超高圧水銀ランプ、100mW/cm2、10秒)で光硬化させた。その後、接着剤層上に、ダイボンド装置を用いて、半導体チップ(縦10mm×横10mm×厚み80μm)に見立てたシリコンベアチップを110℃で0.1MPaの条件で1秒間加圧して、積層体を得た。シリコンベアチップを積層した後、光学顕微鏡(キーエンス社製「デジタルマイクロスコープVH−Z100」)を用いて接着剤層のはみ出しが100μm未満であることを確認した。得られた積層体を160℃、7気圧の加圧オーブン内に入れ、3時間加熱することで、熱硬化させることにより、80個の半導体装置(積層構造体)を得た。
超音波探査映像装置(日立建機ファインテック社製「mi−scope hyper II」)を用いて、得られた半導体装置の接着剤層のボイドを観察し、下記の基準で評価した。
[ボイドの判定基準]
○○:ボイドがほとんど観察されない
○:ボイドがわずかに観察される(使用上問題がない)
×:ボイドが観察される(使用上問題あり)
○○:ボイドがほとんど観察されない
○:ボイドがわずかに観察される(使用上問題がない)
×:ボイドが観察される(使用上問題あり)
(耐湿長期信頼性試験)
シリコンウェハ上に上述した電子部品の製造方法に従って、図2(a)〜(e)に示す各工程を経て、接着剤層を形成した。上記接着剤を70℃で循環させながら、塗布する上記塗布工程と、上記第1の光照射工程(365nmを主波長とするUV−LEDランプ、100mW/cm2、0.1秒)とを繰り返し、縦3mm×横3mm×厚み30μmの接着剤層を形成し、第2の光照射工程(超高圧水銀ランプ、100mW/cm2、10秒)で光硬化させた。その後、接着剤層上に、ダイボンド装置を用いて、半導体チップ(縦3mm×横3mm×厚み750μm)に見立てたシリコンベアチップを110℃で0.1MPaの条件で1秒間加圧し、160℃、7気圧の加圧オーブン内に入れ、3時間加熱することで、熱硬化させることにより、接着試験片を得た。ダイシェア強度測定装置(Dage社製「Dage シリーズ4000」、試験温度:260℃)を用いて初期ダイシェア強度の測定を行い、未測定の接着試験片を121℃、100RH%、2気圧の条件下で100時間、300時間及び500時間放置し、100℃で3時間乾燥させた後、ダイシェア強度測定装置(Dage社製「Dage シリーズ4000」、試験温度:260℃)を用いて耐湿接着試験後のダイシェ強度の測定を行った。耐湿長期信頼性試験を以下の基準で判定した。
シリコンウェハ上に上述した電子部品の製造方法に従って、図2(a)〜(e)に示す各工程を経て、接着剤層を形成した。上記接着剤を70℃で循環させながら、塗布する上記塗布工程と、上記第1の光照射工程(365nmを主波長とするUV−LEDランプ、100mW/cm2、0.1秒)とを繰り返し、縦3mm×横3mm×厚み30μmの接着剤層を形成し、第2の光照射工程(超高圧水銀ランプ、100mW/cm2、10秒)で光硬化させた。その後、接着剤層上に、ダイボンド装置を用いて、半導体チップ(縦3mm×横3mm×厚み750μm)に見立てたシリコンベアチップを110℃で0.1MPaの条件で1秒間加圧し、160℃、7気圧の加圧オーブン内に入れ、3時間加熱することで、熱硬化させることにより、接着試験片を得た。ダイシェア強度測定装置(Dage社製「Dage シリーズ4000」、試験温度:260℃)を用いて初期ダイシェア強度の測定を行い、未測定の接着試験片を121℃、100RH%、2気圧の条件下で100時間、300時間及び500時間放置し、100℃で3時間乾燥させた後、ダイシェア強度測定装置(Dage社製「Dage シリーズ4000」、試験温度:260℃)を用いて耐湿接着試験後のダイシェ強度の測定を行った。耐湿長期信頼性試験を以下の基準で判定した。
[耐湿長期信頼性試験の判定基準]
○○:接着力の低下が0%以上〜10%未満
○:接着力の低下が10%以上〜50%未満
△:接着力の低下が50%以上〜70%未満
×:接着力の低下が70%以上
○○:接着力の低下が0%以上〜10%未満
○:接着力の低下が10%以上〜50%未満
△:接着力の低下が50%以上〜70%未満
×:接着力の低下が70%以上
用いた配合成分の詳細を下記の表1に示し、組成及び結果を下記の表2−4に示す。配合成分の配合単位は、重量部である。
なお、実施例の接着剤に関して、JIS K2283に準拠して、E型粘度計(東機産業社製「TVE22L」)を用いて、25℃及び10rpmでの接着剤の粘度は、5mPa・s以上、1600mPa・s以下であった。
1…電子部品
1A…一次積層体
2…第1の電子部品本体
3…接着剤層(加熱後)
4…第2の電子部品本体
11,11X…インクジェット装置
12…接着剤層
12A…第1の光照射部により光が照射された接着剤層
12B…第2の光照射部により光が照射された接着剤層
13…第1の光照射部
14…第2の光照射部
21…インクタンク
22…吐出部
23,23X…循環流路部
23A…バッファタンク
23B…ポンプ
31…電子部品
32…多層の接着剤層(加熱後)
32A,32B,32C…接着剤層(加熱後)
51,71…半導体装置
52…積層構造体
53,53A…基板
53a…第1の接続端子
53b…第2の接続端子
54,61,72…接着剤層
55…第2の半導体ウェハ
55a,73a…接続端子
56,63,74…配線
62,73…第1の半導体ウェハ
62a…接続端子
1A…一次積層体
2…第1の電子部品本体
3…接着剤層(加熱後)
4…第2の電子部品本体
11,11X…インクジェット装置
12…接着剤層
12A…第1の光照射部により光が照射された接着剤層
12B…第2の光照射部により光が照射された接着剤層
13…第1の光照射部
14…第2の光照射部
21…インクタンク
22…吐出部
23,23X…循環流路部
23A…バッファタンク
23B…ポンプ
31…電子部品
32…多層の接着剤層(加熱後)
32A,32B,32C…接着剤層(加熱後)
51,71…半導体装置
52…積層構造体
53,53A…基板
53a…第1の接続端子
53b…第2の接続端子
54,61,72…接着剤層
55…第2の半導体ウェハ
55a,73a…接続端子
56,63,74…配線
62,73…第1の半導体ウェハ
62a…接続端子
Claims (11)
- (メタ)アクリロイル基を1個有する第1の光硬化性化合物と、
(メタ)アクリロイル基を2個以上有する第2の光硬化性化合物と、
光ラジカル開始剤と、
環状エーテル基又は環状チオエーテル基を1個以上有する熱硬化性化合物と、
前記熱硬化性化合物と反応可能な化合物とを含み、
前記第1の光硬化性化合物が、炭素数8〜21のアルキル(メタ)アクリレートを含有する、インクジェット用接着剤。 - 前記第1の光硬化性化合物と前記第2の光硬化性化合物との合計100重量%中、前記第1の光硬化性化合物の含有量が50重量%以上、99.9重量%以下、前記第2の光硬化性化合物の含有量が0.1重量%以上、50重量%以下である、請求項1に記載のインクジェット用接着剤。
- 前記環状エーテル基又は環状チオエーテル基を1個以上有する熱硬化性化合物が、エポキシ基又はチイラン基を1個以上有する熱硬化性化合物を含む、請求項1又は2に記載のインクジェット用接着剤。
- (メタ)アクリロイル基を1個以上有し、かつ環状エーテル基又は環状チオエーテル基を1個以上有する光及び熱硬化性化合物を含む、請求項1〜3のいずれか1項に記載のインクジェット用接着剤。
- 前記(メタ)アクリロイル基を1個以上有し、かつ環状エーテル基又は環状チオエーテル基を1個以上有する光及び熱硬化性化合物が、(メタ)アクリロイル基を1個以上有し、かつエポキシ基又はチイラン基を1個以上有する光及び熱硬化性化合物を含む、請求項4に記載のインクジェット用接着剤。
- 前記光及び熱硬化性化合物が、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートグリシジルエーテルを含有する、請求項5に記載のインクジェット用接着剤。
- JIS K2283に準拠して測定された25℃及び10rpmでの粘度が5mPa・s以上、1600mPa・s以下である、請求項1〜6のいずれか1項に記載のインクジェット用接着剤。
- 半導体素子搭載用の支持部材又は半導体素子の表面上に、インクジェット装置を用いて、請求項1〜7のいずれか1項に記載のインクジェット用接着剤を塗布して、接着剤層を形成する塗布工程と、
光の照射により前記接着剤層の硬化を進行させて、Bステージ化接着剤層を形成する工程と、
前記Bステージ化接着剤層の前記支持部材又は前記半導体素子側とは反対の表面上に、半導体素子を積層する工程と、
前記半導体素子の積層後に、前記Bステージ化接着剤層を熱硬化させる工程とを備える、半導体装置の製造方法。 - 半導体ウェハの表面上に、インクジェット装置を用いて、請求項1〜7のいずれか1項に記載のインクジェット用接着剤を吐出して、接着剤層を形成する塗布工程と、
光の照射により前記接着剤層の硬化を進行させて、Bステージ化接着剤層を形成する工程と、
前記Bステージ化接着剤層の前記半導体ウェハ側とは反対の表面上に、カバーガラスを積層して、積層体を得る工程と、
前記積層体における前記Bステージ化接着剤層を熱硬化させる工程と、
熱硬化後に前記積層体を切断する工程とを備える、半導体装置の製造方法。 - 第1の電子部品本体と、第2の電子部品本体と、前記第1の電子部品本体と前記第2の電子部品本体とを接続している接着剤層とを備え、
前記接着剤層が、請求項1〜7のいずれか1項に記載のインクジェット用接着剤の硬化物である、電子部品。 - 前記第1の電子部品本体が半導体素子搭載用の支持部材又は半導体素子であり、
前記第2の電子部品本体が半導体素子である、請求項10に記載の電子部品。
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