JP6239500B2 - フィルム状接着剤用組成物及びその製造方法、フィルム状接着剤、並びに、フィルム状接着剤を用いた半導体パッケージ及びその製造方法 - Google Patents
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Description
エポキシ樹脂(A)、エポキシ樹脂硬化剤(B)、フェノキシ樹脂(C)、及び、平均粒径0.01〜2.0μmの球状シリカフィラーがシランカップリング剤で表面処理された表面処理球状シリカフィラー(D)を含有しており、かつ、
前記表面処理球状シリカフィラー(D)の含有量が前記エポキシ樹脂(A)、前記エポキシ樹脂硬化剤(B)、前記フェノキシ樹脂(C)及び前記表面処理球状シリカフィラー(D)の合計量に対して35〜50質量%であり、
熱硬化後の200℃での弾性率が20〜3000MPaであり、
熱硬化後の飽和吸水率が1.5質量%以下である、
フィルム状接着剤用組成物の製造方法であり、
前記表面処理球状シリカフィラー(D)を有機溶媒中に分散させて表面処理球状シリカフィラー分散液を得る工程と、
前記表面処理球状シリカフィラー分散液に、前記エポキシ樹脂(A)、前記エポキシ樹脂硬化剤(B)及び前記フェノキシ樹脂(C)を混合してフィルム状接着剤用組成物を得る工程と、
を含むことを特徴とする製造方法である。
R3−n−Si(CH3)n−CH=CH2 ・・・(1)
[式(1)中、Rはメトキシ基、エトキシ基、2−メトキシエトキシ基からなる群から選択されるいずれか1つの加水分解性官能基を示し、nは0又は1の整数を示す。]
で表わされるビニル系シランカップリング剤であることが好ましい。
エポキシ樹脂(A)、エポキシ樹脂硬化剤(B)、フェノキシ樹脂(C)、及び、平均粒径0.01〜2.0μmの球状シリカフィラーがシランカップリング剤で表面処理された表面処理球状シリカフィラー(D)を含有しており、前記表面処理球状シリカフィラー(D)の含有量が前記エポキシ樹脂(A)、前記エポキシ樹脂硬化剤(B)、前記フェノキシ樹脂(C)及び前記表面処理球状シリカフィラー(D)の合計量に対して35〜50質量%であり、熱硬化後の200℃での弾性率が20〜3000MPaであり、かつ、熱硬化後の飽和吸水率が1.5質量%以下であるフィルム状接着剤用組成物を得る工程であって、前記表面処理球状シリカフィラー(D)を有機溶媒中に分散させて得られた表面処理球状シリカフィラー分散液に、前記エポキシ樹脂(A)、前記エポキシ樹脂硬化剤(B)及び前記フェノキシ樹脂(C)を混合してフィルム状接着剤用組成物を得る工程と、
前記フィルム状接着剤用組成物をフィルム状に成形してフィルム状接着剤を得る工程と、
を含むことを特徴とする製造方法である。
エポキシ樹脂(A)、エポキシ樹脂硬化剤(B)、フェノキシ樹脂(C)、及び、平均粒径0.01〜2.0μmの球状シリカフィラーがシランカップリング剤で表面処理された表面処理球状シリカフィラー(D)を含有しており、前記表面処理球状シリカフィラー(D)の含有量が前記エポキシ樹脂(A)、前記エポキシ樹脂硬化剤(B)、前記フェノキシ樹脂(C)及び前記表面処理球状シリカフィラー(D)の合計量に対して35〜50質量%であり、熱硬化後の200℃での弾性率が20〜3000MPaであり、かつ、熱硬化後の飽和吸水率が1.5質量%以下であるフィルム状接着剤用組成物を得る工程であって、前記表面処理球状シリカフィラー(D)を有機溶媒中に分散させて得られた表面処理球状シリカフィラー分散液に、前記エポキシ樹脂(A)、前記エポキシ樹脂硬化剤(B)及び前記フェノキシ樹脂(C)を混合してフィルム状接着剤用組成物を得る工程と、
前記フィルム状接着剤用組成物をフィルム状に成形してフィルム状接着剤を得る工程と、
表面に少なくとも1つの半導体回路が形成されたウェハの裏面に、前記フィルム状接着剤を熱圧着して接着剤層を設ける第1の工程と、
前記ウェハとダイシングテープとを前記接着剤層を介して接着した後に、前記ウェハと前記接着剤層とを同時にダイシングすることにより前記ウェハ及び前記接着剤層を備える接着剤層付き半導体チップを得る第2の工程と、
前記接着剤層から前記ダイシングテープを脱離し、前記接着剤層付き半導体チップと配線基板とを前記接着剤層を介して熱圧着せしめる第3の工程と、
前記接着剤層を熱硬化せしめる第4の工程と、
を含むことを特徴とする製造方法である。
エポキシ樹脂(A)、エポキシ樹脂硬化剤(B)、フェノキシ樹脂(C)、及び、平均粒径0.01〜2.0μmの球状シリカフィラーがシランカップリング剤で表面処理された表面処理球状シリカフィラー(D)を含有しており、かつ、
前記表面処理球状シリカフィラー(D)の含有量が前記エポキシ樹脂(A)、前記エポキシ樹脂硬化剤(B)、前記フェノキシ樹脂(C)及び前記表面処理球状シリカフィラー(D)の合計量に対して30〜70質量%であり、
熱硬化後の200℃での弾性率が20〜3000MPaであり、
熱硬化後の飽和吸水率が1.5質量%以下である、
フィルム状接着剤用組成物の製造方法であり、
前記表面処理球状シリカフィラー(D)を有機溶媒中に分散させて表面処理球状シリカフィラー分散液を得る工程と、
前記表面処理球状シリカフィラー分散液に、前記エポキシ樹脂(A)、前記エポキシ樹脂硬化剤(B)及び前記フェノキシ樹脂(C)を混合してフィルム状接着剤用組成物を得る工程と、
を含む製造方法である。
R3−n−Si(CH3)n−CH=CH2 ・・・(1)
[式(1)中、Rはメトキシ基、エトキシ基、2−メトキシエトキシ基からなる群から選択されるいずれか1つの加水分解性官能基を示し、nは0又は1の整数を示す。]
で表わされるビニル系シランカップリング剤であることがより好ましい。
シランカップリング剤配合量[g]=(球状シリカフィラー配合量[g]×球状シリカフィラー比表面積[m2/g])/(シランカップリング剤の最小被覆面積[m2/g])
により算出することができるが、本発明においては、前記球状シリカフィラー表面のシラノール基を十分に処理することができるという観点から、前記シランカップリング剤の配合量を過剰量とすることが好ましく、前記シランカップリング剤の配合量が前記球状シリカフィラーの配合量100質量部に対して1〜5質量部であることがより好ましく、1〜3質量部であることがさらに好ましい。前記シランカップリング剤の配合量が前記下限未満であると球状シリカフィラー表面のシラノール基が十分に処理されない傾向にあり、他方、前記上限を超えると余剰のシランカップリング剤が半導体パッケージの製造過程やその実装過程等における加熱により揮発し、半導体チップやワイヤーパッド等の他部材を汚染するおそれが生じる。
前記表面処理球状シリカフィラー(D)を有機溶媒中に分散させて表面処理球状シリカフィラー分散液を得る工程と、前記表面処理球状シリカフィラー分散液に、前記エポキシ樹脂(A)、前記エポキシ樹脂硬化剤(B)及び前記フェノキシ樹脂(C)を混合してフィルム状接着剤用組成物を得る工程とを含む。
エポキシ樹脂(A)、エポキシ樹脂硬化剤(B)、フェノキシ樹脂(C)、及び、平均粒径0.01〜2.0μmの球状シリカフィラーがシランカップリング剤で表面処理された表面処理球状シリカフィラー(D)を含有しており、かつ、
前記表面処理球状シリカフィラー(D)の含有量が前記エポキシ樹脂(A)、前記エポキシ樹脂硬化剤(B)、前記フェノキシ樹脂(C)及び前記表面処理球状シリカフィラー(D)の合計量に対して30〜70質量%であり、
熱硬化後の200℃での弾性率が20〜3000MPaであり、
熱硬化後の飽和吸水率が1.5質量%以下である。
各実施例及び比較例において得られたフィルム状接着剤用組成物2gを、それぞれJISK5600−2−5(1999)に規定される10〜100μmのゲージとスクレーパーとからなるグラインドメータ(粒度ゲージ、(株)第一測範製作所製)のゲージの溝に置き、スクレーパーを引き動かした際に組成物表面に現れた線の開始点のゲージの深さの値を測定した。
各実施例及び比較例において得られたフィルム状接着剤用組成物を、厚さ50μmの離型処理されたPETフィルム上に塗布して温度100℃において10分間加熱して乾燥させ、厚さが5μmであるフィルム状接着剤を作製した。得られたフィルム状接着剤表面の外観を目視にて観察し、次の基準:
A:表面にスジ、凝集物が認められない
B:表面にスジ、凝集物が認められる
に従って評価した。
各実施例及び比較例において得られたフィルム状接着剤を2.5cm×2.5cmのサイズに切り取って積層し、真空ラミネーター装置(商品名:MVLP−500、(株)名機製作所製)を用いて温度50℃、圧力0.3MPaにおいて10秒間貼り合わせ、厚さが300μmである試験片を得た。この試験片について、レオメーター(RS150、Haake社製)を用い、温度範囲20〜100℃、昇温速度10℃/minでの粘性抵抗の変化を測定し、得られた温度−粘性抵抗曲線から80℃における溶融粘度(Pa・s)を算出した。
各実施例及び比較例において得られたフィルム状接着剤を5mm×17mmのサイズに切り取り、乾燥機を用いて温度180℃において1時間加熱することによりフィルム状接着剤を熱硬化させた。熱硬化後のフィルム状接着剤について、動的粘弾性測定装置(商品名:Rheogel−E4000F、(株)ユービーエム製)を用いて、測定温度範囲30〜300℃、昇温速度5℃/min、及び周波数1Hzの条件下で測定を行い、100℃、200℃、250℃での各弾性率の値を求めた。
各実施例及び比較例において得られたフィルム状接着剤を1辺が50mm以上の四角片に切り取り、厚さが5mm以上になるように積層して直径50mm、厚さ3mmの円盤状金型の上に配置し、圧縮プレス成型機(商品名:ETA−D、(株)神藤金属工業所製)を用いて温度150℃、圧力2MPaにおいて10分間加熱した後、これを熱乾燥器中に配置して温度180℃で1時間さらに加熱することによりフィルム状接着剤を熱硬化させ、直径50mm、厚さ3mmの円盤状試験片を得た。この試験片の質量(W1)、及び恒温恒湿器(商品名:PR−1J、エスペック(株)製)を用いて、温度85℃、相対湿度85%RHにおいて100時間吸水させた後の質量(W2)をそれぞれ測定し、下記式:
飽和吸水率(質量%)={(W2−W1)/W1}×100
により飽和吸水率を求めた。
各実施例及び比較例において得られたフィルム状接着剤を、先ず、マニュアルラミネーター(商品名:FM−114、テクノビジョン社製)を用いて温度70℃、圧力0.3MPaにおいてダミーシリコンウェハ(アルミ蒸着シリコンウェハ、8inchサイズ、厚さ100μm)の一方の面に接着させた後、同マニュアルラミネーターを用いて室温、圧力0.3MPaにおいてフィルム状接着剤の前記ダミーシリコンウェハとは反対側の面上にダイシングテープ(商品名:G−11、リンテック(株)製)及びダイシングフレーム(商品名:DTF2−8−1H001、DISCO社製)を接着させた。次いで、2軸のダイシングブレード(Z1:NBC−ZH2030−SE(DD)、DISCO社製/Z2:NBC−ZH127F−SE(BB)、DISCO社製)が設置されたダイシング装置(商品名:DFD−6340、DISCO社製)を用いて0.5mm×0.5mmのサイズになるようにダイシングを実施して半導体チップを得た。
A:ボールシェア強度10mg/μm2以上
B:ボールシェア強度10〜5mg/μm2
C:ボールシェア強度5mg/μm2以下
に従って評価した。
前記ワイヤーボンド性評価の方法と同様に半導体チップ及び配線基板が金ワイヤーで接続された試験片を作製し、モールド装置(商品名:V1R、TOWA(株)製)を用いて、モールド剤(京セラ製、KE−3000F5−2)により試験片を封止し、温度180℃において5時間加熱して熱硬化させ、半導体パッケージを得た。恒温恒湿器(商品名:PR−1J、エスペック(株)製)を用いて、得られた半導体パッケージを温度85℃、相対湿度85%RHにおいて100時間吸水させた後、IRリフロー炉で温度240℃において10秒間加熱した。加熱後の半導体パッケージをダイヤモンドカッターで切断し、顕微鏡で観察してパッケージクラックが発生しているか否かを観察した。半導体パッケージは30個組立て、以下の基準:
A:全ての半導体パッケージにおいてパッケージクラックの発生が認められない
B:1個以上の半導体パッケージにおいてパッケージクラックが発生した
に従って評価した。
先ず、100mlのセパラブルフラスコ中において、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(商品名:KBM−403、信越シリコーン(株)製)1.5質量部(球状シリカフィラー100質量部に対して2質量部)を秤量して溶媒としてのメチルイソブチルケトン(MIBK)32質量部中で温度50℃において2時間攪拌した。これに球状シリカフィラー(商品名:SO−C2、平均粒径0.5μm、(株)アドマテックス製)を74質量部を秤量して配合し、さらに2時間攪拌して表面処理球状シリカフィラー分散液を得た。
3−グリシドキシプロピルトリメトキシシランに代えてビニルトリメトキシシラン(商品名;KBM−1003、信越シリコーン(株)製)を用いたこと以外は実施例1と同様にしてフィルム状接着剤用組成物及びフィルム状接着剤を得た。
3−グリシドキシプロピルトリメトキシシランに代えてビニルトリエトキシシラン(商品名;KBE−1003、信越シリコーン(株)製)を用いたこと以外は実施例1と同様にしてフィルム状接着剤用組成物及びフィルム状接着剤を得た。
固形ビスフェノールA型エポキシ樹脂に代えてクレゾールノボラック型エポキシ樹脂(商品名:ECON−1020−80、重量平均分子量:1200、軟化点:80℃、固体、エポキシ当量:200、日本化薬(株)製)を用いたこと以外は実施例2と同様にしてフィルム状接着剤用組成物及びフィルム状接着剤を得た。
固形ビスフェノールA型エポキシ樹脂に代えてトリフェニルメタン型エポキシ樹脂(商品名:EPPN−501H、重量平均分子量:1000、軟化点:55℃、固体、エポキシ当量:167、日本化薬(株)製)を用いたこと以外は実施例2と同様にしてフィルム状接着剤用組成物及びフィルム状接着剤を得た。
固形ビスフェノールA型エポキシ樹脂に代えてジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂(商品名:XD−1000、重量平均分子量:1200、軟化点:70℃、固体、エポキシ当量:250、日本化薬(株)製)を用いたこと以外は実施例2と同様にしてフィルム状接着剤用組成物及びフィルム状接着剤を得た。
表面処理球状シリカフィラー分散液に、添加剤としてさらに疎水性ヒュームドシリカ(商品名:RY−200,日本アエロジル(株)製)を3質量部配合したこと以外は実施例2と同様にしてフィルム状接着剤用組成物及びフィルム状接着剤を得た。
表面処理球状シリカフィラー分散液に用いるビニルトリメトキシシランの配合量を2.8質量部、メチルイソブチルケトンの配合量を60質量部、球状シリカフィラーの配合量を137質量部としたこと以外は実施例2と同様にしてフィルム状接着剤用組成物及びフィルム状接着剤を得た。
表面処理球状シリカフィラー分散液に用いるビニルトリメトキシシランの配合量を4.2質量部、メチルイソブチルケトンの配合量を90質量部、球状シリカフィラーの配合量を206質量部としたこと以外は実施例2と同様にしてフィルム状接着剤用組成物及びフィルム状接着剤を得た。
表面処理球状シリカフィラー分散液に用いるビニルトリメトキシシランの配合量を6.5質量部、メチルイソブチルケトンの配合量を140質量部、球状シリカフィラーの配合量を320質量部としたこと以外は実施例2と同様にしてフィルム状接着剤用組成物及びフィルム状接着剤を得た。
先ず、500mlのセパラブルフラスコ中に、ビニルトリメトキシシラン(名;KBM−1003、信越シリコーン(株)製)1.5質量部(球状シリカフィラー100質量部に対して2質量部)、球状シリカフィラー(商品名:SO−C2、平均粒径0.5μm、(株)アドマテックス製)を74質量部、固形ビスフェノールA型エポキシ樹脂(商品名:YD−011、重量平均分子量:1000、軟化点:70℃、固体、エポキシ当量:450、新日化エポキシ製造(株)製)55質量部、液体ビスフェノールA型エポキシ樹脂(商品名:YD−128、重量平均分子量:400、軟化点:25℃以下、液体、エポキシ当量:190、新日化エポキシ製造(株)製)49質量部、ビスフェノールA型フェノキシ樹脂(商品名:YP−50S、重量平均分子量:60000、Tg:84℃、新日化エポキシ製造(株)製)28質量部、イミダゾール型硬化剤(商品名:2PHZ−PW、四国化成(株)製)9質量部、及びメチルイソブチルケトン40質量部を秤量して配合し、温度110℃において2時間加熱攪拌して樹脂混合物を得た。
ビニルトリメトキシシランの配合量を11質量部、メチルイソブチルケトンの配合量を100質量部、球状シリカフィラーの配合量を549質量部としたこと以外は比較例1と同様にしてフィルム状接着剤用組成物及びフィルム状接着剤を得た。
表面処理球状シリカフィラー分散液に配合するビニルトリメトキシシランの配合量を0.3質量部、メチルイソブチルケトンの配合量を7質量部、球状シリカフィラーの配合量を15質量部としたこと以外は実施例2と同様にしてフィルム状接着剤用組成物及びフィルム状接着剤を得た。
表面処理球状シリカフィラー分散液に配合するビニルトリメトキシシランの配合量を0.7質量部、メチルイソブチルケトンの配合量を15質量部、球状シリカフィラーの配合量を34質量部としたこと以外は実施例2と同様にしてフィルム状接着剤用組成物及びフィルム状接着剤を得た。
Claims (5)
- エポキシ樹脂(A)、エポキシ樹脂硬化剤(B)、フェノキシ樹脂(C)、及び、平均粒径0.01〜2.0μmの球状シリカフィラーがシランカップリング剤で表面処理された表面処理球状シリカフィラー(D)を含有しており、かつ、
前記表面処理球状シリカフィラー(D)の含有量が前記エポキシ樹脂(A)、前記エポキシ樹脂硬化剤(B)、前記フェノキシ樹脂(C)及び前記表面処理球状シリカフィラー(D)の合計量に対して35〜50質量%であり、
熱硬化後の200℃での弾性率が20〜3000MPaであり、
熱硬化後の飽和吸水率が1.5質量%以下である、
フィルム状接着剤用組成物の製造方法であり、
前記表面処理球状シリカフィラー(D)を有機溶媒中に分散させて表面処理球状シリカフィラー分散液を得る工程と、
前記表面処理球状シリカフィラー分散液に、前記エポキシ樹脂(A)、前記エポキシ樹脂硬化剤(B)及び前記フェノキシ樹脂(C)を混合してフィルム状接着剤用組成物を得る工程と、
を含むことを特徴とするフィルム状接着剤用組成物の製造方法。 - 前記表面処理球状シリカフィラー分散液を得る工程が、
前記シランカップリング剤を有機溶媒中に溶解させてシランカップリング剤溶液を得る工程と、
前記シランカップリング剤溶液中に前記球状シリカフィラーを分散させて前記球状シリカフィラーを前記シランカップリング剤で表面処理し、前記表面処理球状シリカフィラー(D)が前記有機溶媒中に分散された前記表面処理球状シリカフィラー分散液を得る工程と、
を含む工程であり、かつ、
前記シランカップリング剤の配合量が前記球状シリカフィラーの配合量100質量部に対して1〜5質量部であること、
を特徴とする請求項1に記載のフィルム状接着剤用組成物の製造方法。 - 前記シランカップリング剤が、下記一般式(1):
R3−n−Si(CH3)n−CH=CH2 ・・・(1)
[式(1)中、Rはメトキシ基、エトキシ基、2−メトキシエトキシ基からなる群から選択されるいずれか1つの加水分解性官能基を示し、nは0又は1の整数を示す。]
で表わされるビニル系シランカップリング剤であることを特徴とする請求項1又は2に記載のフィルム状接着剤用組成物の製造方法。 - エポキシ樹脂(A)、エポキシ樹脂硬化剤(B)、フェノキシ樹脂(C)、及び、平均粒径0.01〜2.0μmの球状シリカフィラーがシランカップリング剤で表面処理された表面処理球状シリカフィラー(D)を含有しており、前記表面処理球状シリカフィラー(D)の含有量が前記エポキシ樹脂(A)、前記エポキシ樹脂硬化剤(B)、前記フェノキシ樹脂(C)及び前記表面処理球状シリカフィラー(D)の合計量に対して35〜50質量%であり、熱硬化後の200℃での弾性率が20〜3000MPaであり、かつ、熱硬化後の飽和吸水率が1.5質量%以下であるフィルム状接着剤用組成物を得る工程であって、前記表面処理球状シリカフィラー(D)を有機溶媒中に分散させて得られた表面処理球状シリカフィラー分散液に、前記エポキシ樹脂(A)、前記エポキシ樹脂硬化剤(B)及び前記フェノキシ樹脂(C)を混合してフィルム状接着剤用組成物を得る工程と、
前記フィルム状接着剤用組成物をフィルム状に成形してフィルム状接着剤を得る工程と、
を含むことを特徴とするフィルム状接着剤の製造方法。 - エポキシ樹脂(A)、エポキシ樹脂硬化剤(B)、フェノキシ樹脂(C)、及び、平均粒径0.01〜2.0μmの球状シリカフィラーがシランカップリング剤で表面処理された表面処理球状シリカフィラー(D)を含有しており、前記表面処理球状シリカフィラー(D)の含有量が前記エポキシ樹脂(A)、前記エポキシ樹脂硬化剤(B)、前記フェノキシ樹脂(C)及び前記表面処理球状シリカフィラー(D)の合計量に対して35〜50質量%であり、熱硬化後の200℃での弾性率が20〜3000MPaであり、かつ、熱硬化後の飽和吸水率が1.5質量%以下であるフィルム状接着剤用組成物を得る工程であって、前記表面処理球状シリカフィラー(D)を有機溶媒中に分散させて得られた表面処理球状シリカフィラー分散液に、前記エポキシ樹脂(A)、前記エポキシ樹脂硬化剤(B)及び前記フェノキシ樹脂(C)を混合してフィルム状接着剤用組成物を得る工程と、
前記フィルム状接着剤用組成物をフィルム状に成形してフィルム状接着剤を得る工程と、
表面に少なくとも1つの半導体回路が形成されたウェハの裏面に、前記フィルム状接着剤を熱圧着して接着剤層を設ける第1の工程と、
前記ウェハとダイシングテープとを前記接着剤層を介して接着した後に、前記ウェハと前記接着剤層とを同時にダイシングすることにより前記ウェハ及び前記接着剤層を備える接着剤層付き半導体チップを得る第2の工程と、
前記接着剤層から前記ダイシングテープを脱離し、前記接着剤層付き半導体チップと配線基板とを前記接着剤層を介して熱圧着せしめる第3の工程と、
前記接着剤層を熱硬化せしめる第4の工程と、
を含むことを特徴とする半導体パッケージの製造方法。
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