JP6858315B1 - 接着剤用組成物、フィルム状接着剤及びその製造方法、並びに、フィルム状接着剤を用いた半導体パッケージおよびその製造方法 - Google Patents

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    • H01L2224/29399—Coating material
    • H01L2224/294—Coating material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/29438—Coating material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/29439—Silver [Ag] as principal constituent
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    • H01L2224/29438—Coating material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/29444—Gold [Au] as principal constituent
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    • H01L2224/29438—Coating material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/29455—Nickel [Ni] as principal constituent
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    • H01L2224/32135—Disposition the layer connector connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip
    • H01L2224/32145—Disposition the layer connector connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip the bodies being stacked
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    • H01L2224/32151—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/32221—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/32225—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
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    • H01L2224/32151—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/32221—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/32245—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
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Abstract

エポキシ樹脂（Ａ）、エポキシ樹脂硬化剤（Ｂ）、高分子成分（Ｃ）及び無機充填材（Ｄ）を含有する接着剤用組成物であって、前記無機充填材（Ｄ）が、下記（１）及び（２）の条件を満たし、前記エポキシ樹脂（Ａ）、前記エポキシ樹脂硬化剤（Ｂ）、前記高分子成分（Ｃ）及び前記無機充填材（Ｄ）の各含有量の合計に占める前記無機充填材（Ｄ）の割合が、２０〜７０体積％であることを特徴とする接着剤用組成物、フィルム状接着剤及びその製造方法、並びに、半導体パッケージ及びその製造方法。（１）平均粒径（ｄ５０）が０．１〜３．５μｍである。（２）平均粒径（ｄ５０）に対する累積分布頻度９０％時の粒径（ｄ９０）の比が５．０以下である。

Description

本発明は、接着剤用組成物、フィルム状接着剤及びその製造方法、並びに、フィルム状接着剤を用いた半導体パッケージおよびその製造方法に関する。
近年、電子機器の小型化及び高機能化、多機能化が進む中で、その内部に搭載される半導体パッケージにおいても高機能化、多機能化が進んでおり、半導体ウェハ配線ルールの微細化が進行している。高機能化、多機能化に伴い、半導体チップを多段に積層したスタックドＭＣＰ（Ｍｕｌｔｉ Ｃｈｉｐ Ｐａｃｋａｇｅ）が普及しており、携帯電話、携帯オーディオ機器用のメモリパッケージなどに搭載されている。また、携帯電話等の多機能化に伴い、パッケージの高密度化、高集積化も推し進められている。これに伴い、半導体チップの多段積層化がさらに進行している。
このようなメモリパッケージの製造過程における配線基板と半導体チップとの接着、また、半導体チップ間の接着（いわゆる、ダイアタッチ）には、フィルム状接着剤（ダイアタッチフィルム）が使用され、このダイアタッチフィルムには、十分な接着性が求められる。チップの多段積層化に伴い、ダイアタッチフィルムの薄膜化も要求されている。また、近年、ウェハ配線ルールの微細化が進行しており、半導体素子表面には熱がより一層発生しやすくなるため、熱をパッケージ外部へ逃がし易くするために、これらダイアタッチフィルムには高熱伝導性の要求が高まってきている。
薄型熱伝導性ダイアタッチフィルムとしては、一般的に粒径が小さな熱伝導性フィラーを用いたフィルムが設計されている。しかし、粒径が小さいと比表面積が大きくなるためフィラー同士の相互作用が強くなり、樹脂との混合によりフィラーの凝集が発生する傾向にある。また、粒径が小さいと、一般に、フィルム状接着剤の流動性が低下、すなわち溶融粘度が上昇する傾向にある。これらの結果、薄型熱伝導性ダイアタッチフィルムは、被着体となる半導体チップ裏面や配線基板にボイドを巻き込みやすくなり、また、配線基板の凹凸部に十分に埋め込めない結果、いわゆるアンカー効果が発揮されず、接着力の低下、放熱性の低下等といった問題が発生しやすくなる。
熱伝導性ダイアタッチフィルムとして用いることができる材料としては、例えば、特許文献１において、平均粒径２〜９μｍで比表面積が０．８〜８．０ｍ２／ｇである球状アルミナフィラーと、特定の重量含有比率で高分子量成分及び低分子量成分を含む樹脂成分とを含む接着シートであって、接着シート中の球状アルミナフィラー含有量を特定量とする接着シートが記載されている。この接着シートによって、被着体の凹凸部への埋め込み性が高まり、ボイドの発生を抑制できたことが記載されている。
また、特許文献２においては、平均粒子径が０．１〜５μｍのフィラーと、ポリマーと、エポキシ樹脂又はオキセタン樹脂と、硬化剤とを含み、表面の算術平均粗さＲａが０．１〜３μｍである絶縁シートであって、絶縁シート中のフィラー含有量を特定量とする絶縁シートが記載されている。この絶縁シートによって、導体層と硬化後の絶縁シートとの接着強度を高められたことが記載されている。
特許第６３６６２２８号公報 特開２０１０−２１８９７５号公報
最近では、熱伝導性ダイアタッチフィルムに対してさらなる薄型化が求められている。しかし、フィルムの厚みを１０μｍ未満とより薄くする場合には、被着体となる半導体チップ裏面や配線基板との間でボイドがより発生しやすくなる。
上記特許文献１及び２に記載のシートでは、厚み１０μｍ未満といったより薄い薄型フィルムを作製した場合には、フィルム中における、フィラーの粒子径が小さいことに起因したフィラー凝集物や粗大粒子の存在が無視できなくなってくると考えられる。その結果、上記特許文献１記載の接着シートでは、ボイドの発生を十分に抑制できず、また、上記特許文献２に記載の絶縁シートでは、特許文献２で規定する、表面の算術平均粗さＲａ０．１〜３μｍを達成できず、十分な接着力が得られない。
また、厚み１０μｍ未満といった薄型フィルムでは、ボイドの発生を抑制できたとしても、アンカー効果が効果的に発揮されず、被着体との間で十分な接着力が得られない場合があることもわかってきた。
本発明は、上記従来技術の有する問題に鑑みてなされたものであり、薄型フィルムの形態においても、ダイアタッチ工程後のボイドの発生を高度なレベルで抑制することができ、しかも、被着体との間で高い接着力を示すことができ、優れた熱伝導性を発揮するフィルム状接着剤を得ることが可能な接着剤用組成物を提供することを課題とする。
また、本発明は、上記優れた特性を有するフィルム状接着剤及びその製造方法、この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を提供することを課題とする。
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、下記構成により達成されることがわかった。
（１）
下記接着剤用組成物により得られてなるフィルム状接着剤であって、
該フィルム状接着剤の表面の算術平均粗さＲａが３．０μｍ以下であって、該フィルム状接着剤の厚みが１μｍ以上１０μｍ未満の範囲であることを特徴とする、フィルム状接着剤。
＜接着剤用組成物＞
エポキシ樹脂（Ａ）、エポキシ樹脂硬化剤（Ｂ）、高分子成分（Ｃ）及び無機充填材（Ｄ）を含有し、
前記高分子成分（Ｃ）がフェノキシ樹脂を含み、
前記無機充填材（Ｄ）が、下記（１）及び（２）の条件を満たし、
前記エポキシ樹脂（Ａ）、前記エポキシ樹脂硬化剤（Ｂ）、前記高分子成分（Ｃ）及び前記無機充填材（Ｄ）の各含有量の合計に占める前記無機充填材（Ｄ）の割合が、２０〜７０体積％である接着剤用組成物。
（１）平均粒径（ｄ５０）が０．１〜３．５μｍである。
（２）平均粒径（ｄ５０）に対する累積分布頻度９０％時の粒径（ｄ９０）の比が５．０以下である。
（２）
前記フィルム状接着剤を２５℃から５℃／分の昇温速度で昇温したとき、７０℃における溶融粘度が６０００〜５００００Ｐａ・ｓの範囲に達し、１２０℃における溶融粘度が５００〜１００００Ｐａ・ｓの範囲に達し、
熱硬化後に熱伝導率１．０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の硬化体を与えることを特徴とする、（１）に記載のフィルム状接着剤。
（３）
前記無機充填材（Ｄ）の平均粒径（ｄ５０）よりも、前記フィルム状接着剤の厚みが厚いことを特徴とする、（１）又は（２）に記載のフィルム状接着剤。
（４）
前記無機充填材（Ｄ）の平均粒径（ｄ５０）よりも、前記フィルム状接着剤の厚みが４．８μｍ以上厚いことを特徴とする、（１）〜（３）のいずれか１つに記載のフィルム状接着剤。
（５）
前記無機充填材（Ｄ）が、熱伝導性材料からなる粒子または該熱伝導性材料で表面被覆されてなる粒子であって、前記熱伝導性材料の熱伝導率が１２Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることを特徴とする、（１）〜（４）のいずれか１つに記載のフィルム状接着剤。
（６）
下記接着剤用組成物を離形処理された基材フィルム上に塗工および乾燥して製造することを特徴とする、（１）〜（５）のいずれか１つに記載のフィルム状接着剤の製造方法。
＜接着剤用組成物＞
エポキシ樹脂（Ａ）、エポキシ樹脂硬化剤（Ｂ）、高分子成分（Ｃ）及び無機充填材（Ｄ）を含有し、
前記高分子成分（Ｃ）がフェノキシ樹脂を含み、
前記無機充填材（Ｄ）が、下記（１）及び（２）の条件を満たし、
前記エポキシ樹脂（Ａ）、前記エポキシ樹脂硬化剤（Ｂ）、前記高分子成分（Ｃ）及び前記無機充填材（Ｄ）の各含有量の合計に占める前記無機充填材（Ｄ）の割合が、２０〜７０体積％である接着剤用組成物。
（１）平均粒径（ｄ５０）が０．１〜３．５μｍである。
（２）平均粒径（ｄ５０）に対する累積分布頻度９０％時の粒径（ｄ９０）の比が５．０以下である。
（７）
表面に少なくとも１つの半導体回路が形成された半導体ウェハの裏面に、（１）〜（５）のいずれか１つに記載のフィルム状接着剤を熱圧着して接着剤層を設け、この接着剤層を介してダイシングテープ３を設ける第１の工程と、
前記半導体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、ダイシングテープ上に、前記半導体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取り除き、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する第３の工程と、
前記接着剤層を熱硬化する第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。
（８）
半導体チップと配線基板、又は、半導体チップ間が、（１）〜（５）のいずれか１つに記載のフィルム状接着剤の熱硬化体により接着されてなることを特徴とする、半導体パッケージ。
本発明において「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。
本発明において、（メタ）アクリルとは、アクリル及びメタクリルの一方又は両方を意味する。（メタ）アクリレートについても同様である。
本発明の接着剤用組成物は、薄型フィルムの形態においても、ダイアタッチ工程後のボイドの発生が抑制され、しかも、被着体との間で高い接着力を示すことができ、優れた熱伝導性を発揮するフィルム状接着剤を得るのに好適な組成物である。
また、本発明のフィルム状接着剤は、上記優れた特性を有する。
さらに、本発明の半導体パッケージは、上記優れた特性を有するフィルム状接着剤を有する。
本発明の製造方法は、上記優れた特性を有するフィルム状接着剤及び半導体パッケージを製造することができる。
図１は、本発明の半導体パッケージの製造方法の第１の工程の好適な一実施形態を示す概略縦断面図である。 図２は、本発明の半導体パッケージの製造方法の第２の工程の好適な一実施形態を示す概略縦断面図である。 図３は、本発明の半導体パッケージの製造方法の第３の工程の好適な一実施形態を示す概略縦断面図である。 図４は、本発明の半導体パッケージの製造方法のボンディングワイヤーを接続する工程の好適な一実施形態を示す概略縦断面図である。 図５は、本発明の半導体パッケージの製造方法の多段積層実施形態例を示す概略縦断面図である。 図６は、本発明の半導体パッケージの製造方法の別の多段積層実施形態例を示す概略縦断面図である。 図７は、本発明の半導体パッケージの製造方法により製造される半導体パッケージの好適な一実施形態を示す概略縦断面図である。
＜＜接着剤用組成物＞＞
本発明の接着剤用組成物（以後、熱伝導性接着剤用組成物とも称す）は、エポキシ樹脂（Ａ）、エポキシ樹脂硬化剤（Ｂ）、高分子成分（Ｃ）及び無機充填材（Ｄ）を含有しており、
前記無機充填材（Ｄ）が、下記（１）及び（２）の条件を満たし、
前記エポキシ樹脂（Ａ）、前記エポキシ樹脂硬化剤（Ｂ）、前記高分子成分（Ｃ）及び前記無機充填材（Ｄ）の各含有量の合計に占める前記無機充填材（Ｄ）の割合が、２０〜７０体積％である。
（１）平均粒径（ｄ５０）が０．１〜３．５μｍである。
（２）平均粒径（ｄ５０）に対する累積分布頻度９０％時の粒径（ｄ９０）の比であるｄ９０／ｄ５０が５．０以下である。
本発明において、上記平均粒径（ｄ５０）とは、いわゆるメジアン径であり、レーザー回折・散乱法により粒度分布を測定し、累積分布において粒子の全体積を１００％としたときに５０％累積となるときの粒径を意味する。また、上記の累積分布頻度９０％時の粒径（ｄ９０）とは、上記平均粒径（ｄ５０）と同様に、累積分布において粒子の全体積を１００％としたときに９０％累積となるときの粒径を意味する。具体的には、実施例に記載の方法により測定される値である。
なお、熱伝導性接着剤用組成物に含有される無機充填剤（Ｄ）の平均粒径を測定する場合には、接着剤用組成物を３００℃以上の熱処理により有機物成分を炭化させ洗浄除去する方法等により組成物中のその他の成分から分離した無機充填剤（Ｄ）について、実施例記載の方法により測定する。本発明の熱伝導性接着剤用組成物から得られる接着剤（例えば、後記フィルム状接着剤）に含有される無機充填剤（Ｄ）の平均粒径についても、熱伝導性接着剤用組成物組成物に含有される無機充填剤（Ｄ）の平均粒径と同様にして測定することができる。
ここで、本発明の熱伝導性接着剤用組成物は、該組成物の調製時に無機充填剤（Ｄ）を組成物中に分散させておくことにより、無機充填剤（Ｄ）の凝集を抑制することができる。そのため、組成物の調製後に一定期間保存した場合にも、再分散させることが可能である。
本発明の熱伝導性接着剤用組成物は、２５℃の条件下で、１ヶ月以上安定に保存することが可能である。ただし、エポキシ樹脂（Ａ）及びエポキシ樹脂硬化剤（Ｂ）の反応性を考慮すると、１０℃以下で冷蔵保存することが好ましい。後記本発明のフィルム状接着剤についても、同様の条件下で保存することが可能である。
本発明の熱伝導性接着剤用組成物は、上記（１）で規定する平均粒径（ｄ５０）が０．１〜３．５μｍと小さく、上記（２）で規定するように、ｄ９０／ｄ５０が５．０以下の粒度分布を満たす無機充填剤（Ｄ）を含有する。これにより、平均粒径が小さい無機充填剤であっても、エポキシ樹脂（Ａ）及び高分子成分（Ｃ）を含む樹脂成分との混合による、無機充填剤の凝集や粗大粒子の含有を抑制することができ、しかも、フィルム状接着剤とした場合にも、同様に、無機充填剤の凝集や粗大粒子の含有を抑制することができる。この理由は定かではないが、粗大粒子に加え、樹脂成分との混合において凝集成長の核となる無機充填剤（Ｄ）に本来含有される凝集物が粒度分布調整工程で除去されるためと推定される。この結果、本発明の熱伝導性接着剤用組成物から得られるフィルム状接着剤等の接着剤は、溶融粘度の上昇を抑制することができ、ダイアタッチ工程後におけるボイドの発生を抑制することができ、しかも、フィルム状に成形した場合には、接着剤表面が平滑になることでボイドとして検出されないわずかな接着剤層（フィルム状接着剤）と被着体間の隙間も排除でき、被着体との間で優れた接着力を示すことができると考えられる。
上記ｄ５０は０．２〜３．３が好ましい。また、上記ｄ９０／ｄ５０は４．５以下が好ましく、４．２以下がより好ましく、４．０以下がさらに好ましい。
以降、本明細書において、エポキシ樹脂（Ａ）を成分（Ａ）、エポキシ樹脂硬化剤（Ｂ）を成分（Ｂ）、高分子成分（Ｃ）を成分（Ｃ）、無機充填材（Ｄ）を成分（Ｄ）と称す場合もある。
＜フィルム状接着剤の特性＞
（溶融粘度）
本発明の熱伝導性接着剤用組成物を用いて得られたフィルム状接着剤（以降、熱伝導性フィルム状接着剤とも称す）を２５℃から５℃／分の昇温速度で昇温したとき、７０℃における溶融粘度が６０００〜５００００Ｐａ・ｓの範囲に達することが好ましい。この７０℃における溶融粘度は、６０００〜４５０００Ｐａ・ｓの範囲がより好ましく、６０００〜４００００Ｐａ・ｓの範囲がさらに好ましい。７０℃における溶融粘度が上記好ましい範囲内であることにより、半導体ウェハにフィルム状接着剤を接着する際に、半導体ウェハとフィルム状接着剤との間におけるボイドの発生及びフィルム状接着剤のはみ出し不良の発生を、低減することができる。
また、本発明の熱伝導性フィルム状接着剤を２５℃から５℃／分の昇温速度で昇温したとき、１２０℃における溶融粘度が５００〜１００００Ｐａ・ｓの範囲に達することが好ましい。この１２０℃における溶融粘度は、８００〜９０００Ｐａ・ｓの範囲がより好ましく、１０００〜８０００Ｐａ・ｓの範囲がさらに好ましい。１２０℃における溶融粘度が上記好ましい範囲内であることにより、フィルム状接着剤を設けた半導体チップを配線基板上に熱圧着する際に配線基板凹凸部間におけるボイドの発生及びフィルム状接着剤のはみ出し不良の発生を、低減することができる。
なお、本発明において、上記の溶融粘度は、熱硬化前の熱伝導性フィルム状接着剤について、レオメーター（商品名：ＲＳ６０００、Ｈａａｋｅ社製）を用い、温度範囲２５〜２００℃において、２５℃から昇温速度５℃／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、７０℃及び１２０℃における溶融粘度を算出する。具体的には、実施例に記載の測定方法を参照することができる。
ここで、溶融粘度の測定における熱硬化前の熱伝導性フィルム状接着剤とは、２５℃以上の温度条件下において１ヶ月以上曝されていない熱伝導性フィルム状接着剤を意味する。
溶融粘度を上記の範囲とするには、無機充填剤（Ｄ）の含有量、さらには、無機充填剤（Ｄ）の種類に加え、エポキシ樹脂（Ａ）、エポキシ樹脂硬化剤（Ｂ）及び高分子成分（Ｃ）等の共存する化合物もしくは樹脂の種類やこれらの含有量により調整できる。
（熱伝導率）
本発明の熱伝導性フィルム状接着剤は、熱硬化後において、熱伝導率が１．０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることが好ましい。熱伝導率は、１．５Ｗ／ｍ・Ｋ以上がより好ましい。熱伝導率が上記好ましい下限値未満であると、発生した熱をパッケージ外部へ逃がしにくくなる傾向にある。本発明の熱伝導性フィルム状接着剤は熱硬化後にこのような優れた熱伝導率を発揮することにより、本発明の熱伝導性フィルム状接着剤を半導体ウェハや配線基板等の被着体に密着させ、熱硬化することによって、半導体パッケージ外部への放熱効率が向上された半導体パッケージを得ることができる。
熱伝導率の上限は、特に限定されるものではないが、現実的には７．０Ｗ／ｍ・Ｋ以下であり、６．５Ｗ／ｍ・Ｋ以下がより好ましく、５．０Ｗ／ｍ・Ｋ以下とすることも好ましい。
ここで、熱伝導率の測定における熱硬化後とは、熱硬化性樹脂の硬化が完了した状態を意味する。具体的には、昇温速度１０℃／分でＤＳＣ（示差走査熱量計）測定を行った際に反応熱ピークが見られなくなった状態をいう。
なお、本発明において、このような熱硬化後のフィルム状接着剤の熱伝導率とは、熱伝導率測定装置（商品名：ＨＣ−１１０、英弘精機(株)製）を用いて、熱流計法（ＪＩＳ−Ａ１４１２に準拠）により熱伝導率を測定した値をいう。具体的には、実施例に記載の測定方法を参照することができる。
熱伝導率を上記の範囲とするには、無機充填剤（Ｄ）の含有量、さらには、無機充填剤（Ｄ）の種類に加え、エポキシ樹脂（Ａ）、エポキシ樹脂硬化剤（Ｂ）及び高分子成分（Ｃ）等の共存する化合物もしくは樹脂の種類やこれらの含有量により調整できる。
また、本発明の熱伝導性フィルム状接着剤は、絶縁性も特性として備える。
＜エポキシ樹脂（Ａ）＞
上記エポキシ樹脂（Ａ）は、エポキシ基を持つ熱硬化型の樹脂である限り、特に制限なく用いることができ、液体、固体または半固体のいずれであってもよい。本発明において液体とは、軟化点が２５℃未満であることをいい、固体とは、軟化点が６０℃以上であることをいい、半固体とは、軟化点が上記液体の軟化点と固体の軟化点との間（２５℃以上６０℃未満）にあることをいう。本発明で使用するエポキシ樹脂（Ａ）としては、好適な温度範囲（例えば６０〜１２０℃）で低溶融粘度に到達することができるフィルム状接着剤を得られるという観点から、軟化点が１００℃以下であることが好ましい。なお、本発明において、軟化点とは、軟化点試験（環球式）法（測定条件：ＪＩＳ−２８１７に準拠）により測定した値である。
本発明で使用するエポキシ樹脂（Ａ）において、硬化体の架橋密度が高くなり、結果として、配合される無機充填剤（Ｄ）同士の接触確率が高く接触面積が広くなることでより高い熱伝導率が得られるという観点から、エポキシ当量は５００ｇ／ｅｑ以下であることが好ましく、１５０〜４５０ｇ／ｅｑであることがより好ましい。なお、本発明において、エポキシ当量とは、１グラム当量のエポキシ基を含む樹脂のグラム数（ｇ／ｅｑ）をいう。
エポキシ樹脂（Ａ）の質量平均分子量は、通常、１０，０００未満が好ましく、５，０００以下がより好ましい。下限値に特に制限はないが、３００以上が実際的である。
質量平均分子量は、ＧＰＣ（Ｇｅｌ Ｐｅｒｍｅａｔｉｏｎ Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ）分析による値である。
エポキシ樹脂（Ａ）の骨格としては、フェノールノボラック型、オルソクレゾールノボラック型、クレゾールノボラック型、ジシクロペンタジエン型、ビフェニル型、フルオレンビスフェノール型、トリアジン型、ナフトール型、ナフタレンジオール型、トリフェニルメタン型、テトラフェニル型、ビスフェノールＡ型、ビスフェノールＦ型、ビスフェノールＡＤ型、ビスフェノールＳ型、トリメチロールメタン型等が挙げられる。このうち、樹脂の結晶性が低く、良好な外観を有するフィルム状接着剤を得られるという観点から、トリフェニルメタン型、ビスフェノールＡ型、クレゾールノボラック型、オルソクレゾールノボラック型が好ましい。
エポキシ樹脂（Ａ）の含有量は、本発明の熱伝導性接着剤用組成物のうち、フィルム状接着剤を構成する成分（具体的には、溶媒以外の成分）の総含有量１００質量部中、３〜３０質量部が好ましく、５〜３０質量部がより好ましい。含有量を上記好ましい下限値以上とすることにより、フィルム状接着剤の熱伝導率を向上させることができる。他方、上記好ましい上限値以下とすることにより、オリゴマー成分の生成を抑え、少しの温度変化ではフィルム状態（フィルムタック性等）の変化が生じにくくすることができる。
＜エポキシ樹脂硬化剤（Ｂ）＞
上記エポキシ樹脂硬化剤（Ｂ）としては、アミン類、酸無水物類、多価フェノール類等の任意の硬化剤を用いることができる。本発明では、前記エポキシ樹脂（Ａ）および後記高分子成分（Ｃ）が低溶融粘度となり、かつある温度を超える高温で硬化性を発揮し、速硬化性を有し、さらに、室温での長期保存が可能な保存安定性の高い熱伝導性接着剤用組成物が得られるという観点から、潜在性硬化剤を用いることが好ましい。
潜在性硬化剤としては、ジシアンジアミド類、イミダゾール類、硬化触媒複合系多価フェノール類、ヒドラジド類、三弗化ホウ素−アミン錯体、アミンイミド類、ポリアミン塩、およびこれらの変性物やマイクロカプセル型のものを挙げることができる。本発明では、熱伝導性フィルム状接着剤の７０℃における溶融粘度及び１２０℃における溶融粘度を、上述の好ましい範囲を満たすように調整する観点から、イミダゾール類を用いることがより好ましい。
これらは１種を単独で用いても、もしくは２種以上を組み合わせて用いてもよい。
前記エポキシ樹脂（Ａ）１００質量部に対するエポキシ樹脂硬化剤（Ｂ）の含有量は、０．５〜１００質量部が好ましく、１〜８０質量部がより好ましい。含有量を上記好ましい下限値以上とすることにより硬化時間を短くすることができ、他方、上記好ましい上限値以下とすることにより、過剰の硬化剤がフィルム状接着剤中に残り、残硬化剤が水分を吸着することによるフィルム状接着剤を半導体に組み込んだ後の信頼性試験における不良を低減することができる。
＜高分子成分（Ｃ）＞
上記高分子成分（Ｃ）としては、フィルム状接着剤を形成した際に、常温（２５℃）でのフィルムタック性（少しの温度変化でもフィルム状態が変化しやすい性質）を抑制し、十分な接着性および造膜性（フィルム形成性）を付与する成分であればよい。天然ゴム、ブチルゴム、イソプレンゴム、クロロプレンゴム、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−（メタ）アクリル酸共重合体、エチレン−（メタ）アクリル酸エステル共重合体、ポリブタジエン樹脂、ポリカーボネート樹脂、熱可塑性ポリイミド樹脂、６−ナイロンや６，６−ナイロン等のポリアミド樹脂、フェノキシ樹脂、（メタ）アクリル樹脂、ポリエチレンテレフタレート及びポリブチレンテレフタレート等のポリエステル樹脂、ポリアミドイミド樹脂またはフッ素樹脂等が挙げられる。これらの高分子成分（Ｃ）は単独で用いてもよく、また２種以上を組み合わせて用いてもよい。
高分子成分（Ｃ）の質量平均分子量は、１０，０００以上である。上限値に特に制限はないが、５，０００，０００以下が実際的である。
上記高分子成分（Ｃ）の質量平均分子量は、ＧＰＣ〔ゲル浸透クロマトグラフィー（Ｇｅｌ Ｐｅｒｍｅａｔｉｏｎ Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ）〕によるポリスチレン換算で求めた値である。以降、具体的な高分子成分（Ｃ）の質量平均分子量の値も同義である。
また、上記高分子成分（Ｃ）のガラス転移温度（Ｔｇ）は、１００℃未満が好ましく、９０℃未満がより好ましい。下限は、０℃以上が好ましく、１０℃以上がより好ましい。
上記高分子成分（Ｃ）のガラス転移温度は、昇温速度０．１℃／分でＤＳＣにより測定されたガラス転移温度である。以降、具体的な高分子成分（Ｃ）のガラス転移温度の値も同義である。
なお、本発明においてエポキシ樹脂（Ａ）と高分子成分（Ｃ）のうちフェノキシ樹脂等のエポキシ基を有し得る樹脂とは、エポキシ当量が５００ｇ／ｅｑ以下である樹脂がエポキ樹脂（Ａ）に、該当しないものが成分（Ｃ）に、それぞれ分類される。
本発明では、これらの高分子成分（Ｃ）のうち、少なくとも１種のフェノキシ樹脂を使用することが好ましい。フェノキシ樹脂は、エポキシ樹脂（Ａ）と構造が類似していることから相溶性がよく、樹脂溶融粘度も低く、接着性にも優れた効果を発揮することができる。また、フェノキシ樹脂は耐熱性が高く、飽和吸水率が小さく、半導体パッケージの信頼性を確保する観点からも好ましい。さらには、常温でのタック性、脆さなどを解消する点からも好ましい。
フェノキシ樹脂は、ビスフェノールもしくはビフェノール化合物とエピクロルヒドリンのようなエピハロヒドリンとの反応、液状エポキシ樹脂とビスフェノールもしくはビフェノール化合物との反応で得ることができる。
いずれの反応においても、ビスフェノールもしくはビフェノール化合物としては、下記一般式（Ａ）で表される化合物が好ましい。
Figure 0006858315
一般式（Ａ）において、Ｌａは、単結合または２価の連結基を表し、Ｒａ１およびＲａ２は、各々独立に置換基を表す。ｍａおよびｎａは各々独立に、０〜４の整数を表す。
Ｌａにおいて、２価の連結基は、アルキレン基、フェニレン基、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＳＯ−、−ＳＯ２−またはアルキレン基とフェニレン基が組み合わされた基が好ましい。
アルキレン基は、炭素数が１〜１０が好ましく、１〜６がより好ましく、１〜３がさらに好ましく、１または２が特に好ましく、１が最も好ましい。
アルキレン基は、−Ｃ（Ｒα）（Ｒβ）−が好ましく、ここで、ＲαおよびＲβは各々独立に、水素原子、アルキル基、アリール基を表す。ＲαとＲβが互いに結合して、環を形成してもよい。ＲαおよびＲβは、水素原子またはアルキル基（例えば、メチル、エチル、イソプロピル、ｎ−プロピル、ｎ−ブチル、イソブチル、ヘキシル、オクチル、２−エチルヘキシル）が好ましい。アルキレン基は、なかでも−ＣＨ２−、−ＣＨ（ＣＨ３）−、−Ｃ（ＣＨ３）２−が好ましく、−ＣＨ２−、−ＣＨ（ＣＨ３）−がより好ましく、−ＣＨ２−がさらに好ましい。
フェニレン基は、炭素数が６〜１２が好ましく、６〜８がより好ましく、６がさらに好ましい。フェニレン基は、例えば、ｐ−フェニレン、ｍ−フェニレン、ｏ−フェニレンが挙げられ、ｐ−フェニレン、ｍ−フェニレンが好ましい。
アルキレン基とフェニレン基が組み合わされた基としては、アルキレン−フェニレン−アルキレン基が好ましく、−Ｃ（Ｒα）（Ｒβ）−フェニレン−Ｃ（Ｒα）（Ｒβ）−がより好ましい。
ＲαとＲβが結合して形成する環は、５または６員環が好ましく、シクロペンタン環、シクロヘキサン環がより好ましく、シクロヘキサン環がさらに好ましい。
Ｌａは、単結合またはアルキレン基、−Ｏ−、−ＳＯ２−が好ましく、アルキレン基がより好ましい。
Ｒａ１およびＲａ２において、置換基は、アルキル基、アリール基、アルコキシ基、アルキルチオ基、ハロゲン原子が好ましく、アルキル基、アリール基、ハロゲンン原子がより好ましく、アルキル基がさらに好ましい。
ｍａおよびｎａは、０〜２が好ましく、０または１がより好ましく、０がさらに好ましい。
ビスフェノールもしくはビフェノール化合物は、例えば、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＡＤ、ビスフェノールＡＰ、ビスフェノールＡＦ、ビスフェノールＢ、ビスフェノールＢＰ、ビスフェノールＣ、ビスフェノールＥ、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＧ、ビスフェノールＭ、ビスフェノールＳ、ビスフェノールＰ、ビスフェノールＰＨ、ビスフェノールＴＭＣ、ビスフェノールＺや、４，４’−ビフェノール、２，２’−ジメチル−４，４’−ビフェノール、２，２’，６，６’−テトラメチル−４，４’−ビフェノール、カルド骨格型ビスフェノール等が挙げられ、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＡＤ、ビスフェノールＣ、ビスフェノールＥ、ビスフェノールＦ、４，４’−ビフェノールが好ましく、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＥ、ビスフェノールＦがより好ましく、ビスフェノールＡが特に好ましい。
一方、液状エポキシ樹脂としては、脂肪族ジオール化合物のジグリシジルエーテルが好ましく、下記一般式（Ｂ）で表される化合物がより好ましい。
Figure 0006858315
一般式（Ｂ）において、Ｘはアルキレン基を表し、ｎｂは１〜１０の整数を表す。
アルキレン基は、炭素数が２〜１０が好ましく、２〜８がより好ましく、３〜８がさらに好ましく、４〜６が特に好ましく、６が最も好ましい。
例えば、エチレン、プロピレン、ブチレン、ペンチレン、へキシレン、オクチレンが挙げられ、エチレン、トリメチレン、テトラメチレン、ペンタメチレン、ヘプタメチレン、ヘキサメチレン、オクタメチレンが好ましい。
ｎｂは１〜６が好ましく、１〜３がより好ましく、１がさらに好ましい。
ここで、ｎｂが２〜１０の場合、Ｘはエチレンまたはプロピレンが好ましく、エチレンがさらに好ましい。
ジグリシジルエーテルにおける脂肪族ジオール化合物としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、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、１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、１，５−ヘプタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，７−ペンタンジオール、１，８−オクタンジオールが挙げられる。
上記反応において、ビスフェノールもしくはビフェノール化合物や脂肪族ジオール化合物は各々において、単独で反応して得られたフェノキシ樹脂で、２種以上混合して反応して得られたフェノキシ樹脂でも構わない。例えば、１，６−ヘキサンジオールのジグリシジルエーテルとビスフェノールＡとビスフェノールＦの混合物との反応が挙げられる。
フェノキシ樹脂は、本発明では、液状エポキシ樹脂とビスフェノールもしくはビフェノール化合物との反応で得られたフェノキシ樹脂が好ましく、下記一般式（Ｉ）で表される繰り返し単位のフェノキシ樹脂がより好ましい。
Figure 0006858315
一般式（Ｉ）において、Ｌａ、Ｒａ１、Ｒａ２、ｍａおよびｎａは、一般式（Ａ）におけるＬａ、Ｒａ１、Ｒａ２、ｍａおよびｎａと同義であり、好ましい範囲も同じである。Ｘおよびｎｂは、一般式（Ｂ）におけるＸおよびｎｂと同義であり、好ましい範囲も同じである。
本発明では、これらのなかでも、ビスフェノールＡと１，６−ヘキサンジオールのジグリシジルエーテルとの重合体が好ましい。
フェノキシ樹脂の質量平均分子量は、１０，０００以上が好ましく、１０，０００〜１００，０００がより好ましい。
また、フェノキシ樹脂中に僅かに残存するエポキシ基の量は、エポキシ当量で、５，０００ｇ／ｅｑ以上が好ましい。
フェノキシ樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）は、１００℃未満が好ましく、９０℃未満がより好ましい。下限は、０℃以上が好ましく、１０℃以上がより好ましい。
フェノキシ樹脂は、上記のような方法で合成してもよく、また市販品を使用しても構わない。市販品としては、例えば、ＹＸ７１８０（商品名：ビスフェノールＦ＋１，６−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル型フェノキシ樹脂、三菱化学（株）製）、１２５６（商品名：ビスフェノールＡ型フェノキシ樹脂、三菱化学（株）製）、ＹＰ−５０（商品名：ビスフェノールＡ型フェノキシ樹脂、新日化エポキシ製造（株）製）、ＹＰ−７０（商品名：ビスフェノールＡ／Ｆ型フェノキシ樹脂、新日化エポキシ製造（株）製）、ＦＸ−３１６（商品名：ビスフェノールＦ型フェノキシ樹脂、新日化エポキシ製造（株）製）、および、ＦＸ−２８０Ｓ（商品名：カルド骨格型フェノキシ樹脂、新日化エポキシ製造（株）製）、４２５０（商品名：ビスフェノールＡ型／Ｆ型フェノキシ樹脂、三菱化学（株）製）等が挙げられる。
（メタ）アクリル樹脂としては、従来より公知の（メタ）アクリル共重合体からなる樹脂が用いられる。
（メタ）アクリル共重合体の質量平均分子量は１０，０００〜２，０００，０００であることが好ましく、１００，０００〜１，５００，０００であることがより好ましい。上記質量平均分子量を上記好ましい範囲内とすることにより、タック性を低減でき、溶融粘度の上昇も抑制することができる。
（メタ）アクリル共重合体のガラス転移温度は、好ましくは−１０℃〜５０℃、より好ましくは０℃〜４０℃、さらに好ましくは０℃〜３０℃の範囲にある。上記ガラス転移温度を上記好ましい範囲内とすることにより、タック性を低減でき、半導体ウェハとフィルム状接着剤との間等におけるボイドの発生を抑制することができる。
上記（メタ）アクリル樹脂としては、ポリ（メタ）アクリル酸エステル系あるいはその誘導体が挙げられる。例えば、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、２−ヒドロキシプロピルアクリレート、２−ヒドロキシプロピルメタクリレート、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、グリシジルメタクリレート、グリシジルアクリレートなどをモノマー成分とする共重合体が挙げられる。また、環状骨格を有する（メタ）アクリル酸エステル：例えば、（メタ）アクリル酸シクロアルキルエステル、（メタ）アクリル酸ベンジルエステル、イソボルニル（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、ジシクロペンテニル（メタ）アクリレート及びジシクロペンテニルオキシエチル（メタ）アクリレート、イミド（メタ）アクリレート、アルキル基の炭素数が１〜１８である（メタ）アクリル酸アルキルエステル：例えば、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸プロピル及び（メタ）アクリル酸ブチル、等もモノマー成分として用いられる。また酢酸ビニル、（メタ）アクリロニトリル、スチレン等と共重合されていてもよい。また水酸基を有しているほうが、エポキシ樹脂との相溶性がよいため好ましい。
エポキシ樹脂（Ａ）１００質量部に対する高分子成分（Ｃ）の含有量は、１〜４０質量部が好ましく、５〜３５質量部がより好ましく、１０〜３０質量部がさらに好ましい。含有量をこのような範囲とすることで、硬化前の熱伝導性フィルム状接着剤の剛性と柔軟性を調整することができる。フィルム状態が良好（フィルムタック性が低減）となり、フィルム脆弱性も抑制することができる。
＜無機充填剤（Ｄ）＞
上記無機充填剤（Ｄ）は、前述の（１）の平均粒径（ｄ５０）及び（２）のｄ９０／ｄ５０の規定を満たす、熱伝導性を有する無機充填剤である限り特に制限されないが、本発明において、フィルム状接着剤への熱伝導性の付与に寄与する。
前述の（１）の平均粒径（ｄ５０）及び（２）のｄ９０／ｄ５０の規定を満たす無機充填剤（Ｄ）は、例えば、任意の無機充填剤について、適切な径のメッシュフィルターを用いてろ過することにより、調製することができる。
上記熱伝導性を有する無機充填剤としては、熱伝導性材料からなる粒子または該熱伝導性材料で表面被覆されてなる粒子であって、これらの熱伝導性材料の熱伝導率が１２Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることが好ましく、３０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることがより好ましい。
上記熱伝導性材料の熱伝導率が上記好ましい下限値以上であると、目的の熱伝導率を得るために配合する無機充填剤（Ｄ）の量を低減することができ、その結果、接着フィルムの溶融粘度の上昇を抑制し、基板に圧着する際に基板の凹凸部への埋め込み性を向上させ、ボイドの発生を抑制することができる。
本発明において、上記熱伝導性材料の熱伝導率は、２５℃における熱伝導率を意味し、各材料の文献値を用いることができる。文献に記載がない場合にも、例えば、セラミックスであればＪＩＳ Ｒ １６１１により測定される値、金属であれば、ＪＩＳ Ｈ ７８０１により測定される値を代用することができる。
無機充填剤（Ｄ）としては、例えば、熱伝導性のセラミックスがあげられ、アルミナ粒子（熱伝導率：３６Ｗ／ｍ・Ｋ）、窒化アルミニウム粒子（熱伝導率：１５０〜２９０Ｗ／ｍ・Ｋ）、窒化ホウ素粒子（熱伝導率：６０Ｗ／ｍ・Ｋ）、酸化亜鉛粒子（熱伝導率：５４Ｗ／ｍ・Ｋ）、窒化ケイ素フィラー（熱伝導率：２７Ｗ／ｍ・Ｋ）、炭化ケイ素粒子（熱伝導率：２００Ｗ／ｍ・Ｋ）および酸化マグネシウム粒子（熱伝導率：５９Ｗ／ｍ・Ｋ）が好ましく挙げられる。
特にアルミナ粒子は高熱伝導率を有し、分散性、入手容易性の点で好ましい。また、窒化アルミニウム粒子や窒化ホウ素粒子は、アルミナ粒子よりもさらに高い熱伝導率を有する観点で好ましい。本発明では、なかでもアルミナ粒子と窒化アルミニウム粒子が好ましい。
また、熱伝導性を有する金属で表面被覆された粒子も挙げられる。例えば、銀（熱伝導率：４２９Ｗ／ｍ・Ｋ）、ニッケル（熱伝導率：９１Ｗ／ｍ・Ｋ）及び金（熱伝導率：３２９Ｗ／ｍ・Ｋ）等の金属で表面被覆された、シリコーン樹脂粒子及びアクリル樹脂粒子等が好ましく挙げられる。
特に、銀で表面被覆されたシリコーン樹脂粒子は、応力緩和性並びに高耐熱性の観点から好ましい。
無機充填剤（Ｄ）は、表面処理や表面改質されていてもよく、このような表面処理や表面改質としては、シランカップリング剤やリン酸もしくはリン酸化合物、界面活性剤が挙げられ、本明細書において記載する事項以外は、例えば、国際公開第２０１８／２０３５２７号における熱伝導フィラーの項又は国際公開第２０１７／１５８９９４号の窒化アルミニウム充填剤の項における、シランカップリング剤、リン酸もしくはリン酸化合物及び界面活性剤の記載を適用することができる。
無機充填剤（Ｄ）をエポキシ樹脂（Ａ）、エポキシ樹脂硬化剤（Ｂ）及び高分子成分（Ｃ）等の樹脂成分に配合する方法としては、紛体状の無機充填剤と必要に応じてシランカップリング剤、リン酸もしくはリン酸化合物や界面活性剤とを直接配合する方法（インテグラルブレンド法）、もしくはシランカップリング剤、リン酸もしくはリン酸化合物や界面活性剤等の表面処理剤で処理された無機充填剤を有機溶剤に分散させたスラリー状無機充填剤を配合する方法を使用することができる。
また、シランカップリング剤により無機充填剤（Ｄ）を処理する方法としては特に限定されず、溶媒中で無機充填剤（Ｄ）とシランカップリング剤を混合する湿式法、気相中で無機充填剤（Ｄ）とシランカップリング剤を処理させる乾式法、上記インテグラルブレンド法などが挙げられる。
特に、窒化アルミニウム粒子は、高熱伝導化に貢献するものの、加水分解によりアンモニウムイオンを生成しやすいため、吸湿率が小さいフェノール樹脂と併用したり、表面改質により加水分解が抑制されていることが好ましい。窒化アルミニウムの表面改質方法としては、表面層に酸化アルミニウムの酸化物層を設け耐水性を向上させ、リン酸もしくはリン酸化合物による表面処理を行い樹脂との親和性を向上させる方法が特に好ましい。
無機充填剤（Ｄ）の表面をシランカップリング剤で表面処理することも好ましい。
また、さらにイオントラップ剤を併用するのも好ましい。
シランカップリング剤は、ケイ素原子にアルコキシ基、アリールオキシ基のような加水分解性基が少なくとも１つ結合したものであり、これに加えて、アルキル基、アルケニル基、アリール基が結合してもよい。アルキル基は、アミノ基、アルコキシ基、エポキシ基、（メタ）アクリロイルオキシ基が置換したものが好ましく、アミノ基（好ましくはフェニルアミノ基）、アルコキシ基（好ましくはグリシジルオキシ基）、（メタ）アクリロイルオキシ基が置換したものがより好ましい。
シランカップリング剤は、例えば、２−（３，４−エポキシシクロへキシル）エチルトリメトキシシラン、３−グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン、３−グリシジルオキシプロピルトリエトキシシラン、３−グリシジルオキシプロピルメチルジメトキシシラン、３−グリシジルオキシプロピルメチルジエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、Ｎ−フェニル−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−メタクリロイルオキプロピルメチルジメトキシシラン、３−メタクリロイルオキプロピルトリメトキシシラン、３−メタクリロイルオキプロピルメチルジエトキシシラン、３−メタクリロイルオキプロピルトリエトキシシランなどが挙げられる。
シランカップリング剤や界面活性剤は、無機充填剤（Ｄ）１００質量部に対し、０．１〜２．０質量部含有させるのが好ましい。
シランカップリング剤や界面活性剤の含有量を上記好ましい範囲とすることにより、無機充填剤（Ｄ）の凝集を抑制ながら、過剰なシランカップリング剤や界面活性剤の半導体組立加熱工程（例えばリフロー工程）における揮発による接着界面での剥離を抑制することができ、ボイドの発生が抑えられ、接着性を向上させることができる。
無機充填剤（Ｄ）の形状は、前述の（１）で規定する平均粒径（ｄ５０）及び（２）で規定する粒度分布を満たす限り限定されず、例えば、フレーク状、針状、フィラメント状、球状、鱗片状のものが挙げられるが、高充填化及び流動性の観点から球状粒子が好ましい。
本発明では、前記エポキシ樹脂（Ａ）、前記エポキシ樹脂硬化剤（Ｂ）、前記高分子成分（Ｃ）および該無機充填剤（Ｄ）の各含有量の合計に占める前記無機充填剤（Ｄ）の割合が、２０〜７０体積％である。上記無機充填剤（Ｄ）の含有割合が上記下限値以上であると、フィルム状接着剤に所望とする熱伝導率及び溶融粘度を付与することができ、半導体パッケージからの放熱効果が得られ、フィルム状接着剤のはみ出し不良も抑制することができる。また、上記上限値以下であると、フィルム状接着剤に所望とする溶融粘度を付与することができ、ボイドの発生を抑制することができる。また、熱変化時に半導体パッケージに生じる内部応力を緩和することもでき、接着力も向上させることができる。
成分（Ａ）〜（Ｄ）の各含有量の合計に占める上記無機充填剤（Ｄ）の割合は、２５〜７０体積％が好ましく、３０〜７０体積％がより好ましく、３０〜６０体積％がさらに好ましく、３０〜５０体積％がさらに好ましい。
上記無機充填剤（Ｄ）の含有量（体積％）は、各成分（Ａ）〜（Ｄ）の含有質量と比重から算出することができる。
＜その他の添加物＞
本発明の接着剤用組成物としては、前記エポキシ樹脂（Ａ）、前記エポキシ樹脂硬化剤（Ｂ）、前記高分子成分（Ｃ）および前記無機充填剤（Ｄ）の他に、本発明の効果を阻害しない範囲において、有機溶媒（ＭＥＫ等）、イオントラップ剤（イオン捕捉剤）、硬化触媒、粘度調整剤、酸化防止剤、難燃剤、着色剤、ブタジエン系ゴムやシリコーンゴム等の応力緩和剤等の添加剤をさらに含有していてもよい。例えば、国際公開第２０１７／１５８９９４号のその他の添加物の記載を適用することができる。
本発明の接着剤用組成物中に占める、前記エポキシ樹脂（Ａ）、前記エポキシ樹脂硬化剤（Ｂ）、前記高分子成分（Ｃ）および前記無機充填剤（Ｄ）の含有量の合計の割合は、本発明のフィルム状接着剤を得られる限り特に制限されないが、例えば、６０〜９５質量％とすることができ、７０〜９０質量％が好ましい。
本発明の接着剤用組成物は、本発明のフィルム状接着剤を得るために好適に用いることができる。ただし、フィルム状の接着剤に限定されず、液状の接着剤にも好適に用いることもできる。
＜＜フィルム状接着剤およびその製造方法＞＞
本発明のフィルム状接着剤は、本発明の接着剤用組成物より得られてなるフィルム状の接着剤であって、前記エポキシ樹脂（Ａ）、前記エポキシ樹脂硬化剤（Ｂ）、前記高分子成分（Ｃ）および前記無機充填剤（Ｄ）を含有してなる。その他、本発明の熱伝導性接着剤用組成物においてその他の添加物として記載する添加物のうち、有機溶媒以外の添加物を含有していてもよい。
ここで、フィルムとは、厚み２００μｍ以下の薄膜を意味する。形状、大きさ等は、特に制限されず、使用態様にあわせて適宜調整することができる。
本発明のフィルム状接着剤は、本発明のフィルム状接着剤単独で構成されていてもよく、少なくとも一方の面に下記の離型処理された基材フィルムが貼り合わされてなる形態であってもよい。また、本発明のフィルム状接着剤は、フィルムを適当な大きさに切り出した形態であってもよく、フィルムをロール状に巻いてなる形態であってもよい。
本発明のフィルム状接着剤の製造方法の好適な一実施形態としては、本発明の熱伝導性接着剤用組成物を離型処理された基材フィルムの一方の面上に塗工し、加熱乾燥を施す方法が挙げられるが、この方法に特に制限されるものではない。上記加熱乾燥は、溶媒を除去してフィルム状の接着剤を形成する目的で行われる。
離型処理された基材フィルムとしては、得られるフィルム状接着剤のカバーフィルムとして機能するものであればよく、公知のものを適宜採用することができる。例えば、離型処理されたポリプロピレン（ＰＰ）、離型処理されたポリエチレン（ＰＥ）、離型処理されたポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）が挙げられる。塗工方法としては、公知の方法を適宜採用することができ、例えば、ロールナイフコーター、グラビアコーター、ダイコーター、リバースコーター等を用いた方法が挙げられる。
このように得られた本発明のフィルム状接着剤としては、厚みに特に制限はないが、１〜２００μｍが好ましく、配線基板、半導体チップ表面の凹凸部へより十分に埋め込むことができるという観点から、１〜４０μｍがより好ましい。厚みが上記好ましい下限値未満であると配線基板、半導体チップ表面の凹凸部へ十分に埋め込めず、十分な接着性が担保できなくなる傾向にある。他方、上記好ましい上限値を超えると製造時において有機溶媒を除去することが困難になるため、残存溶媒量が多くなり、フィルムタック性が強くなる傾向にある。薄型熱伝導性フィルム状接着剤として、優れた熱伝導性、ボイドの発生抑制及び優れた接着力を示すという、本発明の効果をより発現することができる点からは、フィルム状接着剤の厚みは１μｍ以上１０μｍ未満がさらに好ましい。
フィルム状接着剤の厚みは、接触・リニアゲージ方式（卓上型接触式厚み計測装置）により測定される値である。
本発明の熱伝導性フィルム状接着剤は、少なくとも一方の表面（すなわち、被着体と貼り合わせる少なくとも一方の面）の算術平均粗さＲａが３．０μｍ以下であることが好ましく、被着体と貼り合わせるいずれの側の表面の算術平均粗さＲａも３．０μｍ以下であることがより好ましい。
上記の算術平均粗さＲａは、２．０μｍ以下であることがより好ましく、１．５μｍ以下であることがさらに好ましい。下限値は特に制限はないが、０．１μｍ以上であることが実際的である。
上述のフィルム状接着剤の製造方法によれば、表面の算術平均粗さＲａが上記好ましい範囲を満たすフィルム状接着剤を作製することができる。例えば、本発明の熱伝導性接着剤用組成物を離型処理された基材フィルムの一方の面上に塗工し、加熱乾燥を施す方法によれば、得られるフィルム状接着剤のうち、離型処理された基材フィルムと接する面側の算術平均粗さＲａの方が、露出したフィルム状接着剤面側の算術平均粗さＲａよりも、通常小さくなる。
本発明のフィルム状接着剤は、特にフィルムの厚みが１０μｍ未満のような薄型フィルムである場合にも、上記無機充填剤（Ｄ）を使用することにより、上記算術平均粗さＲａを満たすことができると考えられる。この結果、配線基板、半導体チップ表面の凹凸部との間におけるボイドの発生が抑制された接着状態とすることができ、しかも、優れた接着性を示すことができる。
上記算術平均粗さＲａは、後述の実施例に記載の方法により測定される。
＜＜半導体パッケージおよびその製造方法＞＞
次いで、図面を参照しながら本発明の半導体パッケージおよびその製造方法の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明および図面中、同一または相当する要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。図１〜図７は、本発明の半導体パッケージの製造方法の各工程の好適な一実施形態を示す概略縦断面図である。
本発明の半導体パッケージの製造方法においては、先ず、第１の工程として、図１に示すように、表面に少なくとも１つの半導体回路が形成された半導体ウェハ１の裏面（すなわち、半導体ウェハ１の半導体回路が形成されていない面）に、前記本発明のフィルム状接着剤を熱圧着して接着剤層２を設け、次いで、半導体ウェハ１とダイシングテープ３とを接着剤層２を介して設ける。この際、接着剤層２とダイシングテープ３が一体となった製品を一度に熱圧着してもよい。熱圧着の条件は、エポキシ樹脂（Ａ）が熱硬化してしまい、本発明の効果を損なわない限り特に制限されないが、例えば、７０℃、圧力０．３ＭＰａの条件が挙げられる。
半導体ウェハ１としては、表面に少なくとも１つの半導体回路が形成された半導体ウェハを適宜用いることができ、例えば、シリコンウェハ、ＳｉＣウェハ、ＧａＳウェハが挙げられる。接着剤層２としては、本発明の熱伝導性フィルム状接着剤を１層で単独で用いても２層以上を積層して用いてもよい。このような接着剤層２をウェハ１の裏面に設ける方法としては、前記フィルム状接着剤を半導体ウェハ１の裏面に積層させることが可能な方法を適宜採用することができ、半導体ウェハ１の裏面に前記フィルム状接着剤を貼り合せた後、２層以上を積層する場合には所望の厚さとなるまで順次フィルム状接着剤を積層させる方法や、フィルム状接着剤を予め目的の厚さに積層した後に半導体ウェハ１の裏面に貼り合せる方法等を挙げることができる。また、このような接着剤層２を半導体ウェハ１の裏面に設ける際に用いる装置としては特に制限されず、例えば、ロールラミネーター、マニュアルラミネーターのような公知の装置を適宜用いることができる。
次いで、第２の工程として、図２に示すように、半導体ウェハ１と接着剤層２とを同時にダイシングすることにより、ダイシングテープ３上に、半導体ウェハ１と接着剤層２とを備える接着剤層付き半導体チップ５を得る。ダイシングテープ３としては特に制限されず、適宜公知のダイシングテープを用いることができる。さらに、ダイシングに用いる装置も特に制限されず、適宜公知のダイシング装置を用いることができる。
次いで、第３の工程として、図３に示すように、接着剤層２からダイシングテープ３を取り除き、接着剤層付き半導体チップ５と配線基板６とを接着剤層２を介して熱圧着し、配線基板６に接着剤層付き半導体チップ５を実装する。配線基板６としては、表面に半導体回路が形成された基板を適宜用いることができ、例えば、プリント回路基板（ＰＣＢ）、各種リードフレーム、および、基板表面に抵抗素子やコンデンサー等の電子部品が搭載された基板が挙げられる。
このような配線基板６に接着剤層付き半導体チップ５を実装する方法としては特に制限されず、接着剤層２を利用して接着剤層付き半導体チップ５を配線基板６または配線基板６の表面上に搭載された電子部品に接着させることが可能な従来の方法を適宜採用することができる。このような実装方法としては、上部からの加熱機能を有するフリップチップボンダーを用いた実装技術を用いる方法、下部からのみの加熱機能を有するダイボンダーを用いる方法、ラミネーターを用いる方法等の従来公知の加熱、加圧方法を挙げることができる。
このように、本発明のフィルム状接着剤からなる接着剤層２を介して接着剤層付き半導体チップ５を配線基板６上に実装することで、電子部品により生じる配線基板５上の凹凸部に前記フィルム状接着剤を追従させることができるため、半導体チップ４と配線基板６とを密着させて固定することが可能となる。
次いで、第４の工程として、本発明のフィルム状接着剤を熱硬化させる。熱硬化の温度としては、本発明のフィルム状接着剤の熱硬化開始温度以上であれば特に制限がなく、使用するエポキシ樹脂（Ａ）、高分子成分（Ｃ）及びエポキシ硬化剤（Ｂ）の種類により異なるものであり、一概に言えるものではないが、例えば、１００〜１８０℃が好ましく、より高温にて硬化した方が短時間で硬化可能であるという観点から、１４０〜１８０℃がより好ましい。温度が熱硬化開始温度未満であると、熱硬化が十分に進まず、接着層２の強度が低下する傾向にあり、他方、上記上限を超えると硬化過程中にフィルム状接着剤中のエポキシ樹脂、硬化剤や添加剤等が揮発して発泡しやすくなる傾向にある。また、硬化処理の時間は、例えば、１０〜１２０分間が好ましい。本発明においては、高温でフィルム状接着剤を熱硬化させることにより、高温温度で硬化してもボイドが発生することなく、配線基板６と半導体チップ４とが強固に接着された半導体パッケージを得ることができる。
次いで、本発明の半導体パッケージの製造方法では、図４に示すように、配線基板６と接着剤層付き半導体チップ５とをボンディングワイヤー７を介して接続することが好ましい。このような接続方法としては特に制限されず、従来公知の方法、例えば、ワイヤーボンディング方式の方法、ＴＡＢ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ）方式の方法等を適宜採用することができる。
また、搭載された半導体チップ４の表面に、別の半導体チップ４を熱圧着、熱硬化し、再度ワイヤーボンディング方式により配線基板６と接続することにより、複数個積層することもできる。例えば、図５に示すように半導体チップをずらして積層する方法、もしくは図６に示すように２層目以降の接着層２を厚くすることで、ボンディングワイヤー７を埋め込みながら積層する方法等がある。
本発明の半導体パッケージの製造方法では、図７に示すように、封止樹脂８により配線基板６と接着剤層付き半導体チップ５とを封止することが好ましく、このようにして半導体パッケージ９を得ることができる。封止樹脂８としては特に制限されず、半導体パッケージの製造に用いることができる適宜公知の封止樹脂を用いることができる。また、封止樹脂８による封止方法としても特に制限されず、適宜公知の方法を採用することが可能である。
本発明の半導体パッケージの製造方法によって、薄型フィルムの形態であっても、ダイアタッチ工程後のボイドの発生が抑制され、しかも、被着体との間で高い接着力を示すことができる接着剤層２を提供することができる。また、熱硬化後に優れた熱伝導性を発揮することで、半導体チップ４の表面で発生する熱を効率よく半導体パッケージ９外部に逃がすことが可能となる。
以下、実施例及び比較例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
なお、各実施例及び比較例において、算術平均粗さＲａ、溶融粘度、熱伝導率、ウエハーラミネート性評価、ダイアタッチ性評価、及び、接着力評価は、それぞれ以下に示す方法により実施した。
また、室温とは２５℃を意味し、ＭＥＫはメチルエチルケトン、ＰＥＴはポリエチレンテレフタレートである。
＜平均粒径（ｄ５０）、累積分布頻度９０％時の粒径（ｄ９０）／平均粒径（ｄ５０）の比の測定＞
各実施例及び比較例に用いた各無機充填剤０．１ｇとＭＥＫ９．９ｇを秤量し、これらの混合物に超音波分散処理を５分行い、測定用試料を調製した。この測定用試料について、レーザー回折・散乱法（型式：ＬＭＳ−２０００ｅ、（株）セイシン企業製）により測定した粒度分布の粒径の体積分率の累積カーブから、平均粒径（ｄ５０）と累積分布頻度９０％時の粒径（ｄ９０）を求めた。これらの値より、平均粒径（ｄ５０）に対する累積分布頻度９０％時の粒径（ｄ９０）の比、すなわち、ｄ９０／ｄ５０を算出した。
＜算術平均粗さＲａ＞
表面粗さ測定機（型式：ＳＶ３０００−ＣＮＣ、（株）ミツトヨ製）を用い、フィルム状接着剤の算術平均粗さＲａを測定した。測定条件は下記のようにした。いずれのフィルム状接着剤においても、フィルム状接着剤の表面のうち、剥離フィルムと接していなかった側の面の方が、剥離フィルムと接していた側の面に比べて、より大きな算術平均粗さＲａを示した。後記表中には、剥離フィルムと接していなかった側の表面の算術平均粗さＲａを記載する。
カットオフ値：０．８ｍｍ
評価長さ：４ｍｍ
測定速度：０．３ｍｍ／ｓ
触針先端半径（Ｒ）：２μｍ
＜溶融粘度の測定＞
各実施例及び比較例において得られた剥離フィルム付フィルム状接着剤から縦５．０ｃｍ×横５．０ｃｍのサイズの正方形を切り取り、剥離フィルムを剥離した状態で切り取った試料を積層し、ステージ７０℃の熱板上で、ハンドローラーにて貼り合わせて、厚さが約１．０ｍｍである試験片を得た。この試験片について、レオメーター（ＲＳ６０００、Ｈａａｋｅ社製）を用い、温度範囲２０〜２５０℃、昇温速度５℃／ｍｉｎでの粘性抵抗の変化を測定した。得られた温度−粘性抵抗曲線から、７０℃及び１２０℃における溶融粘度（Ｐａ・ｓ）をそれぞれ算出した。
＜熱伝導率＞
各実施例及び比較例において得られた剥離フィルム付フィルム状接着剤から一辺５０ｍｍ以上の四角片を切り取り、厚みが５ｍｍ以上になるように、剥離フィルムを剥離した状態で切り取った試料を重ねあわせた。この試料を、直径５０ｍｍ、厚さ５ｍｍの円盤状金型の上に置き、圧縮プレス成型機を用いて温度１５０℃、圧力２ＭＰａにおいて１０分間加熱して取り出した後、さらに乾燥機中において温度１８０℃で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、直径５０ｍｍ、厚さ５ｍｍの円盤状試験片を得た。この試験片について、熱伝導率測定装置（商品名：ＨＣ−１１０、英弘精機（株）製）を用いて、熱流計法（ＪＩＳ−Ａ１４１２に準拠）により熱伝導率（Ｗ／（ｍ・Ｋ））を測定した。
＜ウエハーラミネート評価＞
各実施例及び比較例において得られた剥離フィルム付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（８ｉｎｃｈサイズ、厚さ１００μｍ）の一方の面とフィルム状接着剤とが接するように接着させた。接着後のフィルム状接着剤とウェハとの界面におけるボイドの有無を、フィルム状接着剤側から目視にて観察し、下記評価基準に基づいて、ウエハーラミネート性評価を行った。本試験において、評価ランク「Ａ」が実用上求められるレベルである。
− 評価基準 −
Ａ：ボイドが全く観察されない。
Ｂ：ボイドが観察される。
＜ダイアタッチ性評価＞
各実施例及び比較例において得られた剥離フィルム付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（８ｉｎｃｈサイズ、厚さ１００μｍ）の一方の面に接着させた。その後、フィルム状接着剤から剥離フィルムを剥離した後、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：Ｋ−１３、古河電気工業（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−ＺＨ２０５０（２７ＨＥＤＤ）、ＤＩＳＣＯ社製／Ｚ２：ＮＢＣ−ＺＨ１２７Ｆ−ＳＥ（ＢＣ）、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１０ｍｍ×１０ｍｍのサイズになるようにダミーシリコンウェハ側からダイシングを実施して、ダミーチップを得た。
次いで、ダイボンダー（商品名：ＤＢ−８００、（株）日立ハイテクノロジーズ製）にて、前記フィルム状接着剤付ダミーチップをダイシングテープからピックアップし、１２０℃、圧力０．１ＭＰａ（荷重４００ｇｆ）、時間１．０秒の条件において、前記フィルム状接着剤付きダミーチップのフィルム状接着剤側と、リードフレーム基板（４２Ａｌｌｏｙ系、凸版印刷（株）製）の実装面側とを貼り合わせるように、熱圧着した。ここで、上記リードフレーム基板の実装面は、僅かな表面粗さを持つ金属面である。
基板上に熱圧着したフィルム状接着剤付きダミーチップについて、超音波探傷装置（ＳＡＴ）（日立パワーソリューションズ製 ＦＳ３００III）を用いて、フィルム状接着剤とリードフレーム基板実装面との界面におけるボイドの有無を観察し、下記評価基準に基づいて、ダイアタッチ性評価を行った。本試験において、評価ランク「Ａ」が合格レベルである。
− 評価基準 −
Ａ：実装した２４個の半導体チップの全てにおいてボイドが観察されない。
Ｂ：実装した２４個の半導体チップのうち少なくともいずれか１つにおいてボイドが観察される。
＜接着力評価＞
各実施例及び比較例において得られた剥離フィルム付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（８ｉｎｃｈサイズ、厚さ３５０μｍ）の一方の面に接着させた。その後、フィルム状接着剤から剥離フィルムを剥離した後、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：Ｋ−１３、古河電気工業（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−ＺＨ２０５０（２７ＨＥＤＤ）、ＤＩＳＣＯ社製／Ｚ２：ＮＢＣ−ＺＨ１２７Ｆ−ＳＥ（ＢＣ）、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２ｍｍ×２ｍｍのサイズになるようにダミーシリコンウェハ側からダイシングを実施して、ダミーチップを得た。
次いで、ダイボンダー（商品名：ＤＢ−８００、（株）日立ハイテクノロジーズ製）にて前記フィルム状接着剤付ダミーチップをダイシングテープからピックアップし、１２０℃、圧力０．１ＭＰａ（荷重４００ｇｆ）、時間１．０秒の条件において前記フィルム状接着剤付きダミーチップのフィルム状接着剤側と、リードフレーム基板（４２Ａｌｌｏｙ系、凸版印刷（株）製）の実装面側とを貼り合わせるように、熱圧着し、さらに乾燥機中において温度１２５℃で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。
基板上に接着したフィルム状接着剤付きダミーチップについて、万能型ボンドテスター（商品名：シリーズ４０００ＰＸＹ、ノードソンアドバンストテクノロジー（株））を用いて、接着したチップのリードフレーム基板に対するせん断剥離力（接着力）を測定し、以下の基準に従って評価した。本試験において、評価ランク「Ａ」が合格レベルである。
− 評価基準 −
Ａ：接着力４０ＭＰａ以上
Ｂ：接着力１０ＭＰａ以上４０ＭＰａ未満
Ｃ：接着力１０ＭＰａ未満
［無機充填剤の粒度分布の調製］
各無機充填剤について、調製法Ａ又はＢによる粒度分布の調製を行い、以降の実施例で用いた。
（無機充填剤）
ＡＯ−５０２：商品名、アドマテックス社製、アルミナフィラー、アルミナの熱伝導率：３６Ｗ／ｍ・Ｋ
ＡＳＦＰ−２０：商品名、デンカ社製、アルミナフィラー、アルミナの熱伝導率：３６Ｗ／ｍ・Ｋ
ＤＡＷ−０３：商品名、デンカ社製、アルミナフィラー、アルミナの熱伝導率：３６Ｗ／ｍ・Ｋ
ＳＣ０２８０−ＳＦ：商品名、三菱マテリアル社製、銀被覆シリコーン樹脂フィラー、銀の熱伝導率：４２９Ｗ／ｍ・Ｋ
（調製法）
調製法Ａ：無機充填剤について、１．３μｍメッシュフィルターを用いて粒度分布を調製した。
調製法Ｂ：無機充填剤について、カプセルフィルターカートリッジ（商品名：ＣＣＰＤ−１０、型番Ｃ１、１０μｍメッシュフィルター）を用いて粒度分布を調製した。
粒度分布調製前及び調製後における、平均粒径（ｄ５０）、累積分布頻度９０％時の粒径（ｄ９０）、及び、平均粒径（ｄ５０）に対する累積分布頻度９０％時の粒径（ｄ９０）の比（ｄ９０／ｄ５０）を、下記表にまとめて示す。
Figure 0006858315
［接着剤用組成物及びフィルム状接着剤の調製］
（実施例１）
トリフェニルメタン型エポキシ樹脂（商品名：ＥＰＰＮ−５０１Ｈ、質量平均分子量：１０００、軟化点：５５℃、半固体、エポキシ当量：１６７ｇ／ｅｑ、日本化薬（株）製）５６質量部、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（商品名：ＹＤ−１２８、質量平均分子量：４００、軟化点：２５℃以下、液体、エポキシ当量：１９０ｇ／ｅｑ、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−５０、質量平均分子量：７００００、Ｔｇ：８４℃、新日化エポキシ製造（株）製）３０質量部及びＭＥＫ６７質量部を１０００ｍｌのセパラブルフラスコ中において温度１１０℃で２時間加熱攪拌し、樹脂ワニスを得た。
次いで、この樹脂ワニスを８００ｍｌのプラネタリーミキサーに移し、粒度分布を調製したＮｏ．１Ｂの無機充填剤２０５質量部を添加して、イミダゾール型硬化剤（商品名：２ＰＨＺ−ＰＷ、四国化成（株）製）８．５質量部、シランカップリング剤（商品名：サイラエースＳ−５１０、ＪＮＣ株式会社製）３．０質量部を加えて室温において１時間攪拌混合後、真空脱泡して混合ワニスを得た。
次いで、得られた混合ワニスを厚み３８μｍの離型処理されたＰＥＴフィルム（剥離フィルム）上に塗布して、１３０℃で１０分間加熱乾燥し、縦３００ｍｍ、横２００ｍｍ、厚みが８μｍである、剥離フィルム付フィルム状接着剤を得た。
（実施例２）
実施例１において、粒度分布を調製したＮｏ．１Ｂの無機充填剤３１３質量部、ＭＥＫ １０３質量部を用いた以外は実施例１と同様にして、実施例２の接着剤用組成物及び剥離フィルム付フィルム状接着剤を得た。
（実施例３）
実施例１において、粒度分布を調製したＮｏ．１Ｂの無機充填剤４７５質量部、ＭＥＫ １５８質量部を用いた以外は実施例１と同様にして、実施例３の接着剤用組成物及び剥離フィルム付フィルム状接着剤を得た。
（実施例４）
実施例１において、粒度分布を調製したＮｏ．２Ｂの無機充填剤２０５質量部を用いた以外は実施例１と同様にして、実施例４の接着剤用組成物及び剥離フィルム付フィルム状接着剤を得た。
（実施例５）
実施例１において、粒度分布を調製したＮｏ．２Ｂの無機充填剤３１３質量部、ＭＥＫ １０３質量部を用いた以外は実施例１と同様にして、実施例５の接着剤用組成物及び剥離フィルム付フィルム状接着剤を得た。
（実施例６）
実施例１において、粒度分布を調製したＮｏ．２Ｂの無機充填剤４７５質量部、ＭＥＫ １５８質量部を用いた以外は実施例１と同様にして、実施例６の接着剤用組成物及び剥離フィルム付フィルム状接着剤を得た。
（実施例７）
実施例１において、粒度分布を調製したＮｏ．３Ｂの無機充填剤２０５質量部、カプセルフィルターカートリッジ（商品名：ＣＣＰＤ−１０、型番Ｃ１、１０ｕｍメッシュフィルター）を用いた以外は実施例１と同様にして、実施例７の接着剤用組成物及び剥離フィルム付フィルム状接着剤を得た。
（実施例８）
実施例１において、粒度分布を調製したＮｏ．３Ｂの無機充填剤３１３質量部、ＭＥＫ １０３質量部を用いた以外は実施例１と同様にして、実施例８の接着剤用組成物及び剥離フィルム付フィルム状接着剤を得た。
（実施例９）
実施例１において、粒度分布を調製したＮｏ．３Ｂの無機充填剤４７５質量部、ＭＥＫ １５８質量部を用いた以外は実施例１と同様にして、実施例９の接着剤用組成物及び剥離フィルム付フィルム状接着剤を得た。
（実施例１０）
実施例１において、粒度分布を調製したＮｏ．４Ｂの無機充填剤３５０質量部、ＭＥＫ ８８質量部を用いた以外は実施例１と同様にして、実施例１０の接着剤用組成物及び剥離フィルム付フィルム状接着剤を得た。
（実施例１１）
実施例１において、粒度分布を調製したＮｏ．４Ｂの無機充填剤２２０質量部、ＭＥＫ ８８質量部を用いた以外は実施例１と同様にして、実施例１１の接着剤用組成物及び剥離フィルム付フィルム状接着剤を得た。
（実施例１２）
実施例１において、粒度分布を調製したＮｏ．４Ｂの無機充填剤１７０質量部、ＭＥＫ ８８質量部を用いた以外は実施例１と同様にして、実施例１２の接着剤用組成物及び剥離フィルム付フィルム状接着剤を得た。
（実施例１３）
実施例１において、粒度分布を調製したＮｏ．４Ｂの無機充填剤１２７質量部、ＭＥＫ ８８質量部を用いた以外は実施例１と同様にして、実施例１３の接着剤用組成物及び剥離フィルム付フィルム状接着剤を得た。
（比較例１）
実施例１において、粒度分布を調製していないＮｏ．１Ａの無機充填剤３１３質量部、ＭＥＫ １０３質量部を用いた以外は実施例１と同様にして、比較例１の接着剤用組成物及び剥離フィルム付フィルム状接着剤を得た。
（比較例２）
比較例１において、粒度分布を調製していないＮｏ．２Ａの無機充填剤３１３質量部を用いた以外は比較例１と同様にして、比較例２の接着剤用組成物及び剥離フィルム付フィルム状接着剤を得た。
（比較例３）
比較例１において、粒度分布を調製していないＮｏ．３Ａの無機充填剤３１３質量部を用いた以外は比較例１と同様にして、比較例３の接着剤用組成物及び剥離フィルム付フィルム状接着剤を得た。
（比較例４）
比較例１において、粒度分布を調製していないＮｏ．４Ａの無機充填剤３５０質量部を用いた以外は比較例１と同様にして、比較例４の接着剤用組成物及び剥離フィルム付フィルム状接着剤を得た。
（比較例５）
比較例５のフィルム状接着剤組成物及び剥離フィルム付フィルム状接着剤は、比較例１のフィルム状接着剤組成物及び剥離フィルム付フィルム状接着剤と同じである。
ウエハーラミネート評価、ダイアタッチ性評価及び接着力評価において、ウェハへの接着温度を７０℃から１００℃に、リードフレーム基板への熱圧着温度を１２０℃から１５０℃に変更し、評価を行った。
得られた剥離フィルム付フィルム状接着剤について、上述の通り、表面粗さ、溶融粘度、熱伝導率、ウエハーラミネート評価、ダイアタッチ性評価、及び、接着力評価を実施した。
得られた結果を接着剤用組成物及びフィルム状接着剤の組成と共に、下記表２にまとめて示す。
Figure 0006858315
Figure 0006858315
Figure 0006858315
Figure 0006858315
＜表の注＞
無機充填剤の欄における「−」は、その成分を含有していないことを意味する。
比較例５のウエハーラミネート評価、ダイアタッチ評価及び接着力評価における「＊」は、ウエハへの接着温度を７０℃から１００℃に、リードフレーム基板への熱圧着温度を１２０℃から１５０℃に変更して、それぞれの評価を行ったことを意味する。
「無機充填材料［ｖｏｌ％］」は、エポキシ樹脂（Ａ）、エポキシ樹脂硬化剤（Ｂ）、高分子成分（Ｃ）及び無機充填材（Ｄ）の各含有量の合計に占める無機充填材（Ｄ）の割合（体積％）である。
上記表２から、以下のことがわかる。
実施例１〜１３のフィルム状接着剤は、エポキシ樹脂（Ａ）、エポキシ樹脂硬化剤（Ｂ）、高分子成分（Ｃ）及び無機充填材（Ｄ）を含有し、これらの成分（Ａ）〜（Ｄ）の各含有量の合計に占める無機充填剤（Ｄ）の割合が３０〜７０体積％であり、無機充填剤（Ｄ）は平均粒径（ｄ５０）が０．１〜３．５μｍであって、平均粒径（ｄ５０）に対する累積分布頻度９０％時の粒径（ｄ９０）の比が５．０以下である、本発明の接着剤用組成物から得られる。これら実施例１〜１０のフィルム状接着剤は、熱伝導性を有しつつ、しかも、厚み８μｍと薄型フィルムでありながら、ダイアタッチ性評価ではボイドの発生が観察した全ての半導体チップにおいて観察されず、かつ、高い接着力をも示し、接着性にも優れていた。
これに対し、比較例１〜４は、平均粒径（ｄ５０）が０．１〜３．５μｍの範囲にあるものの、平均粒径（ｄ５０）に対する累積分布頻度９０％時の粒径（ｄ９０）の比が５．０を越える点で、本発明で規定する接着剤用組成物から得られるフィルム状接着剤ではない。比較例１ではダイアタッチ性評価においてボイドの発生が４個の半導体チップで観察され、比較例２ではダイアタッチ性評価においてボイドの発生が８個の半導体チップで観察され、しかも、これらの比較例１及び２では、接着力は１０ＭＰａ未満と低く、接着性に劣っていた。比較例３では、ダイアタッチ性評価においてボイドの発生が１０個の半導体チップで観察され、しかも、接着力は４０ＭＰａ未満と低く、接着性に劣っていた。比較例４では、ダイアタッチ性評価においてボイドの発生が３個の半導体チップで観察され、ボイドの発生抑制の点で、劣っていた。
一方、比較例５は、比較例１と同じフィルム状接着剤を使用し、ウェハへの接着温度を７０℃から１００℃に、リードフレーム基板への熱圧着温度を１２０℃から１５０℃に変更した例である。この比較例５では、ウェハへの接着温度及びリードフレーム基板への熱圧着温度を調整することにより、ダイアタッチ性評価においてボイドの発生が全く観察されなかったものの、接着力は１０ＭＰａ未満と低く、接着性に劣っていた。つまり、厚み１０μｍ未満の、薄型フィルム状接着剤の形態においては、ボイドの発生の有無と接着力との間には必ずしも相関関係がなく、本発明の接着剤用組成物から得られるフィルム状接着剤を用いることにより、ボイドの発生の抑制と優れた接着性とを両立することができることがわかった。
本発明をその実施態様とともに説明したが、我々は特に指定しない限り我々の発明を説明のどの細部においても限定しようとするものではなく、添付の請求の範囲に示した発明の精神と範囲に反することなく幅広く解釈されるべきであると考える。
本願は、２０１９年８月２２日に日本国で特許出願された特願２０１９−１５２３７１に基づく優先権を主張するものであり、これはここに参照してその内容を本明細書の記載の一部として取り込む。
１ 半導体ウェハ
２ フィルム状接着剤層
３ ダイシングテープ
４ 半導体チップ
５ フィルム状接着剤付き半導体チップ
６ 配線基板
７ ボンディングワイヤー
８ 封止樹脂
９ 半導体パッケージ

Claims (8)

  1. 下記接着剤用組成物により得られてなるフィルム状接着剤であって、
    該フィルム状接着剤の表面の算術平均粗さＲａが３．０μｍ以下であって、該フィルム状接着剤の厚みが１μｍ以上１０μｍ未満の範囲であることを特徴とする、フィルム状接着剤。
    ＜接着剤用組成物＞
    エポキシ樹脂（Ａ）、エポキシ樹脂硬化剤（Ｂ）、高分子成分（Ｃ）及び無機充填材（Ｄ）を含有し、
    前記高分子成分（Ｃ）がフェノキシ樹脂を含み、
    前記無機充填材（Ｄ）が、下記（１）及び（２）の条件を満たし、
    前記エポキシ樹脂（Ａ）、前記エポキシ樹脂硬化剤（Ｂ）、前記高分子成分（Ｃ）及び前記無機充填材（Ｄ）の各含有量の合計に占める前記無機充填材（Ｄ）の割合が、２０〜７０体積％である接着剤用組成物。
    （１）平均粒径（ｄ５０）が０．１〜３．５μｍである。
    （２）平均粒径（ｄ５０）に対する累積分布頻度９０％時の粒径（ｄ９０）の比が５．０以下である。
  2. 前記フィルム状接着剤を２５℃から５℃／分の昇温速度で昇温したとき、７０℃における溶融粘度が６０００〜５００００Ｐａ・ｓの範囲に達し、１２０℃における溶融粘度が５００〜１００００Ｐａ・ｓの範囲に達し、
    熱硬化後に熱伝導率１．０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の硬化体を与え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。
  3. 前記無機充填材（Ｄ）の平均粒径（ｄ５０）よりも、前記フィルム状接着剤の厚みが厚いことを特徴とする、請求項１又は２に記載のフィルム状接着剤。
  4. 前記無機充填材（Ｄ）の平均粒径（ｄ５０）よりも、前記フィルム状接着剤の厚みが４．８μｍ以上厚いことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載のフィルム状接着剤。
  5. 前記無機充填材（Ｄ）が、熱伝導性材料からなる粒子または該熱伝導性材料で表面被覆されてなる粒子であって、前記熱伝導性材料の熱伝導率が１２Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載のフィルム状接着剤。
  6. 下記接着剤用組成物を離形処理された基材フィルム上に塗工および乾燥して製造することを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載のフィルム状接着剤の製造方法。
    ＜接着剤用組成物＞
    エポキシ樹脂（Ａ）、エポキシ樹脂硬化剤（Ｂ）、高分子成分（Ｃ）及び無機充填材（Ｄ）を含有し、
    前記高分子成分（Ｃ）がフェノキシ樹脂を含み、
    前記無機充填材（Ｄ）が、下記（１）及び（２）の条件を満たし、
    前記エポキシ樹脂（Ａ）、前記エポキシ樹脂硬化剤（Ｂ）、前記高分子成分（Ｃ）及び前記無機充填材（Ｄ）の各含有量の合計に占める前記無機充填材（Ｄ）の割合が、２０〜７０体積％である接着剤用組成物。
    （１）平均粒径（ｄ５０）が０．１〜３．５μｍである。
    （２）平均粒径（ｄ５０）に対する累積分布頻度９０％時の粒径（ｄ９０）の比が５．０以下である。
  7. 表面に少なくとも１つの半導体回路が形成された半導体ウェハの裏面に、請求項１〜５のいずれか１項に記載のフィルム状接着剤を熱圧着して接着剤層を設け、この接着剤層を介してダイシングテープを設ける第１の工程と、
    前記半導体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、ダイシングテープ上に、前記半導体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取り除き、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する第３の工程と、
    前記接着剤層を熱硬化する第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。
  8. 半導体チップと配線基板、又は、半導体チップ間が、請求項１〜５のいずれか１項に記載のフィルム状接着剤の熱硬化体により接着されてなることを特徴とする、半導体パッケージ。
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