JP7351393B2 - Film adhesive for semiconductors, method for manufacturing semiconductor devices, and semiconductor devices - Google Patents

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Description

本発明は、半導体用フィルム状接着剤、半導体装置の製造方法及び半導体装置に関する。 The present invention relates to a film adhesive for semiconductors, a method for manufacturing a semiconductor device, and a semiconductor device.

従来、半導体チップと基板とを接続するには、金ワイヤ等の金属細線を用いるワイヤーボンディング方式が広く適用されている。一方、半導体装置に対する高機能化、高集積化、高速化等の要求に対応するため、半導体チップ又は基板にバンプと呼ばれる導電性突起を形成して、半導体チップと基板とを直接接続するフリップチップ接続方式(FC接続方式)が広まりつつある。 Conventionally, wire bonding methods using thin metal wires such as gold wires have been widely used to connect semiconductor chips and substrates. On the other hand, in order to meet the demands for higher functionality, higher integration, higher speed, etc. for semiconductor devices, flip chips that directly connect the semiconductor chip and substrate by forming conductive protrusions called bumps on the semiconductor chip or substrate The connection method (FC connection method) is becoming widespread.

例えば、半導体チップ及び基板間の接続に関して、BGA(Ball Grid Array)、CSP(Chip Size Package)等に盛んに用いられているCOB(Chip On Board)型の接続方式もFC接続方式に該当する。また、FC接続方式は、半導体チップ上に接続部(例えば、バンプ及び配線)を形成して、半導体チップ間を接続するCOC(Chip On Chip)型の接続方式にも広く用いられている(例えば、特許文献1参照)。 For example, regarding the connection between a semiconductor chip and a substrate, the COB (Chip On Board) type connection method, which is widely used in BGA (Ball Grid Array), CSP (Chip Size Package), etc., also corresponds to the FC connection method. Furthermore, the FC connection method is also widely used in the COC (Chip On Chip) type connection method, which connects semiconductor chips by forming connection parts (e.g. bumps and wiring) on the semiconductor chips (e.g. , see Patent Document 1).

また、更なる小型化、薄型化及び高機能化が強く要求されるパッケージでは、上述した接続方式を用いてチップを積層し多段化した、チップスタック型パッケージ、POP(Package On Package)、TSV(Through-Silicon Via)等も広く普及し始めている。このような積層・多段化技術は、半導体チップ等を三次元的に配置することから、二次元的に配置する手法と比較してパッケージを小さくできる。また、半導体の性能向上、ノイズ低減、実装面積の削減、省電力化等にも有効であることから、次世代の半導体配線技術として注目されている。 In addition, for packages that are strongly required to be smaller, thinner, and more functional, there are chip stack type packages, POP (Package On Package), TSV ( Through-Silicon Via) and the like are also beginning to become widespread. Since such stacking/multi-stage technology arranges semiconductor chips and the like three-dimensionally, the package can be made smaller compared to a two-dimensional arrangement method. Furthermore, it is attracting attention as a next-generation semiconductor wiring technology because it is effective in improving semiconductor performance, reducing noise, reducing mounting area, and saving power.

特開2008-294382号公報Japanese Patent Application Publication No. 2008-294382

ところで、フリップチップパッケージでは、高機能化及び小型化が急速に進んでいる。高機能化及び小型化に伴い、バンプの数が多くなると共に、狭ピッチ化及び狭ギャップ化が進んでいる。バンプの数が多くなり、ピッチ及びギャップが狭くなると、バンプ周辺部の空間を巻き込むトラップボイド、圧着時に樹脂流動に伴いバンプ後方部に発生するウェルドボイド等のボイドが、実装後に多く発生することがある。 Incidentally, flip chip packages are rapidly becoming more sophisticated and smaller. As devices become more sophisticated and smaller, the number of bumps increases, and the pitch and gap become narrower. As the number of bumps increases and the pitch and gap narrow, more voids may occur after mounting, such as trap voids that involve the space around the bumps, and weld voids that occur at the rear of the bumps due to resin flow during crimping. be.

また、フリップチップパッケージでは、生産性を向上させる観点から、フリップチップパッケージの組立時の圧着時間を短時間化することが求められている。圧着時間を短縮化するためには高温での圧着が必要になるが、このような高温圧着では、圧着中に半導体用フィルム状接着剤が充分に硬化し難くなるため、水分及び発泡成分によるボイド、並びに、上記巻き込みによる微小なボイドが高温によって膨張し、致命的なボイドを多く発生させる場合がある。フリップチップパッケージを長期間使用する場合には、これらのボイドを起点とし、パッケージ内部に剥離が生じることがある。このパッケージ内部の剥離が大きくなると、接続部に応力がかかりクラックが発生するため、パッケージ内部の剥離はパッケージの接続不良につながる。 Furthermore, in flip-chip packages, from the viewpoint of improving productivity, it is required to shorten the crimping time during assembly of the flip-chip package. In order to shorten the crimping time, crimping at a high temperature is necessary, but with such high temperature crimping, it becomes difficult for the film adhesive for semiconductors to harden sufficiently during crimping, so voids due to moisture and foaming components occur. In addition, the minute voids caused by the above-mentioned entrainment may expand due to high temperatures, resulting in a large number of fatal voids. When a flip chip package is used for a long period of time, peeling may occur inside the package starting from these voids. When this peeling inside the package becomes large, stress is applied to the connection part and cracks occur, so peeling inside the package leads to poor connection of the package.

また、フリップチップパッケージでは、生産性を向上させる観点から、フリップチップパッケージの組立時にウエハレベルで実装することが求められている。この場合、1枚のボトムウエハに多数のパッケージを実装することとなるため、個々のパッケージに応力がかかり、ボトムウエハに大きな反りが発生する。ボトムウエハに反りが生じた場合、次工程である封止工程でボトムウエハを吸着台に固定することが困難となり、パッケージを封止することが困難となる。 Furthermore, in flip-chip packages, from the viewpoint of improving productivity, it is required to perform mounting at the wafer level when assembling the flip-chip package. In this case, since a large number of packages are mounted on one bottom wafer, stress is applied to each package, causing large warpage in the bottom wafer. If the bottom wafer is warped, it becomes difficult to fix the bottom wafer to a suction table in the next sealing process, making it difficult to seal the package.

以上のような理由から、半導体用フィルム状接着剤には、接続信頼性の向上に加えて、ボイドの低減及び反りの低減を達成できる性能が求められている。 For the above reasons, film adhesives for semiconductors are required to have the ability to reduce voids and warp in addition to improving connection reliability.

そこで、本発明は、ウエハレベルでの実装においてもボトムウエハの反りを抑制し、圧着時間を短時間化した場合であっても、実装後にボイドなく優れた接続信頼性を得ることができる半導体用フィルム状接着剤を提供することを目的とする。また、本発明は、このような半導体用フィルム状接着剤を用いた半導体装置及びその製造方法を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has developed a semiconductor film that suppresses the warping of the bottom wafer even during wafer-level mounting and can obtain excellent connection reliability without voids after mounting, even when the crimping time is shortened. The purpose of the present invention is to provide adhesives for Another object of the present invention is to provide a semiconductor device using such a film adhesive for semiconductors and a method for manufacturing the same.

本発明者らは、単層のフィルム状接着剤における反りを低減させるために該フィルム状接着剤の硬化後の弾性率に着目して検討を行った。その結果、単層のフィルム状接着剤では、弾性率を向上させるためにフィラーの量を増加させるとボイドが発生し易くなる一方で、ボイドを低減させるために硬化剤の量を増加させると接続信頼性が低下し、接続信頼性、ボイドの低減及び反りの低減を両立することが困難であることが明らかとなった。そこで、本発明者らが更なる検討を行った結果、本発明者らは、フィルム状接着剤を、第一の接着層と該第一の接着層上に設けられた第二の接着層を備えるフィルム状接着剤とした上で、硬化後の弾性率を特定の範囲に調整することで、接続信頼性、ボイドの低減及び反りの低減を両立できることを見出し、本発明を完成させた。 The present inventors conducted studies focusing on the elastic modulus of a single layer film adhesive after curing in order to reduce warpage in the film adhesive. As a result, in a single-layer film adhesive, increasing the amount of filler to improve the elastic modulus increases the likelihood of voids, while increasing the amount of curing agent to reduce voids leads to better bonding. The reliability decreased, and it became clear that it was difficult to achieve both connection reliability, void reduction, and warpage reduction. Therefore, as a result of further study by the present inventors, the present inventors have developed a film adhesive that has a first adhesive layer and a second adhesive layer provided on the first adhesive layer. The present inventors have discovered that connection reliability, void reduction, and warpage reduction can be achieved at the same time by adjusting the elastic modulus after curing to a specific range in a film-like adhesive, and have completed the present invention.

本発明の一側面は、第一の接着層と、該第一の接着層上に設けられた第二の接着層を備え、硬化後の35℃における弾性率が3.0~5.0GPaである、半導体用フィルム状接着剤に関する。 One aspect of the present invention includes a first adhesive layer and a second adhesive layer provided on the first adhesive layer, and has an elastic modulus of 3.0 to 5.0 GPa at 35° C. after curing. This invention relates to a certain film adhesive for semiconductors.

上記半導体用フィルム状接着剤によれば、ウエハレベルでの実装においてもボトムウエハの反りを抑制し、圧着時間を短時間化した場合であっても、実装後にボイドなく優れた接続信頼性を得ることができる。また、上記半導体用フィルム状接着剤によれば、圧着時間の短時間化が可能であることから、生産性を向上させることができる。また、上記半導体用フィルム状接着剤によれば、フリップチップパッケージを容易に高機能化及び高集積化することができる。 According to the above-mentioned film adhesive for semiconductors, it is possible to suppress warping of the bottom wafer even during wafer-level mounting, and to obtain excellent connection reliability without voids after mounting even when the crimping time is shortened. I can do it. Moreover, according to the film-like adhesive for semiconductors, since the pressure bonding time can be shortened, productivity can be improved. Moreover, according to the film adhesive for semiconductors, flip chip packages can be easily made highly functional and highly integrated.

本発明の一側面は、フィラーを含む半導体用フィルム状接着剤であって、第一の接着層と、該第一の接着層上に設けられた第二の接着層を備え、フィラーの含有量が、半導体用フィルム状接着剤の全質量を基準として、30~60質量%である、半導体用フィルム状接着剤に関する。 One aspect of the present invention is a film adhesive for semiconductors containing a filler, comprising a first adhesive layer and a second adhesive layer provided on the first adhesive layer, the filler content being is 30 to 60% by mass based on the total mass of the film adhesive for semiconductors.

上記半導体用フィルム状接着剤によれば、ウエハレベルでの実装においてもボトムウエハの反りを抑制し、圧着時間を短時間化した場合であっても、実装後にボイドなく優れた接続信頼性を得ることができる。また、上記半導体用フィルム状接着剤によれば、圧着時間の短時間化が可能であることから、生産性を向上させることができる。また、上記半導体用フィルム状接着剤によれば、フリップチップパッケージを容易に高機能化及び高集積化することができる。 According to the above-mentioned film adhesive for semiconductors, it is possible to suppress warping of the bottom wafer even during wafer-level mounting, and to obtain excellent connection reliability without voids after mounting even when the crimping time is shortened. I can do it. Moreover, according to the film-like adhesive for semiconductors, since the pressure bonding time can be shortened, productivity can be improved. Moreover, according to the film adhesive for semiconductors, flip chip packages can be easily made highly functional and highly integrated.

第一の接着層及び第二の接着層の少なくとも一方は熱硬化性接着層であってよく、両方が熱硬化性接着層であってもよい。この場合、温度サイクル試験のような環境下での収縮を低減することができ、一層優れた接続信頼性が得られやすい。 At least one of the first adhesive layer and the second adhesive layer may be a thermosetting adhesive layer, or both may be thermosetting adhesive layers. In this case, shrinkage under an environment such as a temperature cycle test can be reduced, and even better connection reliability can be easily obtained.

第一の接着層及び第二の接着層の少なくとも一方がフラックス化合物を含有する熱硬化性接着層であってよい。近年、接続部の金属としては、低コスト化を目的に、腐食しにくい金等に代えて、はんだ、銅等が用いられる傾向がある。さらに、配線及びバンプの表面処理に関しても、低コスト化を目的に、腐食しにくい金等に代えて、はんだ、銅等を使用する傾向がある。特に、フリップチップパッケージでは、低コスト化が進んでいるため、腐食し絶縁性が低下しやすい金属が用いられる傾向にあるため、接続信頼性(例えば絶縁信頼性)が低下しやすい。また、上述のように、不純物の発生を抑制するためにOSP処理等の処理を行い酸化防止膜を形成する場合があるが、酸化防止膜は接続プロセス時のはんだ濡れ性の低下、接続性の低下等の原因となる場合がある。一方、第一の接着層及び第二の接着層の少なくとも一方がフラックス化合物を含有する場合、接続部の酸化膜及び不純物を除去することができ、より一層優れた接続信頼性が得られる傾向がある。 At least one of the first adhesive layer and the second adhesive layer may be a thermosetting adhesive layer containing a flux compound. In recent years, in order to reduce costs, there has been a tendency to use solder, copper, and the like as metals for connection parts instead of gold and the like, which are less likely to corrode. Furthermore, regarding the surface treatment of wiring and bumps, there is a tendency to use solder, copper, etc. instead of gold, etc., which are less likely to corrode, in order to reduce costs. In particular, in flip-chip packages, as costs continue to fall, metals that tend to corrode and deteriorate insulating properties tend to be used, which tends to reduce connection reliability (for example, insulation reliability). In addition, as mentioned above, in order to suppress the generation of impurities, an anti-oxidation film is sometimes formed by processing such as OSP treatment, but the anti-oxidation film reduces solder wettability during the connection process and reduces connectivity. It may cause deterioration etc. On the other hand, when at least one of the first adhesive layer and the second adhesive layer contains a flux compound, the oxide film and impurities at the connection part can be removed, and even better connection reliability tends to be obtained. be.

上記フラックス化合物はカルボキシル基を有していてよく、2つ以上のカルボキシル基を有していてよく、下記式(2)で表される化合物であってよい。このようなフラックス化合物を用いる場合、一層優れた接続信頼性が得られやすい。

Figure 0007351393000001

[式(2)中、R及びRは、それぞれ独立して、水素原子又は電子供与性基を示し、nは0又は1以上の整数を示す。複数存在するRは互いに同一でも異なっていてもよい。] The above-mentioned flux compound may have a carboxyl group, may have two or more carboxyl groups, and may be a compound represented by the following formula (2). When such a flux compound is used, even better connection reliability is likely to be obtained.
Figure 0007351393000001

[In formula (2), R 1 and R 2 each independently represent a hydrogen atom or an electron-donating group, and n represents an integer of 0 or 1 or more. A plurality of R 2 's may be the same or different from each other. ]

上記フラックス化合物の融点は150℃以下であってよい。この場合、熱圧着時に接着剤が硬化する前にフラックスが溶融し、はんだ等の酸化膜が還元除去されるため、一層優れた接続信頼性が得られやすい。 The melting point of the flux compound may be 150°C or lower. In this case, since the flux melts before the adhesive hardens during thermocompression bonding, and the oxide film of the solder etc. is reduced and removed, even better connection reliability is likely to be obtained.

第一の接着層及び前記第二の接着層の一方は、フラックス化合物を含有しない熱硬化性接着層であってよい。この場合、フラックス化合物を含有しない接着層がフラックス化合物による影響を受けにくいことから、該層によって接続部同士が接触してから速やかに且つ充分に硬化する特性を発現させることができ、圧着を高温且つ短時間で行う場合であってもより優れた接続信頼性(例えば絶縁信頼性)を得ることができる。 One of the first adhesive layer and the second adhesive layer may be a thermosetting adhesive layer that does not contain a flux compound. In this case, since the adhesive layer that does not contain a flux compound is not easily affected by the flux compound, it is possible to develop the property of quickly and sufficiently curing the connection parts after the connection parts come into contact with the adhesive layer, and the crimping can be performed at high temperatures. In addition, even when it is performed in a short time, it is possible to obtain better connection reliability (for example, insulation reliability).

第一の接着層及び前記第二の接着層の一方がフラックス化合物を含有しない場合、フラックス化合物を含有しない層は、ラジカル重合性化合物と熱ラジカル発生剤とを含有していてよい。この場合、硬化速度に非常に優れるため、圧着を高温且つ短時間で行った場合であってもボイドが発生し難く、より優れた接続信頼性を得ることができる。 When one of the first adhesive layer and the second adhesive layer does not contain a flux compound, the layer not containing a flux compound may contain a radically polymerizable compound and a thermal radical generator. In this case, since the curing speed is very high, even when pressure bonding is performed at high temperature and in a short time, voids are unlikely to occur, and even better connection reliability can be obtained.

上記熱ラジカル発生剤は過酸化物であってよい。この場合、一層優れた取り扱い性及び保存安定性が得られるため、一層優れた接続信頼性が得られやすい。 The thermal radical generator may be a peroxide. In this case, even better handling and storage stability can be obtained, so even better connection reliability can be easily obtained.

上記ラジカル重合性化合物は(メタ)アクリル化合物であってよい。この場合、一層優れた接続信頼性が得られやすい。 The radically polymerizable compound may be a (meth)acrylic compound. In this case, even better connection reliability is likely to be obtained.

上記(メタ)アクリル化合物はフルオレン型骨格を有してよい。この場合、一層優れた接続信頼性が得られやすい。 The (meth)acrylic compound may have a fluorene type skeleton. In this case, even better connection reliability is likely to be obtained.

第一の接着層及び前記第二の接着層の一方がフラックス化合物を含有しない熱硬化性接着層である場合、フラックス化合物を含有しない熱硬化性接着層は、エポキシ樹脂を含有していてもよい。この場合、一層優れた接続信頼性と保存安定性が得られやすい。 When one of the first adhesive layer and the second adhesive layer is a thermosetting adhesive layer that does not contain a flux compound, the thermosetting adhesive layer that does not contain a flux compound may contain an epoxy resin. . In this case, even better connection reliability and storage stability are likely to be obtained.

上記フラックス化合物を含有しない熱硬化性接着層は、潜在性硬化剤を更に含有していてよい。この場合、一層優れた接続信頼性が得られやすい。 The thermosetting adhesive layer that does not contain the flux compound may further contain a latent curing agent. In this case, even better connection reliability is likely to be obtained.

上記潜在性硬化剤はイミダゾール系硬化剤であってよい。この場合、接続部に酸化膜が生じることを抑制するフラックス活性が得られるため、一層優れた接続信頼性が得られやすい。 The latent curing agent may be an imidazole curing agent. In this case, since the flux activity that suppresses the formation of an oxide film at the connection portion is obtained, even better connection reliability is likely to be obtained.

本発明の一側面は、半導体チップ及び配線回路基板のそれぞれの接続部が互いに電気的に接続された半導体装置、又は、複数の半導体チップのそれぞれの接続部が互いに電気的に接続された半導体装置の製造方法であって、接続部の少なくとも一部を、上述した半導体用フィルム状接着剤を用いて封止する工程を備える、半導体装置の製造方法に関する。この製造方法によれば、ウエハレベルでの実装においてもボトムウエハの反りを抑制し、圧着時間を短時間化した場合であっても、実装後にボイドなく接続信頼性(例えば絶縁信頼性)に優れる半導体装置を得ることができる。つまり、上記製造方法によれば、接続信頼性(例えば絶縁信頼性)に優れる半導体装置を短時間で製造することができる。 One aspect of the present invention is a semiconductor device in which connection portions of a semiconductor chip and a printed circuit board are electrically connected to each other, or a semiconductor device in which connection portions of a plurality of semiconductor chips are electrically connected to each other. The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, which includes a step of sealing at least a portion of a connecting portion using the above-mentioned semiconductor film adhesive. According to this manufacturing method, warping of the bottom wafer is suppressed even during wafer-level mounting, and even when crimping time is shortened, semiconductors with excellent connection reliability (e.g. insulation reliability) are produced without voids after mounting. You can get the equipment. That is, according to the above manufacturing method, a semiconductor device having excellent connection reliability (for example, insulation reliability) can be manufactured in a short time.

本発明の一側面は、半導体チップ及び配線回路基板のそれぞれの接続部が互いに電気的に接続された半導体装置、又は、複数の半導体チップのそれぞれの接続部が互いに電気的に接続された半導体装置であって、接続部の少なくとも一部が、上述した半導体用フィルム状接着剤の硬化物によって封止されている、半導体装置に関する。この半導体装置では、反り及びボイドが低減されており、優れた続信頼性(例えば絶縁信頼性)が発揮される。 One aspect of the present invention is a semiconductor device in which connection portions of a semiconductor chip and a printed circuit board are electrically connected to each other, or a semiconductor device in which connection portions of a plurality of semiconductor chips are electrically connected to each other. The present invention relates to a semiconductor device in which at least a portion of a connecting portion is sealed with a cured product of the above-mentioned semiconductor film adhesive. This semiconductor device has reduced warpage and voids, and exhibits excellent continuity reliability (for example, insulation reliability).

本発明によれば、ウエハレベルでの実装においてもボトムウエハの反りを抑制し、圧着時間を短時間化した場合であっても、実装後にボイドなく優れた接続信頼性を得ることができる半導体用フィルム状接着剤を提供することができる。また、本発明によれば、このような半導体用フィルム状接着剤を用いた半導体装置及びその製造方法を提供することができる。 According to the present invention, a film for semiconductors can suppress warpage of the bottom wafer even during wafer-level mounting, and can obtain excellent connection reliability without voids after mounting even when the crimping time is shortened. adhesive can be provided. Further, according to the present invention, it is possible to provide a semiconductor device using such a film adhesive for semiconductors and a method for manufacturing the same.

図1は、本発明の半導体装置の一実施形態を示す模式断面図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing one embodiment of a semiconductor device of the present invention. 図2は、本発明の半導体装置の他の一実施形態を示す模式断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing another embodiment of the semiconductor device of the present invention. 図3は、本発明の半導体装置の他の一実施形態を示す模式断面図である。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing another embodiment of the semiconductor device of the present invention. 図4は、本発明の半導体装置の製造方法の一実施形態を模式的に示す工程断面図である。FIG. 4 is a process cross-sectional view schematically showing an embodiment of the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention.

本明細書において、「(メタ)アクリレート」とは、アクリレート、及び、それに対応するメタクリレートの少なくとも一方を意味する。「(メタ)アクリロイル」、「(メタ)アクリル酸」等の他の類似の表現においても同様である。また、「~」を用いて示された数値範囲は、「~」の前後に記載される数値をそれぞれ最小値及び最大値として含む範囲を示す。また、個別に記載した上限値及び下限値は任意に組み合わせ可能である。 As used herein, "(meth)acrylate" means at least one of acrylate and methacrylate corresponding thereto. The same applies to other similar expressions such as "(meth)acryloyl" and "(meth)acrylic acid." Furthermore, a numerical range indicated using "~" indicates a range that includes the numerical values written before and after "~" as the minimum and maximum values, respectively. Moreover, the upper limit values and lower limit values described individually can be combined arbitrarily.

以下、場合により図面を参照しつつ本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
なお、図面中、同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。また、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。さらに、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described in detail below, with reference to the drawings as the case may be.
In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and redundant explanations will be omitted. In addition, the positional relationships such as top, bottom, left, and right are based on the positional relationships shown in the drawings unless otherwise specified. Furthermore, the dimensional ratios in the drawings are not limited to the illustrated ratios.

<半導体用フィルム状接着剤>
第一実施形態の半導体用フィルム状接着剤は、第一の接着層と、該第一の接着層上に設けられた第二の接着層を備え、硬化後の35℃における弾性率が3.0~5.0GPaである。
<Film adhesive for semiconductors>
The film adhesive for semiconductors of the first embodiment includes a first adhesive layer and a second adhesive layer provided on the first adhesive layer, and has an elastic modulus of 3.5 at 35° C. after curing. It is 0 to 5.0 GPa.

第二実施形態の半導体用フィルム状接着剤は、フィラーを含む半導体用フィルム状接着剤であって、第一の接着層と、該第一の接着層上に設けられた第二の接着層を備え、フィラーの含有量が、半導体用フィルム状接着剤の全質量を基準として、30~60質量%である。 The film adhesive for semiconductors of the second embodiment is a film adhesive for semiconductors containing a filler, and includes a first adhesive layer and a second adhesive layer provided on the first adhesive layer. The filler content is 30 to 60% by mass based on the total mass of the film adhesive for semiconductors.

上記第一実施形態及び第二実施形態の半導体用フィルム状接着剤は、例えば、非導電性の接着剤(半導体用フィルム状非導電性接着剤)であり、半導体チップ及び配線回路基板のそれぞれの接続部が互いに電気的に接続された半導体装置、又は、複数の半導体チップのそれぞれの接続部が互いに電気的に接続された半導体装置において、上記接続部の少なくとも一部を封止するために用いられる。 The film adhesives for semiconductors of the first and second embodiments are, for example, non-conductive adhesives (film-like non-conductive adhesives for semiconductors), and are suitable for semiconductor chips and printed circuit boards. In a semiconductor device in which connection parts are electrically connected to each other, or in a semiconductor device in which connection parts of a plurality of semiconductor chips are electrically connected to each other, it is used for sealing at least a part of the connection part. It will be done.

上記第一実施形態及び第二実施形態の半導体用フィルム状接着剤によれば、ウエハレベルでの実装においてもボトムウエハの反りを抑制し、圧着時間(例えば、半導体チップと配線回路基板とを接合するために圧着する工程における圧着時間)を短時間化した場合(例えば、圧着時間を5秒以下とした場合)であっても、実装後にボイドなく優れた接続信頼性を得ることができる。 According to the semiconductor film adhesives of the first and second embodiments, warping of the bottom wafer can be suppressed even in wafer-level mounting, and the pressure bonding time (for example, bonding a semiconductor chip and a printed circuit board) can be suppressed. Even when the crimping time (in the crimping process) is shortened (for example, when the crimping time is 5 seconds or less), excellent connection reliability can be obtained without voids after mounting.

以下では、まず、第一実施形態の半導体用フィルム状接着剤について詳細に説明する。 Below, first, the film adhesive for semiconductors of the first embodiment will be explained in detail.

(第一実施形態)
本実施形態において、第一の接着層と第二の接着層とは、互いに異なる層であり、互いに異なる接着剤組成物により形成されている。第一の接着層及び第二の接着層の少なくとも一方は、例えば、熱硬化性樹脂組成物により形成された熱硬化性接着層(熱硬化性樹脂組成物を含む接着層)であってよく、光硬化性樹脂組成物により形成された光硬化性接着層(光硬化性樹脂組成物を含む接着層)であってもよい。温度サイクル試験のような環境下での収縮を低減することができ、一層優れた接続信頼性が得られる観点から、第一の接着層及び第二の接着層の少なくとも一方は熱硬化性の樹脂組成物からなら熱硬化性接着層であることが好ましく、両方が熱硬化性接着層であることがより好ましい。
(First embodiment)
In this embodiment, the first adhesive layer and the second adhesive layer are mutually different layers, and are formed from mutually different adhesive compositions. At least one of the first adhesive layer and the second adhesive layer may be, for example, a thermosetting adhesive layer formed from a thermosetting resin composition (an adhesive layer containing a thermosetting resin composition), It may be a photocurable adhesive layer formed of a photocurable resin composition (an adhesive layer containing a photocurable resin composition). At least one of the first adhesive layer and the second adhesive layer is made of thermosetting resin from the viewpoint of reducing shrinkage under environments such as temperature cycle tests and obtaining even better connection reliability. If it is made of a composition, it is preferably a thermosetting adhesive layer, and more preferably both are thermosetting adhesive layers.

第一の接着層及び第二の接着層は、フラックス化合物を含有する接着層であってよく、フラックス化合物を含有しない接着層であってもよい。すなわち、第一の接着層及び第二の接着層を構成する樹脂組成物は、フラックス化合物を含有する樹脂組成物(以下、「フラックス含有組成物」という。)であってよく、フラックス化合物を含有しない樹脂組成物(以下、「フラックス非含有組成物」という。)であってもよい。 The first adhesive layer and the second adhesive layer may be adhesive layers containing a flux compound, or may be adhesive layers containing no flux compound. That is, the resin composition constituting the first adhesive layer and the second adhesive layer may be a resin composition containing a flux compound (hereinafter referred to as "flux-containing composition"); It may also be a resin composition that does not contain flux (hereinafter referred to as a "flux-free composition").

一般に接続部同士の接続には、接続信頼性(例えば絶縁信頼性)を充分に確保する観点から、金属接合が用いられており、上記接続部(例えば、バンプ及び配線)に用いられる主な金属としては、はんだ、スズ、金、銀、銅、ニッケル等がある。これらの複数種の金属を含んだ導電材料も用いられている。一方、接続部に用いられる金属は、表面が酸化して酸化膜が生成してしまうこと、及び、表面に酸化物等の不純物が付着してしまうことにより、接続部の接続面に不純物が生じる場合がある。このような不純物が残存すると、半導体チップと基板との間、又は2つの半導体チップの間における接続信頼性(例えば絶縁信頼性)が低下し、上述したFC接続方式を採用するメリットが損なわれてしまうことが懸念される。そこで、これらの不純物の発生を抑制する方法として、OSP(Organic Solderbility Preservatives)処理等で知られる接続部を酸化防止膜でコーティングする方法がある。しかしながら、この酸化防止膜は接続プロセス時のはんだ濡れ性の低下、接続性の低下等の原因となる場合がある。これに対し、本実施形態において、第一の接着層及び第二の接着層の少なくとも一方がフラックス化合物を含有する接着層(例えば熱硬化性接着層)である場合、OSP処理を行うことなく、より優れた接続信頼性を得ることができる。 Generally, metal bonding is used to connect connecting parts from the viewpoint of ensuring sufficient connection reliability (e.g. insulation reliability). Examples include solder, tin, gold, silver, copper, and nickel. Conductive materials containing multiple types of these metals are also used. On the other hand, the surface of the metal used for the connection part oxidizes and an oxide film is formed, and impurities such as oxides adhere to the surface, resulting in impurities on the connection surface of the connection part. There are cases. If such impurities remain, the connection reliability (e.g. insulation reliability) between the semiconductor chip and the substrate or between two semiconductor chips will deteriorate, and the advantages of adopting the FC connection method described above will be lost. There is a concern that it will be stored away. Therefore, as a method of suppressing the generation of these impurities, there is a method of coating the connection portion with an oxidation prevention film, which is known as OSP (Organic Solderability Preservatives) treatment or the like. However, this anti-oxidation film may cause a decrease in solder wettability, a decrease in connectivity, etc. during the connection process. On the other hand, in this embodiment, when at least one of the first adhesive layer and the second adhesive layer is an adhesive layer containing a flux compound (for example, a thermosetting adhesive layer), the OSP treatment is not performed. Better connection reliability can be obtained.

更に優れた接続信頼性が得られる観点では、第一の接着層及び第二の接着層の一方のみがフラックス化合物を含有する接着層(例えば熱硬化性接着層)であり、他方がフラックス化合物を含有しない接着層(例えば熱硬化性接着層)であることが好ましい。 From the viewpoint of obtaining even better connection reliability, only one of the first adhesive layer and the second adhesive layer is an adhesive layer containing a flux compound (for example, a thermosetting adhesive layer), and the other is an adhesive layer containing a flux compound. It is preferable that the adhesive layer (for example, a thermosetting adhesive layer) does not contain any adhesive.

次に、第一の接着層及び第二の接着層を構成する樹脂組成物のうち、フラックス含有組成物及びフラックス非含有組成物について説明する。 Next, among the resin compositions constituting the first adhesive layer and the second adhesive layer, a flux-containing composition and a flux-free composition will be explained.

(フラックス含有組成物)
フラックス含有組成物は、例えば、熱硬化性樹脂組成物であり、熱硬化性成分と、フラックス化合物と、を含有する。熱硬化性成分としては、熱硬化性樹脂、硬化剤等が挙げられる。熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂(硬化剤として含有される場合を除く)、ポリイミド樹脂等が挙げられる。これらの中でも、熱硬化性樹脂がエポキシ樹脂であることが好ましい。また、本実施形態の半導体用フィルム状接着剤は、必要に応じて、重量平均分子量が10000以上の高分子成分及びフィラーを含有していてもよい。
(Flux-containing composition)
The flux-containing composition is, for example, a thermosetting resin composition, and contains a thermosetting component and a flux compound. Examples of the thermosetting component include thermosetting resins, curing agents, and the like. Examples of the thermosetting resin include epoxy resin, phenol resin (excluding cases where it is contained as a curing agent), polyimide resin, and the like. Among these, it is preferable that the thermosetting resin is an epoxy resin. Moreover, the film adhesive for semiconductors of this embodiment may contain a filler and a polymer component having a weight average molecular weight of 10,000 or more, if necessary.

以下、フラックス含有組成物が、エポキシ樹脂(以下、場合により「(a)成分」という。)と、硬化剤(以下、場合により「(b)成分」という。)と、フラックス化合物(以下、場合により「(c)成分」という。)と、必要に応じて、重量平均分子量が10000以上の高分子成分(以下、場合により「(d)成分」という。)及びフィラー(以下、場合により「(e)成分」という。)と、を含有する一実施形態について説明する。 Hereinafter, a flux-containing composition includes an epoxy resin (hereinafter referred to as "component (a)" in some cases), a curing agent (hereinafter referred to as "component (b)" in some cases), and a flux compound (hereinafter referred to in some cases as component (b)). (hereinafter referred to as "component (c)"), and if necessary, a polymer component with a weight average molecular weight of 10,000 or more (hereinafter referred to as "component (d)" as the case may be) and a filler (hereinafter, as the case may be referred to as "( An embodiment containing "e) component" will be described.

[(a)成分:エポキシ樹脂]
エポキシ樹脂としては、分子内に2個以上のエポキシ基を有するものであれば特に制限なく用いることができる。(a)成分として、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、フェノールアラルキル型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、トリフェニルメタン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂及び各種多官能エポキシ樹脂を使用することができる。これらは単独で又は2種以上の混合物として使用することができる。
[Component (a): Epoxy resin]
As the epoxy resin, any resin having two or more epoxy groups in its molecule can be used without particular limitation. Component (a) includes, for example, bisphenol A epoxy resin, bisphenol F epoxy resin, naphthalene epoxy resin, phenol novolac epoxy resin, cresol novolak epoxy resin, phenol aralkyl epoxy resin, biphenyl epoxy resin, triphenyl Methane-type epoxy resins, dicyclopentadiene-type epoxy resins, and various polyfunctional epoxy resins can be used. These can be used alone or in a mixture of two or more.

(a)成分は、高温での接続時に分解して揮発成分が発生することを抑制する観点から、接続時の温度が250℃の場合は、250℃における熱重量減少量率が5%以下のエポキシ樹脂を用いることが好ましく、接続時の温度が300℃の場合は、300℃における熱重量減少量率が5%以下のエポキシ樹脂を用いることが好ましい。 In order to suppress the generation of volatile components due to decomposition during connection at high temperatures, component (a) must have a thermogravimetric loss rate of 5% or less at 250℃ when the connection temperature is 250℃. It is preferable to use an epoxy resin, and when the temperature at the time of connection is 300°C, it is preferable to use an epoxy resin whose thermal weight loss rate at 300°C is 5% or less.

(a)成分の含有量は、高耐熱性の観点から、フラックス含有組成物の全質量基準で、例えば5質量%以上であり、好ましくは10質量%以上であり、より好ましくは15質量%以上である。(a)成分の含有量は、フィルム加工性の観点から、フラックス含有組成物の全質量基準で、例えば75質量%以下、50質量%以下、45質量%以下又は35質量%以下である。これらの観点から、(a)成分の含有量は、例えば5~75質量%、10~50質量%、15~45質量%又は15~35質量%である。 From the viewpoint of high heat resistance, the content of component (a) is, for example, 5% by mass or more, preferably 10% by mass or more, more preferably 15% by mass or more, based on the total mass of the flux-containing composition. It is. From the viewpoint of film processability, the content of component (a) is, for example, 75% by mass or less, 50% by mass or less, 45% by mass or less, or 35% by mass or less, based on the total mass of the flux-containing composition. From these viewpoints, the content of component (a) is, for example, 5 to 75% by weight, 10 to 50% by weight, 15 to 45% by weight, or 15 to 35% by weight.

[(b)成分:硬化剤]
(b)成分としては、例えば、フェノール樹脂系硬化剤、酸無水物系硬化剤、アミン系硬化剤、イミダゾール系硬化剤及びホスフィン系硬化剤が挙げられる。(b)成分がフェノール性水酸基、酸無水物、アミン類又はイミダゾール類を含むと、接続部に酸化膜が生じることを抑制するフラックス活性を示し、接続信頼性・絶縁信頼性を向上させることができる。このような効果がより得られやすい観点から、イミダゾール系硬化剤がより好ましく用いられる。以下、各硬化剤について説明する。
[Component (b): Curing agent]
Examples of the component (b) include phenolic resin curing agents, acid anhydride curing agents, amine curing agents, imidazole curing agents, and phosphine curing agents. If the component (b) contains phenolic hydroxyl groups, acid anhydrides, amines, or imidazoles, it exhibits flux activity that suppresses the formation of an oxide film at the connection area, improving connection reliability and insulation reliability. can. From the viewpoint that such effects can be more easily obtained, imidazole curing agents are more preferably used. Each curing agent will be explained below.

(i)フェノール樹脂系硬化剤
フェノール樹脂系硬化剤としては、分子内に2個以上のフェノール性水酸基を有するものであれば特に制限はなく、例えば、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、フェノールアラルキル樹脂、クレゾールナフトールホルムアルデヒド重縮合物、トリフェニルメタン型多官能フェノール樹脂及び各種多官能フェノール樹脂を使用することができる。これらは単独で又は2種以上の混合物として使用することができる。
(i) Phenolic resin curing agent There is no particular restriction on the phenolic resin curing agent as long as it has two or more phenolic hydroxyl groups in the molecule, such as phenol novolak resin, cresol novolac resin, phenol aralkyl resin. , cresol naphthol formaldehyde polycondensate, triphenylmethane type polyfunctional phenol resin, and various polyfunctional phenol resins can be used. These can be used alone or in a mixture of two or more.

上記(a)成分に対するフェノール樹脂系硬化剤の当量比(フェノール樹脂系硬化剤が有するフェノール性水酸基のモル数/(a)成分が有するエポキシ基のモル数)は、良好な硬化性、接着性及び保存安定性の観点から、0.3~1.5が好ましく、0.4~1.0がより好ましく、0.5~1.0が更に好ましい。当量比が0.3以上であると、硬化性が向上し接着力が向上する傾向があり、1.5以下であると未反応のフェノール性水酸基が過剰に残存することがなく、吸水率が低く抑えられ、絶縁信頼性が向上する傾向がある。 The equivalent ratio of the phenolic resin curing agent to the above component (a) (number of moles of phenolic hydroxyl groups contained in the phenolic resin curing agent/number of moles of epoxy groups contained in component (a)) provides good curability and adhesive properties. From the viewpoint of storage stability, it is preferably 0.3 to 1.5, more preferably 0.4 to 1.0, and even more preferably 0.5 to 1.0. When the equivalence ratio is 0.3 or more, curability tends to improve and adhesive strength improves, and when it is 1.5 or less, unreacted phenolic hydroxyl groups do not remain excessively, and the water absorption rate decreases. It tends to be kept low and insulation reliability is improved.

(ii)酸無水物系硬化剤
酸無水物系硬化剤としては、例えば、メチルシクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物及びエチレングリコールビスアンヒドロトリメリテートを使用することができる。これらは単独で又は2種以上の混合物として使用することができる。
(ii) Acid anhydride curing agent Examples of the acid anhydride curing agent include methylcyclohexanetetracarboxylic dianhydride, trimellitic anhydride, pyromellitic anhydride, benzophenonetetracarboxylic dianhydride, and ethylene glycol dianhydride. Anhydrotrimellitate can be used. These can be used alone or in a mixture of two or more.

上記(a)成分に対する酸無水物系硬化剤の当量比(酸無水物系硬化剤が有する酸無水物基のモル数/(a)成分が有するエポキシ基のモル数)は、良好な硬化性、接着性及び保存安定性の観点から、0.3~1.5が好ましく、0.4~1.0がより好ましく、0.5~1.0が更に好ましい。当量比が0.3以上であると、硬化性が向上し接着力が向上する傾向があり、1.5以下であると未反応の酸無水物が過剰に残存することがなく、吸水率が低く抑えられ、絶縁信頼性が向上する傾向がある。 The equivalent ratio of the acid anhydride curing agent to the above component (a) (number of moles of acid anhydride groups possessed by the acid anhydride curing agent/number of moles of epoxy groups possessed by component (a)) indicates good curability. , from the viewpoint of adhesiveness and storage stability, preferably 0.3 to 1.5, more preferably 0.4 to 1.0, and even more preferably 0.5 to 1.0. When the equivalence ratio is 0.3 or more, curability tends to improve and adhesive strength improves, and when it is 1.5 or less, unreacted acid anhydride does not remain excessively, and the water absorption rate decreases. It tends to be kept low and insulation reliability is improved.

(iii)アミン系硬化剤
アミン系硬化剤としては、例えばジシアンジアミドを使用することができる。
(iii) Amine curing agent As the amine curing agent, for example, dicyandiamide can be used.

上記(a)成分に対するアミン系硬化剤の当量比(アミン系硬化剤が有する活性水素基のモル数/(a)成分が有するエポキシ基のモル数)は、良好な硬化性、接着性及び保存安定性の観点から0.3~1.5が好ましく、0.4~1.0がより好ましく、0.5~1.0が更に好ましい。当量比が0.3以上であると、硬化性が向上し接着力が向上する傾向があり、1.5以下であると未反応のアミンが過剰に残存することがなく、絶縁信頼性が向上する傾向がある。 The equivalent ratio of the amine curing agent to the above component (a) (number of moles of active hydrogen groups in the amine curing agent/number of moles of epoxy groups in component (a)) is important for good curability, adhesion and storage. From the viewpoint of stability, it is preferably 0.3 to 1.5, more preferably 0.4 to 1.0, even more preferably 0.5 to 1.0. When the equivalence ratio is 0.3 or more, curability tends to improve and adhesive strength improves, and when it is 1.5 or less, unreacted amine does not remain excessively, improving insulation reliability. There is a tendency to

(iv)イミダゾール系硬化剤
イミダゾール系硬化剤としては、例えば、2-フェニルイミダゾール、2-フェニル-4-メチルイミダゾール、1-ベンジル-2-メチルイミダゾール、1-ベンジル-2-フェニルイミダゾール、1-シアノエチル-2-ウンデシルイミダゾール、1-シアノ-2-フェニルイミダゾール、1-シアノエチル-2-ウンデシルイミダゾールトリメリテイト、1-シアノエチル-2-フェニルイミダゾリウムトリメリテイト、2,4-ジアミノ-6-[2’-メチルイミダゾリル-(1’)]-エチル-s-トリアジン、2,4-ジアミノ-6-[2’-ウンデシルイミダゾリル-(1’)]-エチル-s-トリアジン、2,4-ジアミノ-6-[2’-エチル-4’-メチルイミダゾリル-(1’)]-エチル-s-トリアジン、2,4-ジアミノ-6-[2’-メチルイミダゾリル-(1’)]-エチル-s-トリアジンイソシアヌル酸付加体、2-フェニルイミダゾールイソシアヌル酸付加体、2-フェニル-4,5-ジヒドロキシメチルイミダゾール、2-フェニル-4-メチル-5-ヒドロキシメチルイミダゾール、及び、エポキシ樹脂とイミダゾール類の付加体が挙げられる。これらの中でも、優れた硬化性、保存安定性及び接続信頼性の観点から、1-シアノエチル-2-ウンデシルイミダゾール、1-シアノ-2-フェニルイミダゾール、1-シアノエチル-2-ウンデシルイミダゾールトリメリテイト、1-シアノエチル-2-フェニルイミダゾリウムトリメリテイト、2,4-ジアミノ-6-[2’-メチルイミダゾリル-(1’)]-エチル-s-トリアジン、2,4-ジアミノ-6-[2’-エチル-4’-メチルイミダゾリル-(1’)]-エチル-s-トリアジン、2,4-ジアミノ-6-[2’-メチルイミダゾリル-(1’)]-エチル-s-トリアジンイソシアヌル酸付加体、2-フェニルイミダゾールイソシアヌル酸付加体、2-フェニル-4,5-ジヒドロキシメチルイミダゾール及び2-フェニル-4-メチル-5-ヒドロキシメチルイミダゾールが好ましい。これらは単独で又は2種以上を併用して用いることができる。また、これらをマイクロカプセル化した潜在性硬化剤としてもよい。
(iv) Imidazole curing agent Examples of the imidazole curing agent include 2-phenylimidazole, 2-phenyl-4-methylimidazole, 1-benzyl-2-methylimidazole, 1-benzyl-2-phenylimidazole, 1- Cyanoethyl-2-undecylimidazole, 1-cyano-2-phenylimidazole, 1-cyanoethyl-2-undecylimidazole trimellitate, 1-cyanoethyl-2-phenylimidazolium trimellitate, 2,4-diamino-6 -[2'-Methylimidazolyl-(1')]-ethyl-s-triazine, 2,4-diamino-6-[2'-undecylimidazolyl-(1')]-ethyl-s-triazine, 2, 4-Diamino-6-[2'-ethyl-4'-methylimidazolyl-(1')]-ethyl-s-triazine, 2,4-diamino-6-[2'-methylimidazolyl-(1')] -Ethyl-s-triazine isocyanuric acid adduct, 2-phenylimidazole isocyanuric acid adduct, 2-phenyl-4,5-dihydroxymethylimidazole, 2-phenyl-4-methyl-5-hydroxymethylimidazole, and epoxy resin and adducts of imidazoles. Among these, 1-cyanoethyl-2-undecylimidazole, 1-cyano-2-phenylimidazole, 1-cyanoethyl-2-undecylimidazole trimeri Tate, 1-cyanoethyl-2-phenylimidazolium trimellitate, 2,4-diamino-6-[2'-methylimidazolyl-(1')]-ethyl-s-triazine, 2,4-diamino-6- [2'-ethyl-4'-methylimidazolyl-(1')]-ethyl-s-triazine, 2,4-diamino-6-[2'-methylimidazolyl-(1')]-ethyl-s-triazine Isocyanuric acid adducts, 2-phenylimidazole isocyanuric acid adducts, 2-phenyl-4,5-dihydroxymethylimidazole and 2-phenyl-4-methyl-5-hydroxymethylimidazole are preferred. These can be used alone or in combination of two or more. Alternatively, these may be used as latent curing agents that are microencapsulated.

イミダゾール系硬化剤の含有量は、(a)成分100質量部に対して、0.1質量部以上が好ましい。イミダゾール系硬化剤の含有量が0.1質量部以上であると硬化性が向上する傾向がある。また、イミダゾール系硬化剤の含有量は、20質量部以下が好ましく、10質量部がより好ましい。イミダゾール系硬化剤の含有量が20質量部以下であると、圧着時におけるフラックス含有組成物の流動性を確保することができ、接続部間のフラックス含有組成物を充分に排除することができる。その結果、フラックス含有組成物がはんだと接続部との間に介入した状態で硬化することが抑制されるため、接続不良が発生しにくい傾向がある。これらの観点から、イミダゾール系硬化剤の含有量は、(a)成分100質量部に対して、0.1~20質量部が好ましく、0.1~10質量部がより好ましい。 The content of the imidazole curing agent is preferably 0.1 part by mass or more based on 100 parts by mass of component (a). When the content of the imidazole curing agent is 0.1 part by mass or more, curability tends to improve. Further, the content of the imidazole curing agent is preferably 20 parts by mass or less, more preferably 10 parts by mass. When the content of the imidazole curing agent is 20 parts by mass or less, the fluidity of the flux-containing composition during pressure bonding can be ensured, and the flux-containing composition between the connecting parts can be sufficiently removed. As a result, since the flux-containing composition is prevented from curing while intervening between the solder and the connection portion, connection failures tend to be less likely to occur. From these viewpoints, the content of the imidazole curing agent is preferably 0.1 to 20 parts by weight, more preferably 0.1 to 10 parts by weight, based on 100 parts by weight of component (a).

(v)ホスフィン系硬化剤
ホスフィン系硬化剤としては、例えば、トリフェニルホスフィン、テトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレート、テトラフェニルホスホニウムテトラ(4-メチルフェニル)ボレート及びテトラフェニルホスホニウム(4-フルオロフェニル)ボレートが挙られる。
(v) Phosphine curing agent Examples of the phosphine curing agent include triphenylphosphine, tetraphenylphosphonium tetraphenylborate, tetraphenylphosphonium tetra(4-methylphenyl)borate, and tetraphenylphosphonium(4-fluorophenyl)borate. mentioned.

ホスフィン系硬化剤の含有量は、(a)成分100質量部に対して、0.1~10質量部が好ましく、0.1~5質量部がより好ましい。ホスフィン系硬化剤の含有量が0.1質量部以上であると硬化性が向上する傾向があり、10質量部以下であると金属接合が形成される前にフラックス含有組成物が硬化することがなく、接続不良が発生しにくい傾向がある。 The content of the phosphine curing agent is preferably 0.1 to 10 parts by weight, more preferably 0.1 to 5 parts by weight, based on 100 parts by weight of component (a). When the content of the phosphine curing agent is 0.1 part by mass or more, the curability tends to improve, and when the content is 10 parts by mass or less, the flux-containing composition may harden before a metal bond is formed. Therefore, connection failures tend to occur less easily.

フェノール樹脂系硬化剤、酸無水物系硬化剤及びアミン系硬化剤は、それぞれ1種を単独で又は2種以上の混合物として使用することができる。イミダゾール系硬化剤及びホスフィン系硬化剤はそれぞれ単独で用いてもよいが、フェノール樹脂系硬化剤、酸無水物系硬化剤又はアミン系硬化剤と共に用いてもよい。 The phenolic resin curing agent, the acid anhydride curing agent, and the amine curing agent can each be used singly or as a mixture of two or more. The imidazole curing agent and the phosphine curing agent may be used alone, or may be used together with a phenol resin curing agent, an acid anhydride curing agent, or an amine curing agent.

フラックス含有組成物が(b)成分として、フェノール樹脂系硬化剤、酸無水物系硬化剤又はアミン系硬化剤を含む場合、酸化膜を除去するフラックス活性を示し、接続信頼性をより向上することができる。 When the flux-containing composition contains a phenolic resin curing agent, an acid anhydride curing agent, or an amine curing agent as component (b), it exhibits flux activity to remove an oxide film and further improves connection reliability. I can do it.

[(c)成分:フラックス化合物]
(c)成分は、フラックス活性を有する化合物であり、フラックス含有組成物において、フラックス化合物として機能する。(c)成分としては、はんだなどの表面の酸化膜を還元除去して、金属接合を容易にするものであれば、特に制限なく公知のものを用いることができる。(c)成分としては、フラックス化合物の1種を単独で用いてもよく、フラックス化合物の2種以上を併用してもよい。ただし、(c)成分には、(b)成分である硬化剤は含まれない。
[Component (c): flux compound]
Component (c) is a compound having flux activity, and functions as a flux compound in the flux-containing composition. As the component (c), any known component can be used without particular limitation as long as it reduces and removes the oxide film on the surface of the solder or the like and facilitates metal bonding. As component (c), one type of flux compound may be used alone, or two or more types of flux compounds may be used in combination. However, component (c) does not include the curing agent that is component (b).

フラックス化合物は、充分なフラックス活性が得られ、より優れた接続信頼性が得られる観点から、カルボキシル基を有することが好ましく、2以上のカルボキシル基を有することがより好ましい。この中でも、カルボキシル基を2つ有する化合物が好ましい。カルボキシル基を2つ有する化合物は、カルボキシル基を1つ有する化合物(モノカルボン酸)と比較して、接続時の高温によっても揮発し難く、ボイドの発生を一層抑制できる。また、カルボキシル基を2つ有する化合物を用いると、カルボキシル基を3つ以上有する化合物を用いた場合と比較して、保管時・接続作業時等における半導体用フィルム状接着剤の粘度上昇を一層抑制することができ、半導体装置の接続信頼性を一層向上させることができる。 The flux compound preferably has a carboxyl group, and more preferably has two or more carboxyl groups, from the viewpoint of obtaining sufficient flux activity and better connection reliability. Among these, compounds having two carboxyl groups are preferred. A compound having two carboxyl groups is less likely to volatilize even at high temperatures during connection than a compound having one carboxyl group (monocarboxylic acid), and can further suppress the generation of voids. Additionally, when a compound with two carboxyl groups is used, the increase in viscosity of semiconductor film adhesives during storage and connection work is further suppressed compared to when a compound with three or more carboxyl groups is used. Therefore, the connection reliability of the semiconductor device can be further improved.

カルボキシル基を有するフラックス化合物としては、下記式(1)で表される基を有する化合物が好ましく用いられる。

Figure 0007351393000002
As the flux compound having a carboxyl group, a compound having a group represented by the following formula (1) is preferably used.
Figure 0007351393000002

式(1)中、Rは、水素原子又は電子供与性基を示す。 In formula (1), R 1 represents a hydrogen atom or an electron donating group.

耐リフロー性に優れる観点及び接続信頼性に更に優れる観点では、Rが電子供与性であることが好ましい。本実施形態では、フラックス含有組成物が、エポキシ樹脂及び硬化剤を含有した上で、式(1)で表される基を有する化合物のうち、Rが電子供与性基である化合物を更に含有することにより、金属接合するフリップチップ接続方式において半導体用フィルム状接着剤として適用した場合であっても、耐リフロー性及び接続信頼性により優れる半導体装置の作製が可能となる。 From the viewpoint of excellent reflow resistance and further excellent connection reliability, R 1 is preferably electron-donating. In this embodiment, the flux-containing composition contains an epoxy resin and a curing agent, and further contains a compound in which R 1 is an electron-donating group among compounds having a group represented by formula (1). By doing so, even when applied as a film adhesive for semiconductors in a flip-chip connection method for metal bonding, it is possible to manufacture a semiconductor device with excellent reflow resistance and connection reliability.

耐リフロー性の向上には、高温における吸湿後の接着力の低下を抑制することが必要である。従来、フラックス化合物としてカルボン酸が用いられているが、従来のフラックス化合物では、以下の理由により接着力の低下が生じていると、本発明者らは考えている。 In order to improve reflow resistance, it is necessary to suppress a decrease in adhesive strength after moisture absorption at high temperatures. Conventionally, carboxylic acids have been used as flux compounds, but the present inventors believe that the adhesive strength of conventional flux compounds decreases due to the following reasons.

通常、エポキシ樹脂と硬化剤とが反応して硬化反応が進むが、この際にフラックス化合物であるカルボン酸が当該硬化反応に取り込まれる。すなわち、エポキシ樹脂のエポキシ基とフラックス化合物のカルボキシル基とが反応することにより、エステル結合が形成される場合がある。このエステル結合は、吸湿等による加水分解等を生じやすく、このエステル結合の分解が、吸湿後の接着力の低下の一因であると考えられる。 Usually, the epoxy resin and the curing agent react and the curing reaction proceeds, and at this time, carboxylic acid, which is a flux compound, is incorporated into the curing reaction. That is, an ester bond may be formed by the reaction between the epoxy group of the epoxy resin and the carboxyl group of the flux compound. This ester bond is susceptible to hydrolysis due to moisture absorption, etc., and decomposition of this ester bond is considered to be one of the reasons for the decrease in adhesive strength after moisture absorption.

これに対して、式(1)で表される基を有する化合物のうち、Rが電子供与性基である基を有する化合物、すなわち、近傍に電子供与性基を備えたカルボキシル基を有する化合物を含有する場合、カルボキシル基によりフラックス活性が充分に得られると共に、上述のエステル結合が形成された場合であっても、電子供与性基によりエステル結合部の電子密度があがりエステル結合の分解が抑制される。また、カルボキシル基の近傍に置換基(電子供与性基)が存在するため、立体障害により、カルボキシル基とエポキシ樹脂との反応が抑制され、エステル結合が生成し難くなっていると考えられる。 On the other hand, among compounds having a group represented by formula (1), a compound having a group in which R 1 is an electron donating group, that is, a compound having a carboxyl group with an electron donating group in the vicinity. When containing, sufficient flux activity is obtained due to the carboxyl group, and even if the above-mentioned ester bond is formed, the electron density of the ester bond increases due to the electron donating group, suppressing the decomposition of the ester bond. be done. Furthermore, since a substituent (electron donating group) exists near the carboxyl group, it is thought that steric hindrance suppresses the reaction between the carboxyl group and the epoxy resin, making it difficult to form an ester bond.

これらの理由により、式(1)で表される基を有する化合物のうち、Rが電子供与性基である化合物を更に含有するフラックス含有組成物を用いる場合、吸湿等による組成変化が生じにくく、優れた接着力が維持される。また、上述の作用は、エポキシ樹脂と硬化剤との硬化反応がフラックス化合物により阻害されにくい、ということもでき、当該作用により、エポキシ樹脂と硬化剤との硬化反応の充分な進行による接続信頼性の向上という効果も期待できる。 For these reasons, when using a flux-containing composition that further contains a compound in which R 1 is an electron-donating group among compounds having a group represented by formula (1), compositional changes due to moisture absorption etc. are less likely to occur. , excellent adhesion is maintained. In addition, the above-mentioned effect can be said to mean that the curing reaction between the epoxy resin and the curing agent is less likely to be inhibited by the flux compound. It can also be expected to have the effect of improving

電子供与性基の電子供与性が強くなると、上述のエステル結合の分解を抑制する効果が得られ易くなる傾向にある。また、電子供与性基の立体障害が大きいと、上述のカルボキシル基とエポキシ樹脂との反応を抑制する効果が得られ易くなる。電子供与性基は、電子供与性及び立体障害をバランス良く有していることが好ましい。 When the electron-donating property of the electron-donating group becomes stronger, the above-mentioned effect of suppressing the decomposition of the ester bond tends to be more easily obtained. Moreover, when the steric hindrance of the electron-donating group is large, the effect of suppressing the reaction between the above-mentioned carboxyl group and the epoxy resin can be easily obtained. The electron donating group preferably has electron donating properties and steric hindrance in a well-balanced manner.

電子供与性基としては、例えば、アルキル基、水酸基、アミノ基、アルコキシ基及びアルキルアミノ基が挙げられる。電子供与性基としては、他の成分(例えば、(a)成分のエポキシ樹脂)と反応しにくい基が好ましく、具体的には、アルキル基、水酸基又はアルコキシ基が好ましく、アルキル基がより好ましい。 Examples of the electron-donating group include an alkyl group, a hydroxyl group, an amino group, an alkoxy group, and an alkylamino group. The electron-donating group is preferably a group that does not easily react with other components (for example, the epoxy resin of component (a)), and specifically, an alkyl group, a hydroxyl group, or an alkoxy group is preferable, and an alkyl group is more preferable.

アルキル基としては、炭素数1~10のアルキル基が好ましく、炭素数1~5のアルキル基がより好ましい。アルキル基の炭素数は、多いほど電子供与性及び立体障害が大きくなる傾向にある。炭素数が上記範囲であるアルキル基は、電子供与性及び立体障害のバランスに優れるため、当該アルキル基によれば、本発明の効果が一層顕著に奏される。 The alkyl group is preferably an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. As the number of carbon atoms in the alkyl group increases, electron donating properties and steric hindrance tend to increase. Since an alkyl group having a carbon number within the above range has an excellent balance of electron donating properties and steric hindrance, the effects of the present invention are more prominently exhibited by the alkyl group.

また、アルキル基は、直鎖状であっても分岐状であってもよく、直鎖状であることが好ましい。アルキル基が直鎖状であるとき、電子供与性及び立体障害のバランスの観点から、アルキル基の炭素数は、フラックス化合物の主鎖の炭素数以下であることが好ましい。例えば、フラックス化合物が下記式(2)で表される化合物であり、電子供与性基が直鎖状のアルキル基であるとき、当該アルキル基の炭素数は、フラックス化合物の主鎖の炭素数(n+1)以下であることが好ましい。 Furthermore, the alkyl group may be linear or branched, and is preferably linear. When the alkyl group is linear, the number of carbon atoms in the alkyl group is preferably equal to or less than the number of carbon atoms in the main chain of the flux compound from the viewpoint of the balance between electron donating property and steric hindrance. For example, when the flux compound is a compound represented by the following formula (2) and the electron donating group is a linear alkyl group, the number of carbon atoms in the alkyl group is the number of carbon atoms in the main chain of the flux compound ( n+1) or less is preferable.

アルコキシ基としては、炭素数1~10のアルコキシ基が好ましく、炭素数1~5のアルコキシ基がより好ましい。アルコキシ基の炭素数は、多いほど電子供与性及び立体障害が大きくなる傾向がある。炭素数が上記範囲であるアルコキシ基は、電子供与性及び立体障害のバランスに優れるため、当該アルコキシ基によれば、本発明の効果が一層顕著に奏される。 The alkoxy group is preferably an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, more preferably an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms. As the number of carbon atoms in the alkoxy group increases, electron donating properties and steric hindrance tend to increase. Since an alkoxy group having a carbon number within the above range has an excellent balance of electron donating properties and steric hindrance, the effects of the present invention are more prominently exhibited by the alkoxy group.

また、アルコキシ基のアルキル基部分は、直鎖状であっても分岐状であってもよく、直鎖状であることが好ましい。アルコキシ基が直鎖状であるとき、電子供与性及び立体障害のバランスの観点から、アルコキシ基の炭素数は、フラックス化合物の主鎖の炭素数以下であることが好ましい。例えば、フラックス化合物が下記式(2)で表される化合物であり、電子供与性基が直鎖状のアルコキシ基であるとき、当該アルコキシ基の炭素数は、フラックス化合物の主鎖の炭素数(n+1)以下であることが好ましい。 Further, the alkyl group portion of the alkoxy group may be linear or branched, and is preferably linear. When the alkoxy group is linear, the number of carbon atoms in the alkoxy group is preferably equal to or less than the number of carbon atoms in the main chain of the flux compound from the viewpoint of the balance between electron donating property and steric hindrance. For example, when the flux compound is a compound represented by the following formula (2) and the electron donating group is a linear alkoxy group, the number of carbon atoms in the alkoxy group is the number of carbon atoms in the main chain of the flux compound ( n+1) or less is preferable.

アルキルアミノ基としては、モノアルキルアミノ基、ジアルキルアミノ基が挙げられる。モノアルキルアミノ基としては、炭素数1~10のモノアルキルアミノ基が好ましく、炭素数1~5のモノアルキルアミノ基がより好ましい。モノアルキルアミノ基のアルキル基部分は、直鎖状であっても分岐状であってもよく、直鎖状であることが好ましい。 Examples of the alkylamino group include a monoalkylamino group and a dialkylamino group. The monoalkylamino group is preferably a monoalkylamino group having 1 to 10 carbon atoms, more preferably a monoalkylamino group having 1 to 5 carbon atoms. The alkyl group portion of the monoalkylamino group may be linear or branched, and is preferably linear.

ジアルキルアミノ基としては、炭素数2~20のジアルキルアミノ基が好ましく、炭素数2~10のジアルキルアミノ基がより好ましい。ジアルキルアミノ基のアルキル基部分は、直鎖状であっても分岐状であってもよく、直鎖状であることが好ましい。 The dialkylamino group is preferably a dialkylamino group having 2 to 20 carbon atoms, more preferably a dialkylamino group having 2 to 10 carbon atoms. The alkyl group portion of the dialkylamino group may be linear or branched, and is preferably linear.

カルボキシル基を2つ有するフラックス化合物としては、下記式(2)で表される化合物を好適に用いることができる。下記式(2)で表される化合物によれば、半導体装置の耐リフロー性及び接続信頼性を一層向上させることができる。 As the flux compound having two carboxyl groups, a compound represented by the following formula (2) can be suitably used. According to the compound represented by the following formula (2), the reflow resistance and connection reliability of the semiconductor device can be further improved.

Figure 0007351393000003
Figure 0007351393000003

式(2)中、R及びRは、それぞれ独立して水素原子又は電子供与性基を示し、nは0又は1以上の整数を示す。複数存在するRは互いに同一でも異なっていてもよい。 In formula (2), R 1 and R 2 each independently represent a hydrogen atom or an electron-donating group, and n represents an integer of 0 or 1 or more. A plurality of R 2 's may be the same or different from each other.

は式(1)におけるRと同義である。また、Rによって示される電子供与性は、Rとして説明した上述の電子供与性基の例と同じである。式(1)で説明した理由と同様の理由から、式(2)中のRは電子供与性基であることが好ましい。 R 1 has the same meaning as R 1 in formula (1). Further, the electron donating property represented by R 2 is the same as the above-mentioned example of the electron donating group explained as R 1 . For the same reason as explained in formula (1), R 1 in formula (2) is preferably an electron donating group.

式(2)におけるnは、1以上であることが好ましい。nが1以上であると、nが0である場合と比較して、接続時の高温によってもフラックス化合物が揮発し難く、ボイドの発生を一層抑制することができる。また、式(2)におけるnは、15以下であることが好ましく、11以下であることがより好ましく、6以下又は4以下であってもよい。nが15以下であると、一層優れた接続信頼性が得られる。 It is preferable that n in Formula (2) is 1 or more. When n is 1 or more, compared to the case where n is 0, the flux compound is less likely to volatilize even at high temperatures during connection, and the generation of voids can be further suppressed. Further, n in formula (2) is preferably 15 or less, more preferably 11 or less, and may be 6 or less or 4 or less. When n is 15 or less, even better connection reliability can be obtained.

また、フラックス化合物としては、下記式(3)で表される化合物がより好適である。下記式(3)で表される化合物によれば、半導体装置の耐リフロー性及び接続信頼性をより一層向上させることができる。 Further, as the flux compound, a compound represented by the following formula (3) is more suitable. According to the compound represented by the following formula (3), the reflow resistance and connection reliability of the semiconductor device can be further improved.

Figure 0007351393000004
Figure 0007351393000004

式(3)中、R及びRは、それぞれ独立して、水素原子又は電子供与性基を示し、mは0又は1以上の整数を示す。 In formula (3), R 1 and R 2 each independently represent a hydrogen atom or an electron-donating group, and m represents an integer of 0 or 1 or more.

式(3)におけるmは、10以下であることが好ましく、5以下であることがより好ましく、3以下であることが更に好ましい。mが10以下であると、一層優れた接続信頼性が得られる。 m in formula (3) is preferably 10 or less, more preferably 5 or less, and even more preferably 3 or less. When m is 10 or less, even better connection reliability can be obtained.

式(3)において、R及びRは、水素原子であっても電子供与性基であってもよい。一層優れた接続信頼性が得られる観点から、R及びRの少なくとも一方は電子供与性基であることが好ましい。Rが電子供与性基であり、Rが水素原子であると、融点が低くなる傾向があり、半導体装置の接続信頼性をより向上させることができる場合がある。また、RとRとが異なる電子供与性基であると、RとRとが同じ電子供与性基である場合と比較して、融点が低くなる傾向があり、半導体装置の接続信頼性をより向上させることができる場合がある。 In formula (3), R 1 and R 2 may be a hydrogen atom or an electron donating group. From the viewpoint of obtaining even better connection reliability, it is preferable that at least one of R 1 and R 2 is an electron donating group. When R 1 is an electron-donating group and R 2 is a hydrogen atom, the melting point tends to be low, and the connection reliability of the semiconductor device may be further improved. In addition, when R 1 and R 2 are different electron donating groups, the melting point tends to be lower than when R 1 and R 2 are the same electron donating group, and the connection of semiconductor devices In some cases, reliability can be further improved.

なお、式(3)において、RとRとが同じ電子供与性基であると、対称構造となり融点が高くなる傾向があるが、この場合でも本発明の効果は充分に得られる。特に融点が150℃以下と充分に低い場合には、RとRとが同じ基であっても、RとRとが異なる基である場合と同程度の接続信頼性が得られる。 In addition, in formula (3), if R 1 and R 2 are the same electron-donating group, the structure becomes symmetrical and the melting point tends to be high, but even in this case, the effects of the present invention can be sufficiently obtained. In particular, if the melting point is sufficiently low, such as 150°C or less, even if R 1 and R 2 are the same group, the same level of connection reliability can be obtained as when R 1 and R 2 are different groups. .

フラックス化合物としては、例えば、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカン二酸及びドデカン二酸から選択されるジカルボン酸、並びに、これらのジカルボン酸の2位に電子供与性基が置換した化合物を用いることができる。 Examples of flux compounds include dicarboxylic acids selected from succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, undecanedioic acid and dodecanedioic acid, and dicarboxylic acids selected from these dicarboxylic acids. A compound substituted with an electron-donating group at the position can be used.

フラックス化合物の融点は、150℃以下が好ましく、140℃以下がより好ましく、130℃以下が更に好ましい。このようなフラックス化合物は、エポキシ樹脂と硬化剤との硬化反応が生じる前にフラックス活性が充分に発現しやすい。そのため、このようなフラックス化合物を用いた半導体用フィルム状接着剤によれば、接続信頼性に一層優れる半導体装置を実現できる。また、フラックス化合物の融点は、25℃以上が好ましく、50℃以上がより好ましい。また、フラックス化合物は、室温(25℃)で固形であるものが好ましい。 The melting point of the flux compound is preferably 150°C or lower, more preferably 140°C or lower, and even more preferably 130°C or lower. Such a flux compound tends to sufficiently exhibit flux activity before the curing reaction between the epoxy resin and the curing agent occurs. Therefore, a semiconductor film adhesive using such a flux compound can realize a semiconductor device with even better connection reliability. Further, the melting point of the flux compound is preferably 25°C or higher, more preferably 50°C or higher. Moreover, it is preferable that the flux compound is solid at room temperature (25° C.).

フラックス化合物の融点は、一般的な融点測定装置を用いて測定できる。融点を測定する試料は、微粉末に粉砕され且つ微量を用いることで試料内の温度の偏差を少なくすることが求められる。試料の容器としては一方の端を閉じた毛細管が用いられることが多いが、測定装置によっては2枚の顕微鏡用カバーグラスに挟み込んで容器とするものもある。また急激に温度を上昇させると試料と温度計との間に温度勾配が発生して測定誤差を生じるため融点を計測する時点での加温は毎分1℃以下の上昇率で測定することが望ましい。 The melting point of the flux compound can be measured using a general melting point measuring device. The sample whose melting point is to be measured is required to be pulverized into a fine powder and to use a very small amount to reduce the temperature deviation within the sample. A capillary tube with one end closed is often used as a sample container, but depending on the measuring device, the sample container may be sandwiched between two microscope cover glasses. Also, if the temperature is raised rapidly, a temperature gradient will occur between the sample and the thermometer, causing measurement errors, so heating at the time of measuring the melting point should be done at a rate of increase of 1°C or less per minute. desirable.

前述のように融点を測定する資料は微粉末として調製されるので、融解前の試料は表面での乱反射により不透明である。試料の外見が透明化し始めた温度を融点の下限点とし、融解しきった温度を上限点とすることが通常である。測定装置は種々の形態のものが存在するが、最も古典的な装置は二重管式温度計に試料を詰めた毛細管を取り付けて温浴で加温する装置が使用される。二重管式温度計に毛細管を貼り付ける目的で温浴の液体として粘性の高い液体が用いられ、濃硫酸ないしはシリコンオイルが用いられることが多く、温度計先端の溜めの近傍に試料が来るように取り付ける。また、融点測定装置としては金属のヒートブロックを使って加温し、光の透過率を測定しながら加温を調製しつつ自動的に融点を決定するものを使用することもできる。 As mentioned above, since the material for measuring the melting point is prepared as a fine powder, the sample before melting is opaque due to diffuse reflection on the surface. Usually, the lower limit of the melting point is the temperature at which the sample begins to become transparent, and the upper limit is the temperature at which the sample completely melts. There are various types of measuring devices, but the most classic device is a double-tube thermometer attached to a capillary tube filled with a sample and heated in a hot bath. In order to attach a capillary tube to a double-tube thermometer, a highly viscous liquid is used as the hot bath liquid, and concentrated sulfuric acid or silicone oil is often used, so that the sample comes close to the reservoir at the tip of the thermometer. Attach. Furthermore, as a melting point measuring device, one that automatically determines the melting point while heating the material using a metal heat block and adjusting the heating while measuring the light transmittance can also be used.

なお、本明細書中、融点が150℃以下とは、融点の上限点が150℃以下であることを意味し、融点が25℃以上とは、融点の下限点が25℃以上であることを意味する。 In addition, in this specification, a melting point of 150°C or lower means that the upper limit of the melting point is 150°C or lower, and a melting point of 25°C or higher means that the lower limit of the melting point is 25°C or higher. means.

(c)成分の含有量は、フラックス含有組成物の全質量基準で、0.5~10質量%であることが好ましく、0.5~5質量%であることがより好ましい。 The content of component (c) is preferably 0.5 to 10% by mass, more preferably 0.5 to 5% by mass, based on the total mass of the flux-containing composition.

[(d)成分:重量平均分子量が10000以上の高分子成分]
フラックス含有組成物は、必要に応じて、重量平均分子量が10000以上の高分子成分((d)成分)を含有していてもよい。(d)成分を含有するフラックス含有組成物は、耐熱性及びフィルム形成性に一層優れる。
[Component (d): Polymer component with a weight average molecular weight of 10,000 or more]
The flux-containing composition may contain a polymer component (component (d)) having a weight average molecular weight of 10,000 or more, if necessary. A flux-containing composition containing component (d) has even better heat resistance and film-forming properties.

(d)成分としては、例えば、フェノキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカルボジイミド樹脂、シアネートエステル樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ウレタン樹脂及びアクリルゴムが挙げられる。これらの中でも耐熱性及びフィルム形成性に優れる観点から、フェノキシ樹脂、ポリイミド樹脂、アクリルゴム、シアネートエステル樹脂及びポリカルボジイミド樹脂が好ましく、フェノキシ樹脂、ポリイミド樹脂及びアクリルゴムがより好ましい。これらの(d)成分は単独で又は2種以上の混合物又は共重合体として使用することもできる。ただし、(d)成分には、(a)成分に該当する化合物及び(e)成分に該当する化合物は含まれない。 Component (d) includes, for example, phenoxy resin, polyimide resin, polyamide resin, polycarbodiimide resin, cyanate ester resin, acrylic resin, polyester resin, polyethylene resin, polyether sulfone resin, polyetherimide resin, polyvinyl acetal resin, urethane resin, etc. Examples include resins and acrylic rubbers. Among these, phenoxy resins, polyimide resins, acrylic rubbers, cyanate ester resins, and polycarbodiimide resins are preferred, and phenoxy resins, polyimide resins, and acrylic rubbers are more preferred, from the viewpoint of excellent heat resistance and film-forming properties. These component (d) can be used alone or as a mixture or copolymer of two or more. However, component (d) does not include compounds corresponding to component (a) and compounds corresponding to component (e).

(d)成分の重量平均分子量は、例えば10000以上であり、20000以上であることが好ましく、30000以上であることがより好ましい。このような(d)成分によれば、フラックス含有組成物の耐熱性及びフィルム形成性を一層向上させることができる。 The weight average molecular weight of component (d) is, for example, 10,000 or more, preferably 20,000 or more, and more preferably 30,000 or more. According to such component (d), the heat resistance and film-forming properties of the flux-containing composition can be further improved.

また、(d)成分の重量平均分子量は、1000000以下であることが好ましく、500000以下であることがより好ましい。このような(d)成分によれば、フラックス含有組成物の耐熱性を一層向上させることができる。 Furthermore, the weight average molecular weight of component (d) is preferably 1,000,000 or less, more preferably 500,000 or less. According to such component (d), the heat resistance of the flux-containing composition can be further improved.

なお、本明細書において、重量平均分子量とは、高速液体クロマトグラフィー(株式会社島津製作所製、商品名:C-R4A)を用いて、ポリスチレン換算で測定したときの重量平均分子量を意味する。測定には、例えば、下記の条件を用いることができる。
検出器:LV4000 UV Detector(株式会社日立製作所製、商品名)
ポンプ:L6000 Pump(株式会社日立製作所製、商品名)
カラム:Gelpack GL-S300MDT-5(計2本)(日立化成株式会社製、商品名)
溶離液:THF/DMF=1/1(容積比)+LiBr(0.03mol/L)+H3PO4(0.06mol/L)
流量:1mL/分
In this specification, the weight average molecular weight means the weight average molecular weight measured in terms of polystyrene using high performance liquid chromatography (manufactured by Shimadzu Corporation, trade name: C-R4A). For example, the following conditions can be used for the measurement.
Detector: LV4000 UV Detector (manufactured by Hitachi, Ltd., product name)
Pump: L6000 Pump (manufactured by Hitachi, Ltd., product name)
Column: Gelpack GL-S300MDT-5 (total 2 columns) (manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd., product name)
Eluent: THF/DMF=1/1 (volume ratio) + LiBr (0.03 mol/L) + H3PO4 (0.06 mol/L)
Flow rate: 1mL/min

フラックス含有組成物が(d)成分を含有するとき、(d)成分の含有量Cに対する(a)成分の含有量Cの比C/C(質量比)は、0.01~5であることが好ましく、0.05~3であることがより好ましく、0.1~2であることが更に好ましい。比C/Cを0.01以上とすることで、より良好な硬化性及び接着力が得られ、比C/Cを5以下とすることでより良好なフィルム形成性が得られる。 When the flux-containing composition contains component (d), the ratio C a / C d (mass ratio) of the content C a of component (a) to the content C d of component (d) is 0.01 to It is preferably 5, more preferably 0.05 to 3, even more preferably 0.1 to 2. By setting the ratio C a /C d to 0.01 or more, better curability and adhesive strength can be obtained, and by setting the ratio C a /C d to 5 or less, better film forming properties can be obtained. .

[(e)成分:フィラー]
フラックス含有組成物は、必要に応じて、フィラー((e)成分)を含有していてもよい。(e)成分によって、フラックス含有組成物の粘度、フラックス含有組成物の硬化物の物性等を制御することができる。具体的には、(e)成分によれば、半導体用フィルム状接着剤の硬化後の弾性率(例えば35℃における弾性率)を調整することができ、接続時のボイド発生の抑制、フラックス含有組成物の硬化物の吸湿率の低減等を図ることができる。
[(e) Component: Filler]
The flux-containing composition may contain a filler (component (e)) as necessary. The viscosity of the flux-containing composition, the physical properties of the cured product of the flux-containing composition, etc. can be controlled by the component (e). Specifically, component (e) makes it possible to adjust the elastic modulus of the film adhesive for semiconductors after curing (for example, the elastic modulus at 35°C), suppressing the generation of voids during connection, and reducing the flux content. It is possible to reduce the moisture absorption rate of the cured product of the composition.

(e)成分としては、無機フィラー(無機粒子)、有機フィラー(有機粒子)等が挙げられる。無機フィラーとしては、ガラス、シリカ、アルミナ、酸化チタン、マイカ、窒化ホウ素等の絶縁性無機フィラーが挙げられ、その中でも、シリカ、アルミナ、酸化チタン及び窒化ホウ素からなる群より選ばれる少なくとも1種が好ましく、シリカ、アルミナ及び窒化ホウ素からなる群より選ばれる少なくとも1種がより好ましい。絶縁性無機フィラーはウィスカーであってもよい。ウィスカーとしては、ホウ酸アルミニウム、チタン酸アルミニウム、酸化亜鉛、珪酸カルシウム、窒化ホウ素等が挙げられる。有機フィラーとしては、例えば、樹脂フィラー(樹脂粒子)が挙げられる。樹脂フィラーとしては、ポリウレタン、ポリイミド等が挙げられる。樹脂フィラーは、無機フィラーに比べて、260℃等の高温で柔軟性を付与することができるため、耐リフロー性向上に適していると共に、柔軟性付与が可能であるためフィルム形成性向上にも効果がある。一方、弾性率を所望の範囲に調整しやすい観点、並びに、反りを抑制しつつ、フィルムの粘度を調節しやすくボイドの発生をより充分に低減することができ、更には優れた接続信頼性が得られる観点では、無機フィラーが好ましく用いられる。 Component (e) includes inorganic fillers (inorganic particles), organic fillers (organic particles), and the like. Examples of inorganic fillers include insulating inorganic fillers such as glass, silica, alumina, titanium oxide, mica, and boron nitride, among which at least one filler selected from the group consisting of silica, alumina, titanium oxide, and boron nitride is used. Preferably, at least one selected from the group consisting of silica, alumina, and boron nitride is more preferable. The insulating inorganic filler may be a whisker. Examples of whiskers include aluminum borate, aluminum titanate, zinc oxide, calcium silicate, and boron nitride. Examples of the organic filler include resin fillers (resin particles). Examples of resin fillers include polyurethane and polyimide. Compared to inorganic fillers, resin fillers can impart flexibility at high temperatures such as 260°C, making them suitable for improving reflow resistance. effective. On the other hand, it is easy to adjust the elastic modulus to a desired range, and while suppressing warping, it is easy to adjust the viscosity of the film, and the generation of voids can be more fully reduced, and furthermore, it has excellent connection reliability. In terms of the results obtained, inorganic fillers are preferably used.

無機フィラーの含有量は、弾性率を所望の範囲に調整しやすい観点、並びに、反りを抑制しつつ、ボイドの発生をより充分に低減することができ、更には優れた接続信頼性が得られる観点から、(e)成分の全質量を基準として、50質量%以上、70質量%以上又は90質量%以上であってよい。(e)成分は、実質的に無機フィラーのみからなっていてよい。すなわち、(e)成分は、有機フィラーを実質的に含有しなくてよい。「実質的に含有しない」とは、(e)成分における有機フィラーの含有量が、(e)成分の全質量基準で、0.5質量%未満であることを意味する。 The content of the inorganic filler is determined from the viewpoint of making it easy to adjust the elastic modulus to a desired range, as well as suppressing warping, making it possible to more sufficiently reduce the occurrence of voids, and furthermore, obtaining excellent connection reliability. From this point of view, it may be 50% by mass or more, 70% by mass or more, or 90% by mass or more, based on the total mass of component (e). Component (e) may consist essentially of an inorganic filler. That is, component (e) does not need to contain substantially any organic filler. "Substantially not containing" means that the content of organic filler in component (e) is less than 0.5% by mass based on the total mass of component (e).

絶縁信頼性に更に優れる観点から、(e)成分は絶縁性を有するフィラー(絶縁性フィラー)であることが好ましい。フラックス含有組成物は、銀フィラー、はんだフィラー等の導電性の金属フィラー(金属粒子)、及び、カーボンブラック等の導電性のフィラー(例えば無機フィラー)を含有していないことが好ましい。 From the viewpoint of further improving insulation reliability, component (e) is preferably a filler having insulation properties (insulating filler). The flux-containing composition preferably does not contain conductive metal fillers (metal particles) such as silver filler and solder filler, and conductive fillers (for example, inorganic fillers) such as carbon black.

絶縁性フィラーの含有量は、弾性率を所望の範囲に調整しやすい観点、並びに、反りを抑制しつつ、ボイドの発生をより充分に低減することができ、更には優れた接続信頼性が得られる観点から、(e)成分の全質量を基準として、50質量%以上、70質量%以上又は90質量%以上であってよい。(e)成分は、実質的に絶縁性フィラーのみからなっていてよい。すなわち、(e)成分は、導電性フィラーを実質的に含有しなくてよい。「実質的に含有しない」とは、(e)成分における導電性フィラーの含有量が、(e)成分の全質量基準で、0.5質量%未満であることを意味する。 The content of the insulating filler is determined from the viewpoints of making it easy to adjust the elastic modulus to a desired range, suppressing warpage, reducing the occurrence of voids more fully, and achieving excellent connection reliability. From the viewpoint of this, it may be 50% by mass or more, 70% by mass or more, or 90% by mass or more, based on the total mass of component (e). Component (e) may consist essentially of an insulating filler. That is, component (e) does not need to contain substantially any conductive filler. "Substantially not containing" means that the content of the conductive filler in component (e) is less than 0.5% by mass based on the total mass of component (e).

(e)成分の物性は、表面処理によって適宜調整されてもよい。(e)成分は、分散性又は接着力が向上する観点から、表面処理を施したフィラーであることが好ましい。表面処理剤としては、グリシジル系(エポキシ系)、アミン系、フェニル系、フェニルアミノ系、(メタ)アクリル系、ビニル系の化合物等が挙げられる。 The physical properties of component (e) may be adjusted as appropriate by surface treatment. Component (e) is preferably a filler subjected to surface treatment from the viewpoint of improving dispersibility or adhesive strength. Examples of the surface treatment agent include glycidyl-based (epoxy-based), amine-based, phenyl-based, phenylamino-based, (meth)acrylic-based, and vinyl-based compounds.

表面処理としては、表面処理のしやすさから、エポキシシラン系、アミノシラン系、アクリルシラン系等のシラン化合物によるシラン処理が好ましい。表面処理剤としては、分散性、流動性及び接着力に優れる観点から、グリシジル系の化合物、フェニルアミノ系の化合物、及び、(メタ)アクリル系の化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種が好ましい。表面処理剤としては、保存安定性に優れる観点から、フェニル系の化合物、及び、(メタ)アクリル系の化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種が好ましい。 As the surface treatment, silane treatment using a silane compound such as an epoxysilane type, an aminosilane type, an acrylic silane type, etc. is preferred from the viewpoint of ease of surface treatment. The surface treatment agent is preferably at least one selected from the group consisting of glycidyl compounds, phenylamino compounds, and (meth)acrylic compounds from the viewpoint of excellent dispersibility, fluidity, and adhesive strength. . From the viewpoint of excellent storage stability, the surface treatment agent is preferably at least one selected from the group consisting of phenyl compounds and (meth)acrylic compounds.

(e)成分の平均粒径は、フリップチップ接続時のかみ込み防止の観点から、1.5μm以下が好ましく、視認性(透明性)に優れる観点から、1.0μm以下がより好ましい。 The average particle size of component (e) is preferably 1.5 μm or less from the viewpoint of preventing biting during flip-chip connection, and more preferably 1.0 μm or less from the viewpoint of excellent visibility (transparency).

(e)成分の含有量は、フラックス含有組成物の全質量基準で、5質量%以上が好ましく、10質量%以上がより好ましく、20質量%以上が更に好ましい。(e)成分の含有量が5質量%以上であると、熱に対する膨張量が小さくなる。加えて、微小ボイドの膨張を抑制できるため、接続信頼性(特に、温度サイクル試験のような環境で使用される場合の接続信頼性)により優れる。(e)成分の含有量は、フラックス含有組成物の全質量基準で、80質量%以下が好ましく、70質量%以下がより好ましく、60質量%以下が更に好ましい。(e)成分の含有量が80質量%以下である場合、熱圧着時に樹脂が充分に排除されるため、接続信頼性により優れる。これらの観点から、(e)成分の含有量は、フラックス含有組成物の全質量基準で、5~80質量%であることが好ましく、10~70質量%であることがより好ましく、20~60質量%であることが更に好ましい。 The content of component (e) is preferably 5% by mass or more, more preferably 10% by mass or more, and even more preferably 20% by mass or more, based on the total mass of the flux-containing composition. When the content of component (e) is 5% by mass or more, the amount of expansion against heat becomes small. In addition, since the expansion of microvoids can be suppressed, connection reliability (particularly connection reliability when used in an environment such as a temperature cycle test) is improved. The content of component (e) is preferably 80% by mass or less, more preferably 70% by mass or less, and even more preferably 60% by mass or less, based on the total mass of the flux-containing composition. When the content of component (e) is 80% by mass or less, the resin is sufficiently removed during thermocompression bonding, resulting in better connection reliability. From these viewpoints, the content of component (e) is preferably 5 to 80% by mass, more preferably 10 to 70% by mass, and 20 to 60% by mass, based on the total mass of the flux-containing composition. It is more preferable that it is mass %.

[その他の成分]
フラックス含有組成物には、酸化防止剤、シランカップリング剤、チタンカップリング剤、レベリング剤、イオントラップ剤等の添加剤を配合してもよい。これらは1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。これらの配合量については、各添加剤の効果が発現するように適宜調整すればよい。
[Other ingredients]
The flux-containing composition may contain additives such as an antioxidant, a silane coupling agent, a titanium coupling agent, a leveling agent, and an ion trapping agent. These can be used alone or in combination of two or more. The amounts of these additives may be adjusted as appropriate so that the effects of each additive are exhibited.

(フラックス非含有組成物)
フラックス非含有組成物は、例えば熱硬化性樹脂組成物である。フラックス非含有組成物は、フラックス化合物を実質的に含有しない。「実質的に含有しない」とは、フラックス非含有組成物におけるフラックス化合物の含有量が、フラックス非含有組成物の全質量基準で、0.5質量%未満であることを意味する。
(Flux-free composition)
The flux-free composition is, for example, a thermosetting resin composition. A flux-free composition is substantially free of flux compounds. "Substantially free" means that the flux compound content in the flux-free composition is less than 0.5% by mass based on the total mass of the flux-free composition.

フラックス非含有組成物は、本発明の効果が顕著に得られる観点から、200℃で5秒間保持したときの硬化反応率が80%以上であることが好ましい。このようなフラックス非含有組成物としては、例えば、ラジカル硬化系の接着剤が挙げられる。本実施形態では、第一の接着層及び第二の接着層の一方がフラックス含有組成物により形成された接着層であり、他方がフラックス非含有組成物により形成された接着層である場合に、特に本発明の効果が顕著に得られやすくなる。このような接着剤により本発明の効果が顕著に得られる理由は、明らかではないが、本発明者らは次のように推察している。 The flux-free composition preferably has a curing reaction rate of 80% or more when held at 200° C. for 5 seconds, from the viewpoint of significantly obtaining the effects of the present invention. Examples of such flux-free compositions include radical curing adhesives. In this embodiment, when one of the first adhesive layer and the second adhesive layer is an adhesive layer formed of a flux-containing composition and the other is an adhesive layer formed of a flux-free composition, In particular, the effects of the present invention can be achieved more easily. Although the reason why the effects of the present invention are significantly achieved with such an adhesive is not clear, the present inventors speculate as follows.

すなわち、従来のフラックス化合物を含有するフィルム状接着剤では、フラックス成分がラジカルを失活させてしまうため、ラジカル硬化系を適用することができず、エポキシ等を用いたカチオン硬化系が適用されることが多かった。この硬化系(反応系)では、求核付加反応で硬化が進行するため、硬化速度が遅く、圧着後にボイドが発生してしまう場合があった。従来のフィルム状接着剤では、この実装時のボイドによって、不具合(例えば260℃前後のリフロー温度における半導体材料の剥離、接続部の接続不良等)が発生していたと推察される。一方、上述のフラックス非含有組成物は、フラックス化合物を実質的に含有していないために、硬化系をラジカル硬化系とすることができ、充分な硬化速度を得ることができる。そのため、上述のフラックス非含有組成物を第一の接着層又は第二の接着層に用いることで、圧着を高温且つ短時間で行った場合であってもボイドが発生し難くなり、本発明の効果が顕著となると推察される。また、本実施形態では、充分な硬化速度を得ることができることから、例えば、接続部にはんだが用いられている場合であっても、はんだ溶融温度より低温の温度領域でフィルム状接着剤を硬化させることができる。そのため、はんだの飛散及び流動が発生して接続不良が生じることを充分に抑制できる。 In other words, with conventional film adhesives containing flux compounds, a radical curing system cannot be applied because the flux component deactivates radicals, and a cationic curing system using epoxy or the like is applied. There were many things. In this curing system (reaction system), curing proceeds by a nucleophilic addition reaction, so the curing speed is slow and voids may occur after pressure bonding. With conventional film adhesives, it is presumed that defects (for example, peeling of the semiconductor material at a reflow temperature of around 260° C., poor connection at connection parts, etc.) occur due to voids during mounting. On the other hand, since the flux-free composition described above does not substantially contain a flux compound, the curing system can be a radical curing system, and a sufficient curing rate can be obtained. Therefore, by using the above-mentioned flux-free composition for the first adhesive layer or the second adhesive layer, voids are less likely to occur even when crimping is performed at high temperature and for a short time, and the present invention It is assumed that the effect will be significant. In addition, in this embodiment, since a sufficient curing speed can be obtained, for example, even if solder is used in the connection part, the film adhesive can be cured at a temperature range lower than the solder melting temperature. can be done. Therefore, it is possible to sufficiently suppress the occurrence of connection failures due to the scattering and flow of solder.

以下、フラックス非含有組成物が、ラジカル重合性化合物(以下、場合により「(A)成分」という。)と、熱ラジカル発生剤(以下、場合により「(B)成分」という。)と、必要に応じて、高分子成分(以下、場合により「(C)成分」という。)及びフィラー(以下、場合により「(D)成分」という。)と、を含有する一実施形態について説明する。 Hereinafter, a flux-free composition is composed of a radically polymerizable compound (hereinafter referred to as "component (A)" in some cases), a thermal radical generator (hereinafter referred to as "component (B)" in some cases), and the necessary components. An embodiment containing a polymer component (hereinafter referred to as "component (C)" in some cases) and a filler (hereinafter referred to as "component (D)" in some cases) will be described according to the following.

[(A)成分:ラジカル重合性化合物]
(A)成分は、熱、光、放射線、及び、電気化学的作用などによるラジカルの発生に伴い、ラジカル重合反応が可能である化合物である。(A)成分としては、(メタ)アクリル化合物、ビニル化合物等が挙げられる。(A)成分としては、耐久性、電気絶縁性及び耐熱性に優れる観点から、(メタ)アクリル化合物が好ましい。(メタ)アクリル化合物は、分子内に1個以上の(メタ)アクリル基((メタ)アクリロイル基)を有する化合物であれば特に制限はなく、例えば、ビスフェノールA型、ビスフェノールF型、ナフタレン型、フェノールノボラック型、クレゾールノボラック型、フェノールアラルキル型、ビフェニル型、トリフェニルメタン型、ジシクロペンタジエン型、フルオレン型、アダマンタン型又はイソシアヌル酸型の骨格を含有する(メタ)アクリル化合物;各種多官能(メタ)アクリル化合物(前記骨格を含有する(メタ)アクリル化合物を除く)等を使用することができる。多官能(メタ)アクリル化合物としては、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ペンタ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート等が挙げられる。(A)成分は、1種単独で又は2種以上を併用して用いることができる。
[Component (A): Radical polymerizable compound]
Component (A) is a compound capable of undergoing a radical polymerization reaction when radicals are generated by heat, light, radiation, electrochemical action, or the like. Component (A) includes (meth)acrylic compounds, vinyl compounds, and the like. As component (A), a (meth)acrylic compound is preferable from the viewpoint of excellent durability, electrical insulation, and heat resistance. The (meth)acrylic compound is not particularly limited as long as it has one or more (meth)acrylic groups ((meth)acryloyl group) in the molecule, and examples include bisphenol A type, bisphenol F type, naphthalene type, (meth)acrylic compounds containing a phenol novolac type, cresol novolak type, phenol aralkyl type, biphenyl type, triphenylmethane type, dicyclopentadiene type, fluorene type, adamantane type or isocyanuric acid type; various polyfunctional (meth) ) Acrylic compounds (excluding (meth)acrylic compounds containing the above-mentioned skeleton), etc. can be used. Examples of the polyfunctional (meth)acrylic compound include pentaerythritol tri(meth)acrylate, dipentaerythritol penta(meth)acrylate, trimethylolpropane di(meth)acrylate, and the like. Component (A) can be used alone or in combination of two or more.

(A)成分は、耐熱性に優れる観点から、ビスフェノールA型骨格、ビスフェノールF型骨格、ナフタレン型骨格、フルオレン型骨格、アダマンタン型骨格又はイソシアヌル酸型骨格を有することが好ましく、フルオレン型骨格を有することがより好ましい。(A)成分は、上述したいずれかの骨格を有する(メタ)アクリレートであることが更に好ましい。 From the viewpoint of excellent heat resistance, component (A) preferably has a bisphenol A-type skeleton, a bisphenol F-type skeleton, a naphthalene-type skeleton, a fluorene-type skeleton, an adamantane-type skeleton, or an isocyanuric acid-type skeleton, and has a fluorene-type skeleton. It is more preferable. It is more preferable that component (A) is a (meth)acrylate having one of the above-mentioned skeletons.

(A)成分は、室温(25℃)で固形であることが好ましい。液状に比べて固形の方が、ボイドが発生しにくく、また、硬化前(Bステージ)のフラックス非含有組成物の粘性(タック)が小さく取り扱い性に優れる。室温(25℃)で固形である(A)成分としては、ビスフェノールA型骨格、フルオレン型骨格、アダマンタン型骨格、又はイソシアヌル酸型骨格を有する(メタ)アクリレート等が挙げられる。 Component (A) is preferably solid at room temperature (25°C). A solid composition is less likely to generate voids than a liquid composition, and the viscosity (tack) of a flux-free composition before curing (B stage) is small, making it easier to handle. Examples of the component (A) that is solid at room temperature (25° C.) include (meth)acrylates having a bisphenol A type skeleton, a fluorene type skeleton, an adamantane type skeleton, or an isocyanuric acid type skeleton.

(A)成分における(メタ)アクリル基の官能基数は、3以下が好ましい。官能基数が多い場合、硬化のネットワークが急速に進み、未反応基が残存する場合がある。一方、官能基数が3以下であると、官能基数が多くなりすぎず、短時間での硬化が充分に進行しやすいため、硬化反応率が低下することを抑制しやすい。 The number of functional groups of the (meth)acrylic group in component (A) is preferably 3 or less. When the number of functional groups is large, the curing network progresses rapidly and unreacted groups may remain. On the other hand, when the number of functional groups is 3 or less, the number of functional groups does not become too large and curing tends to proceed sufficiently in a short time, so it is easy to suppress a decrease in the curing reaction rate.

(A)成分の分子量は、2000より小さいことが好ましく、1000以下であることがより好ましい。(A)成分の分子量が小さいほど反応が進行しやすく、硬化反応率が高くなる。 The molecular weight of component (A) is preferably less than 2,000, more preferably 1,000 or less. The smaller the molecular weight of component (A), the easier the reaction will progress, and the higher the curing reaction rate will be.

(A)成分の含有量は、硬化成分が少なくなることが抑制され、硬化後の樹脂の流動を充分に制御しやすい観点から、フラックス非含有組成物の全質量を基準として、10質量%以上が好ましく、15質量%以上がより好ましい。(A)成分の含有量は、硬化物が硬くなりすぎることが抑制され、パッケージの反りが大きくなることが抑制されやすい傾向がある観点から、フラックス非含有組成物の全質量を基準として、50質量%以下が好ましく、45質量%以下がより好ましく、40質量%以下が更に好ましい。これらの観点から、(A)成分の含有量は、フラックス非含有組成物の全質量を基準として、10~50質量%が好ましく、10~45質量%がより好ましく、15~40質量%が更に好ましい。 The content of component (A) is 10% by mass or more based on the total mass of the flux-free composition, from the viewpoint of suppressing a decrease in the curing component and making it easy to sufficiently control the flow of the resin after curing. is preferable, and 15% by mass or more is more preferable. The content of component (A) is set to 50% based on the total mass of the flux-free composition, from the viewpoint that the cured product tends to be prevented from becoming too hard and the package warpage tends to be suppressed from increasing. It is preferably at most 45% by mass, even more preferably at most 40% by mass. From these viewpoints, the content of component (A) is preferably 10 to 50% by mass, more preferably 10 to 45% by mass, and even more preferably 15 to 40% by mass, based on the total mass of the flux-free composition. preferable.

(A)成分の含有量は、硬化性が低下することが抑制され、接着力が低下することが抑制されやすい観点から、(C)成分1質量部に対して、0.01質量部以上が好ましく、0.05質量部以上がより好ましく、0.1質量部以上が更に好ましい。(A)成分の含有量は、フィルム形成性が低下することが抑制されやすい観点から、(C)成分1質量部に対して、10質量部以下が好ましく、5質量部以下がより好ましい。これらの観点から、(A)成分の含有量は、(C)成分1質量部に対して、0.01~10質量部が好ましく、0.05~5質量部がより好ましく、0.1~5質量部が更に好ましい。 The content of component (A) is 0.01 part by mass or more per 1 part by mass of component (C) from the viewpoint of suppressing a decrease in curability and easily inhibiting a decrease in adhesive strength. It is preferably 0.05 parts by mass or more, more preferably 0.1 parts by mass or more. The content of component (A) is preferably 10 parts by mass or less, more preferably 5 parts by mass or less, per 1 part by mass of component (C), from the viewpoint of easily suppressing a decrease in film-forming properties. From these viewpoints, the content of component (A) is preferably 0.01 to 10 parts by mass, more preferably 0.05 to 5 parts by mass, and 0.1 to 5 parts by mass, per 1 part by mass of component (C). 5 parts by mass is more preferred.

[(B)成分:熱ラジカル発生剤]
(B)成分としては、(A)成分の硬化剤として機能すれば特に制限はないが、取り扱い性に優れる観点から、熱ラジカル発生剤が好ましい。
[Component (B): Thermal radical generator]
Component (B) is not particularly limited as long as it functions as a curing agent for component (A), but a thermal radical generator is preferred from the viewpoint of excellent handling properties.

熱ラジカル発生剤としては、アゾ化合物、過酸化物(有機過酸化物等)などが挙げられる。熱ラジカル発生剤としては、過酸化物が好ましく、有機過酸化物がより好ましい。この場合、フィルム形態にする際の溶剤を乾燥させる工程でラジカル反応が進行せず、取り扱い性及び保存安定性に優れる。そのため、熱ラジカル発生剤として過酸化物を用いる場合、一層優れた接続信頼性が得られやすい。有機過酸化物としては、ケトンパーオキサイド、パーオキシケタール、ハイドロパーオキサイド、ジアルキルパーオキサイド、ジアシルパーオキサイド、パーオキシジカーボネイト、パーオキシエステル等が挙げられる。有機過酸化物としては、保存安定性に優れる観点から、ハイドロパーオキサイド、ジアルキルパーオキサイド及びパーオキシエステルからなる群より選ばれる少なくとも1種が好ましい。さらに、有機過酸化物としては、耐熱性に優れる観点から、ハイドロパーオキサイド及びジアルキルパーオキサイドからなる群より選ばれる少なくとも1種が好ましい。ジアルキルパーオキサイドとしては、ジクミル過酸化物、ジ-tert-ブチル過酸化物等が挙げられる。 Examples of the thermal radical generator include azo compounds, peroxides (organic peroxides, etc.), and the like. As the thermal radical generator, peroxides are preferred, and organic peroxides are more preferred. In this case, radical reactions do not proceed during the process of drying the solvent when forming into a film, resulting in excellent handling properties and storage stability. Therefore, when a peroxide is used as a thermal radical generator, even better connection reliability is likely to be obtained. Examples of the organic peroxide include ketone peroxide, peroxyketal, hydroperoxide, dialkyl peroxide, diacyl peroxide, peroxydicarbonate, peroxy ester, and the like. The organic peroxide is preferably at least one selected from the group consisting of hydroperoxide, dialkyl peroxide, and peroxy ester from the viewpoint of excellent storage stability. Further, as the organic peroxide, at least one selected from the group consisting of hydroperoxide and dialkyl peroxide is preferable from the viewpoint of excellent heat resistance. Examples of the dialkyl peroxide include dicumyl peroxide and di-tert-butyl peroxide.

(B)成分の含有量は、充分に硬化が進行しやすい観点から、(A)成分100質量部に対して、0.5質量部以上が好ましく、1質量部以上がより好ましい。(B)成分の含有量は、(A)成分100質量部に対して、10質量部以下が好ましく、5質量部以下がより好ましい。(B)成分の含有量の上限値が上記範囲であると、硬化が急激に進行して反応点が多くなることが抑制されることにより、分子鎖が短くなること、及び、未反応基が残存することが抑制される。そのため、(B)成分の含有量の上限値が上記範囲であると、信頼性の低下を抑制しやすい。これらの観点から、(B)成分の含有量は、(A)成分100質量部に対して、0.5~10質量部が好ましく、1~5質量部がより好ましい。 The content of component (B) is preferably 0.5 parts by mass or more, and more preferably 1 part by mass or more, based on 100 parts by mass of component (A), from the viewpoint of sufficient curing. The content of component (B) is preferably 10 parts by mass or less, more preferably 5 parts by mass or less, per 100 parts by mass of component (A). If the upper limit of the content of component (B) is within the above range, curing will be suppressed from rapidly progressing and the number of reaction points will increase, thereby shortening the molecular chain and reducing unreacted groups. Remaining is suppressed. Therefore, when the upper limit of the content of component (B) is within the above range, it is easy to suppress a decrease in reliability. From these viewpoints, the content of component (B) is preferably 0.5 to 10 parts by weight, more preferably 1 to 5 parts by weight, based on 100 parts by weight of component (A).

[(C)成分:高分子成分]
フラックス非含有組成物は、高分子成分を更に含有することができる。(C)成分は、エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカルボジイミド樹脂、シアネートエステル樹脂、(メタ)アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ウレタン樹脂、アクリルゴム等が挙げられ、その中でも、耐熱性及びフィルム形成性に優れる観点から、エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂、ポリイミド樹脂、(メタ)アクリル樹脂、アクリルゴム、シアネートエステル樹脂及びポリカルボジイミド樹脂からなる群より選ばれる少なくとも1種が好ましく、エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂、ポリイミド樹脂、(メタ)アクリル樹脂及びアクリルゴムからなる群より選ばれる少なくとも1種がより好ましい。(C)成分は、1種単独又は2種以上の混合体又は共重合体として使用することもできる。ただし、(C)成分には、(A)成分に該当する化合物、及び、(D)成分に該当する化合物は含まれない。
[(C) component: polymer component]
The flux-free composition can further contain a polymeric component. Component (C) is epoxy resin, phenoxy resin, polyimide resin, polyamide resin, polycarbodiimide resin, cyanate ester resin, (meth)acrylic resin, polyester resin, polyethylene resin, polyether sulfone resin, polyetherimide resin, polyvinyl acetal. Examples include resins, urethane resins, acrylic rubbers, etc. Among them, epoxy resins, phenoxy resins, polyimide resins, (meth)acrylic resins, acrylic rubbers, cyanate ester resins, and polycarbodiimides are preferred from the viewpoint of excellent heat resistance and film forming properties. At least one selected from the group consisting of resins is preferred, and at least one selected from the group consisting of epoxy resins, phenoxy resins, polyimide resins, (meth)acrylic resins, and acrylic rubbers is more preferred. Component (C) can be used alone or as a mixture or copolymer of two or more. However, the component (C) does not include the compound corresponding to the component (A) and the compound corresponding to the component (D).

(C)成分のガラス転移温度(Tg)は、半導体用フィルム状接着剤の基板又はチップへの貼付性に優れる観点から、120℃以下が好ましく、100℃以下がより好ましく、85℃以下が更に好ましい。これらの範囲である場合には、半導体チップに形成されたバンプ、基板に形成された電極又は配線パターン等の凹凸を半導体用フィルム状接着剤により容易に埋め込むことが可能であり(硬化反応が始まることを抑制しやすい)、気泡が残存してボイドが発生することを抑制しやすい。なお、上記Tgとは、DSC(株式会社パーキンエルマージャパン製、商品名:DSC-7型)を用いて、サンプル量10mg、昇温速度10℃/分、測定雰囲気:空気の条件で測定したときのTgである。 The glass transition temperature (Tg) of component (C) is preferably 120°C or lower, more preferably 100°C or lower, and even more preferably 85°C or lower, from the viewpoint of excellent adhesion of the semiconductor film adhesive to a substrate or chip. preferable. Within these ranges, it is possible to easily embed bumps formed on semiconductor chips, electrodes or wiring patterns formed on substrates, etc. with the semiconductor film adhesive (hardening reaction begins). ), it is easy to suppress the occurrence of voids due to residual air bubbles. In addition, the above Tg is when measured using a DSC (manufactured by PerkinElmer Japan Co., Ltd., product name: DSC-7 type) under the conditions of a sample amount of 10 mg, a heating rate of 10°C/min, and a measurement atmosphere: air. The Tg of

(C)成分の重量平均分子量は、ポリスチレン換算で10000以上が好ましく、単独で良好なフィルム形成性を示すために、30000以上がより好ましく、40000以上が更に好ましく、50000以上が特に好ましい。重量平均分子量が10000以上である場合には、フィルム形成性が低下することを抑制しやすい。 The weight average molecular weight of component (C) is preferably 10,000 or more in terms of polystyrene, more preferably 30,000 or more, even more preferably 40,000 or more, particularly preferably 50,000 or more in order to exhibit good film forming properties alone. When the weight average molecular weight is 10,000 or more, it is easy to suppress a decrease in film forming properties.

[(D)成分:フィラー]
フラックス非含有組成物は、粘度又は硬化物の物性を制御するため、及び、半導体チップと基板、若しくは半導体チップ同士を接続した際のボイドの発生又は吸湿率の更なる抑制のために、フィラーを更に含有してもよい。(D)成分としては、フラックス含有組成物における(e)成分として挙げたフィラーと同様のフィラーを用いることができる。好ましいフィラーの例も同じである。また、(D)成分中の無機フィラーの含有量の好ましい範囲及び絶縁性フィラーの含有量の好ましい範囲も同じである。
[(D) Component: Filler]
Flux-free compositions contain fillers in order to control the viscosity or physical properties of the cured product, and to further suppress the generation of voids or moisture absorption when semiconductor chips and substrates or semiconductor chips are connected. It may further contain. As component (D), fillers similar to those listed as component (e) in the flux-containing composition can be used. Examples of preferred fillers are also the same. Moreover, the preferable range of the content of the inorganic filler and the preferable range of the content of the insulating filler in the component (D) are also the same.

(D)成分の含有量は、フラックス非含有組成物の全質量を基準として、5質量%以上が好ましく、10質量%以上がより好ましく、20質量%以上が更に好ましい。(D)成分の含有量は、30質量%以上又は40質量%以上であってもよい。(D)成分の含有量が5質量%以上であると、熱に対する膨張量が小さくなる。加えて、微小ボイドの膨張を抑制できるため、接続信頼性(特に、温度サイクル試験のような環境で使用される場合の接続信頼性)により優れる。(D)成分の含有量は、フラックス非含有組成物の全質量を基準として、90質量%以下が好ましく、80質量%以下がより好ましく、70質量%以下が更に好ましく、60質量%以下が更により好ましい。(D)成分の含有量が90質量%以下である場合、熱圧着時に樹脂が充分に排除されるため、接続信頼性により優れる。これらの観点から、(D)成分の含有量は、フラックス非含有組成物の全質量を基準として、5~90質量%が好ましく、5~80質量%がより好ましく、10~70質量%が更に好ましく、20~60質量%が更により好ましい。(D)成分の含有量は、30~90質量%又は40~80質量%であってもよい。 The content of component (D) is preferably 5% by mass or more, more preferably 10% by mass or more, and even more preferably 20% by mass or more, based on the total mass of the flux-free composition. The content of component (D) may be 30% by mass or more or 40% by mass or more. When the content of component (D) is 5% by mass or more, the amount of expansion against heat becomes small. In addition, since the expansion of microvoids can be suppressed, connection reliability (particularly connection reliability when used in an environment such as a temperature cycle test) is improved. The content of component (D) is preferably 90% by mass or less, more preferably 80% by mass or less, even more preferably 70% by mass or less, and even more preferably 60% by mass or less, based on the total mass of the flux-free composition. more preferred. When the content of component (D) is 90% by mass or less, the resin is sufficiently removed during thermocompression bonding, resulting in better connection reliability. From these viewpoints, the content of component (D) is preferably 5 to 90% by mass, more preferably 5 to 80% by mass, and further preferably 10 to 70% by mass, based on the total mass of the flux-free composition. Preferably, 20 to 60% by weight is even more preferable. The content of component (D) may be 30 to 90% by mass or 40 to 80% by mass.

[その他の成分]
フラックス非含有組成物には、ラジカル重合性化合物以外の重合性化合物(例えば、カチオン重合性化合物及びアニオン重合性化合物)を配合してもよい。また、フラックス非含有組成物には、フラックス含有組成物と同様のその他の成分を配合してもよい。これらは1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。これらの配合量については、各添加剤の効果が発現するように適宜調整すればよい。
[Other ingredients]
The flux-free composition may contain polymerizable compounds other than radically polymerizable compounds (for example, cationic polymerizable compounds and anionic polymerizable compounds). Further, the flux-free composition may contain other components similar to those of the flux-containing composition. These can be used alone or in combination of two or more. The amounts of these additives may be adjusted as appropriate so that the effects of each additive are exhibited.

以上、フラックス非含有組成物が、ラジカル重合性化合物と、熱ラジカル発生剤と、必要に応じて、高分子成分及びフィラーと、を含有する一実施形態について説明したが、フラックス非含有組成物は上記態様に限定されない。 An embodiment in which the flux-free composition contains a radically polymerizable compound, a thermal radical generator, and, if necessary, a polymer component and a filler has been described above. It is not limited to the above embodiment.

例えば、フラックス非含有組成物は、上述した(a)成分(エポキシ樹脂)と、(b)成分(硬化剤)と、必要に応じて、(d)成分(重量平均分子量が10000以上の高分子成分)と、(e)成分(フィラー)と、を含有するものであってもよい。フラックス非含有組成物がこれらの成分を含有する樹脂組成物である場合、使用できる(a)成分、(b)成分、(d)成分及び(e)成分の例、及び、好ましい化合物の例はフラックス含有組成物の場合と同じである。例えば、フラックス非含有組成物は、硬化剤として、イミダゾール系硬化剤を含有することが好ましい。 For example, a flux-free composition may contain the above-mentioned component (a) (epoxy resin), component (b) (curing agent), and optionally component (d) (a polymer having a weight average molecular weight of 10,000 or more). component) and component (e) (filler). When the flux-free composition is a resin composition containing these components, examples of components (a), (b), (d) and (e) that can be used and examples of preferred compounds are: The same is true for flux-containing compositions. For example, the flux-free composition preferably contains an imidazole-based curing agent as the curing agent.

(a)成分の含有量は、高耐熱性の観点から、フラックス非含有組成物の全質量基準で、例えば5質量%以上であり、好ましくは10質量%以上であり、より好ましくは15質量%以上である。(a)成分の含有量は、フィルム加工性の観点から、フラックス非含有組成物の全質量基準で、例えば75質量%以下、50質量%以下又は45質量%以下である。 From the viewpoint of high heat resistance, the content of component (a) is, for example, 5% by mass or more, preferably 10% by mass or more, and more preferably 15% by mass, based on the total mass of the flux-free composition. That's all. From the viewpoint of film processability, the content of component (a) is, for example, 75% by mass or less, 50% by mass or less, or 45% by mass or less, based on the total mass of the flux-free composition.

(b)成分の含有量(例えばイミダゾール系硬化剤の含有量)は、硬化性が向上する観点から(a)成分100質量部に対して、0.1質量部以上が好ましい。また、(b)成分の含有量は、接続不良を抑制できる観点から、20質量部以下が好ましく、10質量部がより好ましい。 The content of the component (b) (for example, the content of the imidazole curing agent) is preferably 0.1 parts by mass or more based on 100 parts by mass of the component (a) from the viewpoint of improving curability. Further, the content of the component (b) is preferably 20 parts by mass or less, more preferably 10 parts by mass, from the viewpoint of suppressing poor connection.

(d)成分の含有量は、(d)成分の含有量Cd2に対する(a)成分の含有量Ca2の比Ca2/Cd2(質量比)が、0.01~5、0.05~3又は0.1~2となる量であってよい。比Ca2/Cd2を0.01以上とすることで、より良好な硬化性及び接着力が得られ、比Ca2/Cd2を5以下とすることでより良好なフィルム形成性が得られる。 The content of the component (d) is determined by the ratio C a2 /C d2 (mass ratio) of the content C a2 of the component ( a ) to the content C d2 of the component (d) from 0.01 to 5, 0.05. 3 or 0.1 to 2. By setting the ratio C a2 /C d2 to 0.01 or more, better curability and adhesive strength can be obtained, and by setting the ratio C a2 /C d2 to 5 or less, better film forming properties can be obtained. .

(e)成分の含有量は、接続信頼性(特に、温度サイクル試験のような環境で使用される場合の接続信頼性)により優れる観点から、フラックス非含有組成物の全質量を基準として、5質量%以上が好ましく、10質量%以上がより好ましく、20質量%以上が更に好ましい。(e)成分の含有量は、熱圧着時に樹脂を充分に排除することができ、接続信頼性により優れる観点から、フラックス非含有組成物の全質量を基準として、80質量%以下が好ましく、70質量%以下がより好ましく、60質量%以下が更により好ましい。 The content of component (e) is 5% based on the total mass of the flux-free composition, from the viewpoint of better connection reliability (especially connection reliability when used in an environment such as a temperature cycle test). The content is preferably at least 10% by mass, more preferably at least 10% by mass, and even more preferably at least 20% by mass. The content of component (e) is preferably 80% by mass or less, based on the total mass of the flux-free composition, from the viewpoint of sufficiently removing the resin during thermocompression bonding and improving connection reliability. It is more preferably at most 60% by mass, even more preferably at most 60% by mass.

フラックス非含有組成物を200℃で5秒保持したときの硬化反応率は、80%以上であることが好ましく、90%以上であることがより好ましい。200℃(はんだ溶融温度以下)/5秒の硬化反応率が80%以上であれば、接続時(はんだ溶融温度以上)ではんだが飛散・流動し接続信頼性が低下することを抑制しやすい。硬化反応率は、フラックス非含有組成物(未硬化のフラックス非含有層)10mgをアルミニウムパンに入れた後、DSC(株式会社パーキンエルマージャパン製、商品名:DSC-7型)を用いて発熱量を測定することにより得ることができる。具体的には、フラックス非含有組成物(未硬化のフラックス非含有層)10mgをアルミニウムパンに入れた測定サンプルを200℃に加温したホットプレート上に置き、5秒後にホットプレート上から測定サンプルを外す。熱処理後の測定サンプルと、未処理の測定サンプルをそれぞれDSCで測定する。得られた発熱量から、下記式により硬化反応率を算出する。
硬化反応率(%)=(1-[熱処理後の測定サンプルの発熱量]/[未処理の測定サンプルの発熱量])×100
The curing reaction rate when the flux-free composition is held at 200° C. for 5 seconds is preferably 80% or more, more preferably 90% or more. If the curing reaction rate at 200° C. (below the solder melting temperature)/5 seconds is 80% or more, it will be easy to suppress the solder from scattering and flowing during connection (at the solder melting temperature or higher) and reducing connection reliability. The curing reaction rate was measured by placing 10 mg of the flux-free composition (uncured flux-free layer) into an aluminum pan and measuring the calorific value using a DSC (manufactured by PerkinElmer Japan Co., Ltd., trade name: Model DSC-7). It can be obtained by measuring . Specifically, a measurement sample containing 10 mg of the flux-free composition (uncured flux-free layer) placed in an aluminum pan was placed on a hot plate heated to 200°C, and after 5 seconds, the measurement sample was placed on the hot plate. Remove. The heat-treated measurement sample and the untreated measurement sample are each measured by DSC. From the obtained calorific value, the curing reaction rate is calculated using the following formula.
Curing reaction rate (%) = (1 - [calorific value of measurement sample after heat treatment] / [calorific value of untreated measurement sample]) × 100

フラックス非含有組成物が(A)成分と共にアニオン重合性のエポキシ樹脂(特に、重量平均分子量10000以上のエポキシ樹脂)を含有すると、硬化反応率を80%以上に調整することが難しい場合がある。フラックス非含有組成物が(A)成分を含有する場合、エポキシ樹脂の含有量は、(A)成分80質量部に対して20質量部以下であることが好ましく、エポキシ樹脂を含有していないことがより好ましい。 If the flux-free composition contains an anionically polymerizable epoxy resin (especially an epoxy resin with a weight average molecular weight of 10,000 or more) together with component (A), it may be difficult to adjust the curing reaction rate to 80% or more. When the flux-free composition contains component (A), the content of epoxy resin is preferably 20 parts by mass or less based on 80 parts by mass of component (A), and it does not contain epoxy resin. is more preferable.

フラックス非含有組成物により形成された接着層(フラックス非含有層)は、200℃以上の高温での圧着が可能である。また、はんだ等の金属を溶融させて接続を形成するフリップチップパッケージでは、更に優れた硬化性を発現する。 The adhesive layer (flux-free layer) formed from a flux-free composition can be pressure-bonded at a high temperature of 200° C. or higher. Furthermore, flip-chip packages in which connections are formed by melting metal such as solder exhibit even better hardenability.

以上説明したフラックス含有組成物及び/又はフラックス非含有組成物を用いて得られる本実施形態の半導体用フィルム状接着剤は、硬化後の35℃における弾性率が3.0~5.0GPaである。半導体用フィルム状接着剤の弾性率は、例えば、半導体用フィルム状接着剤を構成する成分(例えば第一の接着層を構成する成分及び第二の接着層を構成する成分)の種類及び配合比率を調整することで調整可能である。具体的には、例えば、硬化性成分の種類及び量、高分子成分の種類及び量、フィラーの量等により調整可能である。また、半導体用フィルム状接着剤の弾性率は、実施例に記載の方法により測定することができる。 The film adhesive for semiconductors of this embodiment obtained using the flux-containing composition and/or the flux-free composition described above has an elastic modulus of 3.0 to 5.0 GPa at 35° C. after curing. . The elastic modulus of the film adhesive for semiconductors is determined by, for example, the types and blending ratios of the components that make up the film adhesive for semiconductors (for example, the components that make up the first adhesive layer and the components that make up the second adhesive layer). It can be adjusted by adjusting. Specifically, it can be adjusted by, for example, the type and amount of the curable component, the type and amount of the polymer component, the amount of filler, etc. Moreover, the elastic modulus of the film adhesive for semiconductors can be measured by the method described in Examples.

上記弾性率は、本発明の効果が顕著となる観点から、3.5GPa以上、又は、4.0GPa以上であってもよい。上記弾性率は、本発明の効果が顕著となる観点から、4.7GPa以下、又は、4.4GPa以下であってもよい。すなわち、上記弾性率は、3.0~4.7GPa、3.0~4.4GPa、3.5~5.0GPa、3.5~4.7GPa、3.5~4.4GPa、4.0~5.0GPa、4.0~4.7GPa又は4.0~4.4GPaであってよい。 The elastic modulus may be 3.5 GPa or more, or 4.0 GPa or more, from the viewpoint that the effects of the present invention are significant. The elastic modulus may be 4.7 GPa or less, or 4.4 GPa or less, from the viewpoint that the effects of the present invention are significant. That is, the above elastic modulus is 3.0 to 4.7 GPa, 3.0 to 4.4 GPa, 3.5 to 5.0 GPa, 3.5 to 4.7 GPa, 3.5 to 4.4 GPa, 4.0 ˜5.0 GPa, 4.0-4.7 GPa or 4.0-4.4 GPa.

半導体用フィルム状接着剤のフィラーの含有量は、本発明の効果が顕著となる観点から、半導体用フィルム状接着剤の全質量を基準として、30質量%以上、34質量%以上又は40質量%以上であってよく、また、60質量%以下、50質量%以下又は45質量%以下であってよい。 The filler content of the film adhesive for semiconductors is 30% by mass or more, 34% by mass or more, or 40% by mass, based on the total mass of the film adhesive for semiconductors, from the viewpoint that the effects of the present invention are significant. or more, and may be 60% by mass or less, 50% by mass or less, or 45% by mass or less.

第一の接着層及び第二の接着層のうち、一方の層におけるフィラーの含有量は、本発明の効果が顕著となる観点から、半導体用フィルム状接着剤の全質量を基準として、25質量%以上、35質量%以上又は45質量%以上であってよく、60質量%以下、55質量%以下又は50質量%以下であってよい。また、第一の接着層及び第二の接着層のうち、他方の層におけるフィラーの含有量は、本発明の効果が顕著となる観点から、半導体用フィルム状接着剤の全質量を基準として、5質量%以上、10質量%以上又は15質量%以上であってよく、30質量%以下、25質量%以下又は20質量%以下であってよい。 The content of the filler in one of the first adhesive layer and the second adhesive layer is 25% by mass based on the total mass of the film adhesive for semiconductors, from the viewpoint that the effect of the present invention is remarkable. % or more, 35% by mass or more, or 45% by mass or more, and 60% by mass or less, 55% by mass or less, or 50% by mass or less. In addition, the content of the filler in the other layer of the first adhesive layer and the second adhesive layer is based on the total mass of the film adhesive for semiconductors, from the viewpoint that the effects of the present invention are significant. It may be 5% by mass or more, 10% by mass or more, or 15% by mass or more, and may be 30% by mass or less, 25% by mass or less, or 20% by mass or less.

半導体用フィルム状接着剤の厚さに関しては、上記接続部の高さの和をxとし、半導体用フィルム状接着剤の総厚をyとした場合、xとyとの関係は、圧着時の接続性及び接着剤の充填性の観点から、0.70x≦y≦1.3xを満たすことが好ましく、0.80x≦y≦1.2xを満たすことがより好ましい。半導体用フィルム状接着剤の総厚は、例えば、10~100μmであってよく、10~80μmであってよく、10~50μmであってよい。 Regarding the thickness of the film adhesive for semiconductors, if the sum of the heights of the above connection parts is x and the total thickness of the film adhesive for semiconductors is y, then the relationship between x and y is as follows: From the viewpoint of connectivity and adhesive fillability, it is preferable to satisfy 0.70x≦y≦1.3x, and more preferably to satisfy 0.80x≦y≦1.2x. The total thickness of the film adhesive for semiconductors may be, for example, 10 to 100 μm, 10 to 80 μm, or 10 to 50 μm.

第一の接着層(例えばフラックス化合物を含有する接着層)の厚さは、例えば、1~50μmであってよく、3~50μmであってよく、4~30μmであってよく、5~20μmであってよい。 The thickness of the first adhesive layer (for example, the adhesive layer containing a flux compound) may be, for example, 1 to 50 μm, 3 to 50 μm, 4 to 30 μm, 5 to 20 μm. It's good.

第二の接着層(例えばフラックス化合物を含有しない接着層)の厚さは、例えば、7~50μmであってよく、8~45μmであってよく、10~40μmであってよい。 The thickness of the second adhesive layer (for example an adhesive layer not containing a flux compound) may be, for example, from 7 to 50 μm, from 8 to 45 μm, from 10 to 40 μm.

第一の接着層(例えばフラックス化合物を含有する接着層)の厚さに対する第二の接着層(例えばフラックス化合物を含有しない接着層)の厚さの比(第二の接着層の厚さ/第一の接着層の厚さ)は、例えば、0.1~10.0であってよく、0.5~6.0であってよく、1.0~4.0であってよい。 The ratio of the thickness of the second adhesive layer (for example, an adhesive layer that does not contain a flux compound) to the thickness of the first adhesive layer (for example, an adhesive layer that contains a flux compound) (thickness of the second adhesive layer / adhesive layer that does not contain a flux compound) The thickness of one adhesive layer may be, for example, 0.1 to 10.0, 0.5 to 6.0, or 1.0 to 4.0.

半導体用フィルム状接着剤は、第一の接着層及び第二の接着層以外の他の層を更に備えていてもよいが、第一の接着層及び第二の接着層のみからなることが好ましい。また、本実施形態の半導体用フィルム状接着剤は、第一の接着層における第二の接着層とは反対側の面上、及び/又は、第二の接着層における第一の接着層とは反対側の面上に、基材フィルム及び/又は保護フィルムを備えていてもよい。 The film adhesive for semiconductors may further include layers other than the first adhesive layer and the second adhesive layer, but it is preferable to consist of only the first adhesive layer and the second adhesive layer. . In addition, the film adhesive for semiconductors of this embodiment can be applied on the surface of the first adhesive layer opposite to the second adhesive layer, and/or on the surface of the second adhesive layer opposite to the first adhesive layer. A base film and/or a protective film may be provided on the opposite surface.

半導体用フィルム状接着剤において、第一の接着層と第二の接着層とは隣接していてよい。この場合、第一の接着層と第二の接着層とは互いに剥離しないように形成されていることが好ましい。例えば、第一の接着層と第二の接着層と間の剥離強度は、10N/m以上であってよい。 In the film adhesive for semiconductors, the first adhesive layer and the second adhesive layer may be adjacent to each other. In this case, the first adhesive layer and the second adhesive layer are preferably formed so as not to separate from each other. For example, the peel strength between the first adhesive layer and the second adhesive layer may be 10 N/m or more.

(第二実施形態)
第二実施形態の半導体用フィルム状接着剤において、硬化後の35℃における弾性率は3.0~5.0GPaでなくてよい。第二実施形態の半導体用フィルム状接着剤の詳細は、例えば、フラックス化合物の含有量、第一の接着層と第二の接着層におけるフィラー含有量の差等が異なる点を除き、第一実施形態の半導体用フィルム状接着剤と同じであってよい。
(Second embodiment)
In the film adhesive for semiconductors of the second embodiment, the elastic modulus at 35° C. after curing may not be 3.0 to 5.0 GPa. The details of the film adhesive for semiconductors of the second embodiment are as follows: It may be the same as the film adhesive for semiconductors.

<半導体用フィルム状接着剤の製造方法>
本実施形態の半導体用フィルム状接着剤は、例えば、第一の接着層を備える第一のフィルム状接着剤と、第二の接着層を備える第二のフィルム状接着剤とを用意し、第一の接着層を備える第一のフィルム状接着剤と、第二の接着層を備える第二のフィルム状接着剤とを貼り合わせることにより得ることができる。
<Method for producing film adhesive for semiconductors>
The film adhesive for semiconductors of this embodiment can be prepared by, for example, preparing a first film adhesive having a first adhesive layer and a second film adhesive having a second adhesive layer; It can be obtained by bonding together a first film adhesive having one adhesive layer and a second film adhesive having a second adhesive layer.

接着層として、フラックス含有組成物により形成された接着層(フラックス含有組成物を含む接着層)を備えるフィルム状接着剤(第一のフィルム状接着剤及び/又は第二のフィルム状接着剤)を用意する工程では、例えば、まず、(a)成分、(b)成分及び(c)成分、並びに必要に応じて添加される(d)成分及び(e)成分等の他の成分を、有機溶媒中に加え、撹拌混合、混錬等により、溶解又は分散させて、樹脂ワニス(塗工ワニス)を調製する。その後、離型処理を施した基材フィルム上に、樹脂ワニスをナイフコーター、ロールコーター、アプリケーター等を用いて塗布した後、加熱により有機溶媒を減少させて、基材フィルム上にフラックス含有組成物を含む接着層を形成することができる。 A film adhesive (a first film adhesive and/or a second film adhesive) comprising an adhesive layer formed of a flux-containing composition (an adhesive layer containing a flux-containing composition) as an adhesive layer. In the preparing step, for example, first, component (a), component (b), component (c), and other components such as component (d) and component (e), which are added as necessary, are mixed in an organic solvent. A resin varnish (coating varnish) is prepared by adding the resin to the liquid and dissolving or dispersing it by stirring, mixing, kneading, etc. Thereafter, a resin varnish is applied onto the release-treated base film using a knife coater, roll coater, applicator, etc., and the organic solvent is reduced by heating to coat the flux-containing composition onto the base film. An adhesive layer containing the following can be formed.

樹脂ワニスの調製に用いる有機溶媒としては、各成分を均一に溶解又は分散し得る特性を有するものが好ましく、例えば、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、N-メチル-2-ピロリドン、ジメチルスルホキシド、ジエチレングリコールジメチルエーテル、トルエン、ベンゼン、キシレン、メチルエチルケトン、テトラヒドロフラン、エチルセロソルブ、エチルセロソルブアセテート、ブチルセロソルブ、ジオキサン、シクロヘキサノン、及び酢酸エチルが挙げられる。これらの有機溶媒は、単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。樹脂ワニス調製の際の撹拌混合及び混錬は、例えば、撹拌機、らいかい機、3本ロール、ボールミル、ビーズミル又はホモディスパーを用いて行うことができる。 The organic solvent used for preparing the resin varnish is preferably one having the property of uniformly dissolving or dispersing each component, such as dimethylformamide, dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, dimethyl sulfoxide, diethylene glycol dimethyl ether, Mention may be made of toluene, benzene, xylene, methyl ethyl ketone, tetrahydrofuran, ethyl cellosolve, ethyl cellosolve acetate, butyl cellosolve, dioxane, cyclohexanone, and ethyl acetate. These organic solvents can be used alone or in combination of two or more. Stirring, mixing and kneading during the preparation of the resin varnish can be carried out using, for example, a stirrer, a miller, a three-roll mill, a ball mill, a bead mill, or a homodisper.

基材フィルムとしては、有機溶媒を揮発させる際の加熱条件に耐え得る耐熱性を有するものであれば特に制限はなく、ポリプロピレンフィルム、ポリメチルペンテンフィルム等のポリオレフィンフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム等のポリエステルフィルム、ポリイミドフィルム及びポリエーテルイミドフィルムを例示できる。基材フィルムは、これらのフィルムからなる単層のものに限られず、2種以上の材料からなる多層フィルムであってもよい。 The base film is not particularly limited as long as it has heat resistance that can withstand the heating conditions used to volatilize the organic solvent, and polyolefin films such as polypropylene film and polymethylpentene film, polyethylene terephthalate film, and polyethylene naphthalate film can be used. Examples include polyester films, polyimide films, and polyetherimide films. The base film is not limited to a single layer made of these films, but may be a multilayer film made of two or more types of materials.

基材フィルムへ塗布した樹脂ワニスから有機溶媒を揮発させる際の乾燥条件は、有機溶媒が充分に揮発する条件とすることが好ましく、具体的には、50~200℃、0.1~90分間の加熱を行うことが好ましい。実装後のボイド又は粘度調整に影響がなければ、有機溶媒は、第一のフィルム状接着剤全量に対して1.5質量%以下まで除去されることが好ましい。 The drying conditions when volatilizing the organic solvent from the resin varnish applied to the base film are preferably such that the organic solvent is sufficiently volatilized, specifically, at 50 to 200°C for 0.1 to 90 minutes. It is preferable to perform heating. It is preferable that the organic solvent be removed to 1.5% by mass or less based on the total amount of the first film adhesive, as long as it does not affect voids or viscosity adjustment after mounting.

接着層として、フラックス非含有組成物により形成された接着層(フラックス非含有組成物を含む接着層)を備えるフィルム状接着剤(第一のフィルム状接着剤及び/又は第二のフィルム状接着剤)を用意する工程では、例えば、(A)成分及び(B)成分、並びに必要に応じて添加される(C)成分等の他の成分又は、(a)成分及び(b)成分、並びに必要に応じて、(d)成分等の他の成分を用いること以外は、第一の接着層と同様の方法により基材フィルム上にフラックス非含有組成物を含む接着層を形成することができる。 A film adhesive (a first film adhesive and/or a second film adhesive) comprising an adhesive layer formed of a flux-free composition (an adhesive layer containing a flux-free composition) as an adhesive layer. ), for example, the (A) component and the (B) component, and other components such as the (C) component added as necessary, or the (a) component and (b) component, and the necessary components. Depending on the conditions, an adhesive layer containing a flux-free composition can be formed on the base film in the same manner as for the first adhesive layer, except for using other components such as component (d).

第一のフィルム状接着剤と、第二のフィルム状接着剤とを貼り合わせる方法としては、例えば、加熱プレス、ロールラミネート、真空ラミネート等の方法が挙げられる。ラミネートは、例えば、30~120℃の加熱条件下で行ってよい。 Examples of the method for bonding the first film adhesive and the second film adhesive include hot pressing, roll lamination, vacuum lamination, and the like. Lamination may be performed, for example, under heating conditions of 30 to 120°C.

本実施形態の半導体用フィルム状接着剤は、例えば、基材フィルム上に第一の接着層又は第二の接着層の一方を形成した後、得られた第一の接着層又は第二の接着層上に、第一の接着層又は第二の接着層の他方を形成することにより得てもよい。第一の接着層及び第二の接着層は、上述した、基材付きフィルム状接着剤の製造における第一の接着層及び第二の接着層の形成方法と同様の方法により形成してよい。 The film-like adhesive for semiconductors of the present embodiment can be produced, for example, by forming either the first adhesive layer or the second adhesive layer on the base film, and then applying the resulting first adhesive layer or second adhesive layer to the base film. It may be obtained by forming the other of the first adhesive layer or the second adhesive layer on the layer. The first adhesive layer and the second adhesive layer may be formed by the same method as the method for forming the first adhesive layer and the second adhesive layer in the production of the base material-attached film adhesive described above.

<半導体装置>
本実施形態の半導体装置について、図1及び2を用いて以下説明する。図1は、本発明の半導体装置の一実施形態を示す模式断面図である。図1(a)に示すように、半導体装置100は、互いに対向する半導体チップ10及び基板(回路配線基板)20と、半導体チップ10及び基板20の互いに対向する面にそれぞれ配置された配線15と、半導体チップ10及び基板20の配線15を互いに接続する接続バンプ30と、半導体チップ10及び基板20間の空隙に隙間なく充填された接着剤(例えば、フラックス含有組成物及びフラックス非含有組成物)の硬化物からなる封止部40とを有している。半導体チップ10及び基板20は、配線15及び接続バンプ30によりフリップチップ接続されている。配線15及び接続バンプ30は、接着剤の硬化物により封止されており外部環境から遮断されている。封止部40は、フラックス含有組成物又はフラックス非含有組成物の硬化物を含む上部部分40aと、フラックス含有組成物又はフラックス非含有組成物の硬化物を含む下部部分40bとを有している。上部部分40aと下部部分40bとは互いに異なる熱硬化性樹脂組成物の硬化物を含んでいる。
<Semiconductor device>
The semiconductor device of this embodiment will be explained below using FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing one embodiment of a semiconductor device of the present invention. As shown in FIG. 1(a), the semiconductor device 100 includes a semiconductor chip 10 and a substrate (circuit wiring board) 20 facing each other, and wiring 15 arranged on surfaces of the semiconductor chip 10 and the substrate 20 facing each other. , a connection bump 30 that connects the wiring 15 of the semiconductor chip 10 and the substrate 20 to each other, and an adhesive (for example, a flux-containing composition and a flux-free composition) that fills the gap between the semiconductor chip 10 and the substrate 20 without any gaps. It has a sealing part 40 made of a cured product. The semiconductor chip 10 and the substrate 20 are flip-chip connected by wiring 15 and connection bumps 30. The wiring 15 and the connection bumps 30 are sealed with a cured adhesive and are isolated from the external environment. The sealing part 40 has an upper part 40a containing a cured product of a flux-containing composition or a flux-free composition, and a lower part 40b containing a cured product of a flux-containing composition or a flux-free composition. . The upper portion 40a and the lower portion 40b contain cured products of different thermosetting resin compositions.

図1(b)に示すように、半導体装置200は、互いに対向する半導体チップ10及び基板20と、半導体チップ10及び基板20の互いに対向する面にそれぞれ配置されたバンプ32と、半導体チップ10及び基板20間の空隙に隙間なく充填された接着剤(例えば、フラックス含有組成物及びフラックス非含有組成物)の硬化物からなる封止部40とを有している。半導体チップ10及び基板20は、対向するバンプ32が互いに接続されることによりフリップチップ接続されている。バンプ32は、接着剤の硬化物により封止されており外部環境から遮断されている。封止部40は、フラックス含有組成物又はフラックス非含有組成物の硬化物を含む上部部分40aと、フラックス含有組成物又はフラックス非含有組成物の硬化物を含む下部部分40bとを有している。上部部分40aと下部部分40bとは互いに異なる熱硬化性樹脂組成物の硬化物を含んでいる。 As shown in FIG. 1B, the semiconductor device 200 includes a semiconductor chip 10 and a substrate 20 facing each other, bumps 32 arranged on surfaces of the semiconductor chip 10 and the substrate 20 facing each other, and The sealing portion 40 is made of a cured adhesive (for example, a flux-containing composition and a flux-free composition) that fills the gap between the substrates 20 without any gaps. The semiconductor chip 10 and the substrate 20 are flip-chip connected by connecting the opposing bumps 32 to each other. The bump 32 is sealed with a cured adhesive and is isolated from the external environment. The sealing part 40 has an upper part 40a containing a cured product of a flux-containing composition or a flux-free composition, and a lower part 40b containing a cured product of a flux-containing composition or a flux-free composition. . The upper portion 40a and the lower portion 40b contain cured products of different thermosetting resin compositions.

図2は、本発明の半導体装置の他の一実施形態を示す模式断面図である。図2(a)に示すように、半導体装置300は、2つの半導体チップ10が配線15及び接続バンプ30によりフリップチップ接続されている点を除き、半導体装置100と同様である。図2(b)に示すように、半導体装置400は、2つの半導体チップ10がバンプ32によりフリップチップ接続されている点を除き、半導体装置200と同様である。 FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing another embodiment of the semiconductor device of the present invention. As shown in FIG. 2A, the semiconductor device 300 is similar to the semiconductor device 100 except that the two semiconductor chips 10 are flip-chip connected by wiring 15 and connection bumps 30. As shown in FIG. 2B, the semiconductor device 400 is similar to the semiconductor device 200 except that the two semiconductor chips 10 are flip-chip connected by bumps 32.

半導体チップ10としては、特に限定はなく、シリコン、ゲルマニウム等の同一種類の元素から構成される元素半導体、ガリウムヒ素、インジウムリン等の化合物半導体を用いることができる。 The semiconductor chip 10 is not particularly limited, and elemental semiconductors made of the same type of elements such as silicon and germanium, and compound semiconductors such as gallium arsenide and indium phosphide can be used.

基板20としては、回路基板であれば特に制限はなく、ガラスエポキシ、ポリイミド、ポリエステル、セラミック、エポキシ、ビスマレイミドトリアジン等を主な成分とする絶縁基板の表面に、金属膜の不要な個所をエッチング除去して形成された配線(配線パターン)15を有する回路基板、上記絶縁基板の表面に金属めっき等によって配線15が形成された回路基板、上記絶縁基板の表面に導電性物質を印刷して配線15が形成された回路基板などを用いることができる。 The substrate 20 is not particularly limited as long as it is a circuit board, and unnecessary parts of the metal film are etched on the surface of an insulating substrate whose main component is glass epoxy, polyimide, polyester, ceramic, epoxy, bismaleimide triazine, etc. A circuit board having wiring (wiring pattern) 15 formed by removal, a circuit board having wiring 15 formed on the surface of the insulating substrate by metal plating, etc., and wiring by printing a conductive substance on the surface of the insulating substrate. A circuit board on which 15 is formed can be used.

配線15、バンプ32等の接続部は、主成分として、金、銀、銅、はんだ(主成分は、例えばスズ-銀、スズ-鉛、スズ-ビスマス、スズ-銅、スズ-銀-銅等)、ニッケル、スズ、鉛などを含有しており、複数の金属を含有していてもよい。 The connection parts such as the wiring 15 and the bumps 32 are made of gold, silver, copper, or solder as main components (for example, the main components are tin-silver, tin-lead, tin-bismuth, tin-copper, tin-silver-copper, etc.). ), nickel, tin, lead, etc., and may contain multiple metals.

上記金属の中でも、接続部の電気伝導性・熱伝導性に優れたパッケージとする観点から、金、銀及び銅が好ましく、銀及び銅がより好ましい。コストが低減されたパッケージとする観点から、安価な材料である、銀、銅及びはんだが好ましく、銅及びはんだがより好ましく、はんだが更に好ましい。室温において金属の表面に酸化膜が形成すると生産性が低下すること及びコストが増加することがあるため、酸化膜の形成を抑制する観点から、金、銀、銅及びはんだが好ましく、金、銀、はんだがより好ましく、金、銀が更に好ましい。 Among the above-mentioned metals, gold, silver, and copper are preferred, and silver and copper are more preferred, from the viewpoint of providing a package with excellent electrical conductivity and thermal conductivity at the connecting portion. From the viewpoint of providing a package with reduced cost, silver, copper, and solder, which are inexpensive materials, are preferable, copper and solder are more preferable, and solder is even more preferable. If an oxide film is formed on the surface of a metal at room temperature, productivity may decrease and costs may increase. Therefore, from the viewpoint of suppressing the formation of an oxide film, gold, silver, copper, and solder are preferable. , solder is more preferred, and gold and silver are even more preferred.

上記配線15及びバンプ32の表面には、金、銀、銅、はんだ(主成分は、例えば、スズ-銀、スズ-鉛、スズ-ビスマス、スズ-銅等)、スズ、ニッケルなどを主な成分とする金属層が、例えばメッキにより形成されていてもよい。この金属層は単一の成分のみで構成されていても、複数の成分から構成されていてもよい。また、上記金属層は、単層又は複数の金属層が積層された構造をしていてもよい。 The surfaces of the wiring 15 and bumps 32 are mainly made of gold, silver, copper, solder (main components are, for example, tin-silver, tin-lead, tin-bismuth, tin-copper, etc.), tin, nickel, etc. The metal layer as a component may be formed by plating, for example. This metal layer may be composed of only a single component or a plurality of components. Further, the metal layer may have a single layer structure or a structure in which a plurality of metal layers are stacked.

また、本実施形態の半導体装置は、半導体装置100~400に示すような構造(パッケージ)が複数積層されていてもよい。この場合、半導体装置100~400は、金、銀、銅、はんだ(主成分は、例えばスズ-銀、スズ-鉛、スズ-ビスマス、スズ-銅、スズ-銀-銅等)、スズ、ニッケルなどを含むバンプ、配線等で互いに電気的に接続されていてもよい。 Further, the semiconductor device of this embodiment may have a plurality of stacked structures (packages) as shown in semiconductor devices 100 to 400. In this case, the semiconductor devices 100 to 400 include gold, silver, copper, solder (main components include, for example, tin-silver, tin-lead, tin-bismuth, tin-copper, tin-silver-copper, etc.), tin, nickel, etc. They may be electrically connected to each other by bumps, wiring, etc., including the like.

半導体装置を複数積層する手法としては、図3に示すように、例えばTSV(Through-Silicon Via)技術が挙げられる。図3は、本発明の半導体装置の他の一実施形態を示す模式断面図であり、TSV技術を用いた半導体装置である。図3に示す半導体装置500では、インターポーザ50上に形成された配線15が半導体チップ10の配線15と接続バンプ30を介して接続されることにより、半導体チップ10とインターポーザ50とはフリップチップ接続されている。半導体チップ10とインターポーザ50との間の空隙には接着剤(例えば、フラックス含有組成物及びフラックス非含有組成物)の硬化物が隙間なく充填されており、封止部40を構成している。上記半導体チップ10におけるインターポーザ50と反対側の表面上には、配線15、接続バンプ30及び封止部40を介して半導体チップ10が繰り返し積層されている。半導体チップ10の表裏におけるパターン面の配線15は、半導体チップ10の内部を貫通する孔内に充填された貫通電極34により互いに接続されている。なお、貫通電極34の材質としては、銅、アルミニウム等を用いることができる。 As a method of stacking a plurality of semiconductor devices, for example, TSV (Through-Silicon Via) technology can be cited as shown in FIG. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing another embodiment of the semiconductor device of the present invention, which is a semiconductor device using TSV technology. In the semiconductor device 500 shown in FIG. 3, the wiring 15 formed on the interposer 50 is connected to the wiring 15 of the semiconductor chip 10 via the connection bumps 30, so that the semiconductor chip 10 and the interposer 50 are flip-chip connected. ing. The gap between the semiconductor chip 10 and the interposer 50 is filled with a cured adhesive (for example, a flux-containing composition and a flux-free composition) to form a sealing part 40 . On the surface of the semiconductor chip 10 on the side opposite to the interposer 50, the semiconductor chips 10 are repeatedly stacked with wirings 15, connection bumps 30, and sealing parts 40 interposed therebetween. The wirings 15 on the pattern surfaces on the front and back sides of the semiconductor chip 10 are connected to each other by through electrodes 34 filled in holes that penetrate inside the semiconductor chip 10 . Note that as the material of the through electrode 34, copper, aluminum, etc. can be used.

このようなTSV技術により、通常は使用されない半導体チップの裏面からも信号を取得することが可能となる。さらには、半導体チップ10内に貫通電極34を垂直に通すため、対向する半導体チップ10間、並びに、半導体チップ10及びインターポーザ50間の距離を短くし、柔軟な接続が可能である。本実施形態の半導体用フィルム状接着剤は、このようなTSV技術において、対向する半導体チップ10間、並びに、半導体チップ10及びインターポーザ50間の半導体用フィルム状接着剤として適用することができる。 Such TSV technology makes it possible to obtain signals even from the back side of a semiconductor chip, which is not normally used. Furthermore, since the through electrodes 34 are vertically passed through the semiconductor chips 10, the distances between the opposing semiconductor chips 10 and between the semiconductor chips 10 and the interposer 50 can be shortened, allowing for flexible connections. The film adhesive for semiconductors of this embodiment can be applied as a film adhesive for semiconductors between opposing semiconductor chips 10 and between semiconductor chips 10 and interposer 50 in such TSV technology.

また、エリヤバンプチップ技術等の自由度の高いバンプ形成方法では、インターポーザを介さないでそのまま半導体チップをマザーボードに直接実装できる。本実施形態の半導体用フィルム状接着剤は、このような半導体チップをマザーボードに直接実装する場合にも適用することができる。なお、本実施形態の半導体用フィルム状接着剤は、2つの配線回路基板を積層する場合に、基板間の空隙を封止する際にも適用することができる。 Furthermore, with a highly flexible bump forming method such as area bump chip technology, a semiconductor chip can be directly mounted on a motherboard without using an interposer. The film adhesive for semiconductors of this embodiment can also be applied when such semiconductor chips are directly mounted on a motherboard. Note that the film adhesive for semiconductors of this embodiment can also be applied to seal a gap between two printed circuit boards when laminating them.

<半導体装置の製造方法>
本実施形態の半導体装置の製造方法について、図4を用いて、第一の接着層がフラックス含有組成物により形成された接着層であり、第二の接着層がフラックス非含有組成物により形成された接着層である場合を例に挙げて説明する。ただし、第一の接着層及び第二の接着層を形成する熱硬化性樹脂組成物が異なる場合であっても、同様にして半導体装置を製造できる。
<Method for manufacturing semiconductor devices>
Regarding the method for manufacturing a semiconductor device of this embodiment, using FIG. 4, the first adhesive layer is an adhesive layer formed of a flux-containing composition, and the second adhesive layer is formed of a flux-free composition. An example will be explained in which the adhesive layer is used as an adhesive layer. However, even if the thermosetting resin compositions forming the first adhesive layer and the second adhesive layer are different, the semiconductor device can be manufactured in the same manner.

図4は、本発明の半導体装置の製造方法の一実施形態を模式的に示す図であり、各工程を示す図4(a)、図4(b)及び図4(c)は、半導体装置の断面を示す。 FIG. 4 is a diagram schematically showing an embodiment of the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, and FIG. 4(a), FIG. 4(b), and FIG. A cross section is shown.

まず、図4(a)に示すように、配線15を有する基板20上に、接続バンプ30を形成する位置に開口を有するソルダーレジスト60を形成する。このソルダーレジスト60は必ずしも設ける必要はない。しかしながら、基板20上にソルダーレジストを設けることにより、配線15間のブリッジの発生を抑制し、接続信頼性・絶縁信頼性を向上させることができる。ソルダーレジスト60は、例えば、市販のパッケージ用ソルダーレジスト用インキを用いて形成することができる。市販のパッケージ用ソルダーレジスト用インキとしては、具体的には、SRシリーズ(日立化成株式会社製、商品名)及びPSR4000-AUSシリーズ(太陽インキ製造株式会社製、商品名)が挙げられる。 First, as shown in FIG. 4A, a solder resist 60 having openings at positions where connection bumps 30 are to be formed is formed on a substrate 20 having wiring 15. This solder resist 60 does not necessarily need to be provided. However, by providing a solder resist on the substrate 20, it is possible to suppress the occurrence of bridges between the wirings 15 and improve connection reliability and insulation reliability. The solder resist 60 can be formed using, for example, a commercially available solder resist ink for packages. Specific examples of commercially available solder resist inks for packages include the SR series (manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd., trade name) and the PSR4000-AUS series (manufactured by Taiyo Ink Manufacturing Co., Ltd., trade name).

次に、図4(a)に示すように、ソルダーレジスト60の開口に接続バンプ30を形成する。そして、図4(b)に示すように、接続バンプ30及びソルダーレジスト60が形成された基板20上に、フラックス非含有組成物を含む第二の接着層41b側の面が基板20側となるように、本実施形態の半導体用フィルム状接着剤(以下、場合により「フィルム状接着剤」という。)41を貼付する。フィルム状接着剤41の貼付は、加熱プレス、ロールラミネート、真空ラミネート等によって行うことができる。フィルム状接着剤41の供給面積及び厚みは、半導体チップ10及び基板20のサイズ、接続バンプ30の高さ等によって適宜設定される。なお、フィルム状接着剤41の貼付は、フラックス含有組成物を含む第一の接着層41a側の面が基板20側となるように行ってもよい。 Next, as shown in FIG. 4(a), connection bumps 30 are formed in the openings of the solder resist 60. Then, as shown in FIG. 4B, on the substrate 20 on which the connection bumps 30 and the solder resist 60 are formed, the surface on the side of the second adhesive layer 41b containing the flux-free composition becomes the substrate 20 side. The film adhesive for semiconductors (hereinafter referred to as "film adhesive" in some cases) 41 of this embodiment is applied as shown in FIG. The film adhesive 41 can be attached by heat pressing, roll lamination, vacuum lamination, or the like. The supply area and thickness of the film adhesive 41 are appropriately set depending on the sizes of the semiconductor chip 10 and the substrate 20, the height of the connection bumps 30, and the like. Note that the film adhesive 41 may be attached so that the surface on the first adhesive layer 41a side containing the flux-containing composition is on the substrate 20 side.

上記のとおりフィルム状接着剤41を基板20に貼り付けた後、半導体チップ10の配線15と接続バンプ30とをフリップチップボンダー等の接続装置を用いて、位置合わせする。続いて、半導体チップ10と基板20とを接続バンプ30の融点以上の温度で加熱しながら圧着し、図4(c)に示すように、半導体チップ10と基板20とを接続すると共に、フィルム状接着剤41の硬化物からなる封止部40によって、半導体チップ10及び基板20間の空隙を封止充填する。以上により、半導体装置600が得られる。 After the film adhesive 41 is attached to the substrate 20 as described above, the wiring 15 of the semiconductor chip 10 and the connection bumps 30 are aligned using a connection device such as a flip chip bonder. Subsequently, the semiconductor chip 10 and the substrate 20 are pressed together while being heated at a temperature higher than the melting point of the connection bumps 30, and as shown in FIG. 4(c), the semiconductor chip 10 and the substrate 20 are connected and a film-like The gap between the semiconductor chip 10 and the substrate 20 is sealed and filled by the sealing portion 40 made of a cured adhesive 41. Through the above steps, a semiconductor device 600 is obtained.

圧着時間は、例えば、5秒以下であってよい。本実施形態では、上述した本実施形態のフィルム状接着剤41を用いるため、圧着時間が5秒以下であっても、優れた接続信頼性を有する半導体装置を得ることができる。 The crimping time may be, for example, 5 seconds or less. In this embodiment, since the film adhesive 41 of this embodiment described above is used, a semiconductor device having excellent connection reliability can be obtained even if the pressure bonding time is 5 seconds or less.

本実施形態の半導体装置の製造方法では、位置合わせをした後に仮固定し(半導体用フィルム状接着剤を介している状態)、リフロー炉で加熱処理することによって、接続バンプ30を溶融させて半導体チップ10と基板20とを接続してもよい。仮固定の段階では、金属接合を形成することが必ずしも必要ではないため、上記の加熱しながら圧着する方法に比べて低荷重、短時間、低温度による圧着でよく、生産性が向上すると共に接続部の劣化を抑制することができる。 In the method for manufacturing a semiconductor device of this embodiment, after positioning, the semiconductor device is temporarily fixed (through a film adhesive for semiconductors), and heat-treated in a reflow oven to melt the connection bumps 30 and make the semiconductor The chip 10 and the substrate 20 may be connected. At the temporary fixing stage, it is not necessarily necessary to form a metal bond, so compared to the above-mentioned method of crimping while heating, crimping can be performed with a lower load, in a shorter time, and at a lower temperature, improving productivity and making the connection easier. deterioration of the parts can be suppressed.

また、半導体チップ10と基板20とを接続した後、オーブン等で加熱処理を行って、更に接続信頼性・絶縁信頼性を高めてもよい。加熱温度は、フィルム状接着剤の硬化が進行する温度が好ましく、完全に硬化する温度がより好ましい。加熱温度、加熱時間は適宜設定される。 Further, after connecting the semiconductor chip 10 and the substrate 20, heat treatment may be performed in an oven or the like to further improve connection reliability and insulation reliability. The heating temperature is preferably a temperature at which curing of the film adhesive proceeds, more preferably a temperature at which it is completely cured. The heating temperature and heating time are set appropriately.

本実施形態の半導体装置の製造方法では、フィルム状接着剤41を半導体チップ10に貼付した後に基板20を接続してもよい。 In the semiconductor device manufacturing method of this embodiment, the substrate 20 may be connected after the film adhesive 41 is attached to the semiconductor chip 10.

生産性が向上する観点から、複数の半導体チップ10が連結した半導体ウェハに半導体用フィルム状接着剤を供給した後、ダイシングして個片化することによって、半導体チップ10上に半導体用フィルム状接着剤が供給された構造体を得てもよい。半導体用フィルム状接着剤は、例えば、加熱プレス、ロールラミネート及び真空ラミネート等の貼付方式により半導体チップ10上の配線、バンプ等を埋め込むように供給すればよい。この場合、樹脂の供給量が一定となるため生産性が向上し、埋め込み不足によるボイドの発生及びダイシング性の低下を抑制することができる。 From the viewpoint of improving productivity, by supplying a semiconductor film adhesive to a semiconductor wafer in which a plurality of semiconductor chips 10 are connected, and then dicing to separate the semiconductor wafer into individual pieces, the semiconductor film adhesive is applied onto the semiconductor chips 10. A structure provided with the agent may be obtained. The film adhesive for semiconductors may be supplied so as to embed wiring, bumps, etc. on the semiconductor chip 10 by, for example, a pasting method such as hot pressing, roll lamination, or vacuum lamination. In this case, since the amount of resin supplied is constant, productivity is improved, and generation of voids and deterioration of dicing performance due to insufficient embedding can be suppressed.

接続荷重は、接続バンプ30の数及び高さのばらつき、加圧による接続バンプ30、又は接続部のバンプを受ける配線の変形量を考慮して設定される。接続温度は、接続部の温度が接続バンプ30の融点以上であることが好ましいが、それぞれの接続部(バンプ及び配線)の金属接合が形成される温度であればよい。接続バンプ30がはんだバンプである場合は、約240℃以上が好ましい。 The connection load is set in consideration of the variation in the number and height of the connection bumps 30, the amount of deformation of the wiring that receives the connection bumps 30 due to pressurization, or the bumps at the connection portion. Although it is preferable that the temperature of the connection portion be equal to or higher than the melting point of the connection bump 30, the connection temperature may be any temperature at which metal bonding of the respective connection portions (bumps and wiring) is formed. When the connection bumps 30 are solder bumps, the temperature is preferably about 240° C. or higher.

接続時の接続時間は、接続部の構成金属により異なるが、生産性が向上する観点から短時間であるほど好ましい。接続バンプ30がはんだバンプである場合、接続時間は20秒以下が好ましく、10秒以下がより好ましく、5秒以下が更に好ましい。銅-銅又は銅-金の金属接続の場合は、接続時間は60秒以下が好ましい。 The connection time at the time of connection varies depending on the constituent metal of the connection part, but from the viewpoint of improving productivity, the shorter the connection time, the more preferable. When the connection bump 30 is a solder bump, the connection time is preferably 20 seconds or less, more preferably 10 seconds or less, and even more preferably 5 seconds or less. In the case of copper-copper or copper-gold metal connections, the connection time is preferably 60 seconds or less.

上述した様々なパッケージ構造のフリップチップ接続部においても、本実施形態の半導体用フィルム状接着剤は、優れた耐リフロー性及び接続信頼性を示す。 The film adhesive for semiconductors of this embodiment also exhibits excellent reflow resistance and connection reliability in the flip-chip connections of the various package structures described above.

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments.

以下、実施例により本発明をより具体的に説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to the Examples.

<単層フィルムA及びBの作製>
フラックス含有層を備える単層フィルムA、及び、フラックス非含有層を備える単層フィルムBの作製に使用した化合物を以下に示す。
(a)エポキシ樹脂
・トリフェノールメタン骨格含有多官能固形エポキシ(三菱ケミカル株式会社製、商品名:jER1032H60)
・ビスフェノールF型液状エポキシ(三菱ケミカル株式会社製、商品名:jERYL983U)
(b)硬化剤
・2,4-ジアミノ-6-[2’-メチルイミダゾリル-(1’)]-エチル-s-トリアジンイソシアヌル酸付加体(四国化成工業株式会社製、商品名:2MAOK-PW)
(c)フラックス化合物
・グルタル酸(東京化成株式会社製、融点約98℃)
・2-メチルグルタル酸(シグマアルドリッチ社製、融点約78℃)
(d)高分子成分
・フェノキシ樹脂(東都化成株式会社製、商品名:ZX1356-2、Tg:約71℃、重量平均分子量Mw:約63000)
(e)フィラー
・シリカフィラー(株式会社アドマテックス製、商品名:SE2050、平均粒径:0.5μm)
・エポキシシラン表面処理フィラー(株式会社アドマテックス製、商品名:SE2050-SEJ、平均粒径:0.5μm)
・メタクリル表面処理ナノシリカフィラー(株式会社アドマテックス製、商品名:YA050C-MJE、平均粒径:約50nm)
・有機フィラー(樹脂フィラー、ロームアンドハースジャパン株式会社製、EXL-2655:コアシェルタイプ有機微粒子)
<Preparation of monolayer films A and B>
The compounds used to produce the single-layer film A with a flux-containing layer and the single-layer film B with a non-flux-containing layer are shown below.
(a) Epoxy resin/triphenolmethane skeleton-containing polyfunctional solid epoxy (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, product name: jER1032H60)
・Bisphenol F type liquid epoxy (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, product name: jERYL983U)
(b) Curing agent/2,4-diamino-6-[2'-methylimidazolyl-(1')]-ethyl-s-triazine isocyanuric acid adduct (manufactured by Shikoku Kasei Kogyo Co., Ltd., product name: 2MAOK-PW) )
(c) Flux compound/glutaric acid (manufactured by Tokyo Kasei Co., Ltd., melting point approximately 98°C)
・2-Methylglutaric acid (manufactured by Sigma-Aldrich, melting point approximately 78°C)
(d) Polymer component - phenoxy resin (manufactured by Toto Kasei Co., Ltd., product name: ZX1356-2, Tg: about 71°C, weight average molecular weight Mw: about 63000)
(e) Filler/silica filler (manufactured by Admatex Co., Ltd., product name: SE2050, average particle size: 0.5 μm)
・Epoxy silane surface treatment filler (manufactured by Admatex Co., Ltd., product name: SE2050-SEJ, average particle size: 0.5 μm)
・Methacrylic surface treated nano silica filler (manufactured by Admatex Co., Ltd., product name: YA050C-MJE, average particle size: approximately 50 nm)
・Organic filler (resin filler, manufactured by Rohm and Haas Japan Co., Ltd., EXL-2655: core-shell type organic fine particles)

単層フィルムAの作製では、表1に示す配合量(単位:質量部)のエポキシ樹脂、硬化剤、フラックス化合物、高分子成分及びフィラーを、NV値([乾燥後の塗料分質量]/[乾燥前の塗料分質量]×100)が50%になるように有機溶媒(メチルエチルケトン)に添加した。その後、Φ1.0mmのビーズ及びΦ2.0mmのビーズを、固形分(エポキシ樹脂、硬化剤、フラックス化合物、高分子成分及びフィラー)と同質量加え、ビーズミル(フリッチュ・ジャパン株式会社、遊星型微粉砕機P-7)で30分撹拌した。撹拌後、ビーズをろ過によって除去し、塗工ワニスを作製した。単層フィルムBの作製では、フラックス化合物を用いなかったこと以外は、上記単層フィルムAの場合と同様にして、塗工ワニスを作製した。 In the production of single-layer film A, the epoxy resin, curing agent, flux compound, polymer component, and filler in the amounts (unit: parts by mass) shown in Table 1 were added to the NV value ([mass of paint after drying]/[ It was added to an organic solvent (methyl ethyl ketone) so that the weight of the paint before drying]×100) was 50%. After that, beads of Φ1.0 mm and beads of Φ2.0 mm were added in the same mass as the solid content (epoxy resin, curing agent, flux compound, polymer component, and filler), and a bead mill (Fritsch Japan Co., Ltd., planetary type pulverization) The mixture was stirred for 30 minutes using a machine (P-7). After stirring, the beads were removed by filtration to prepare a coating varnish. In producing the monolayer film B, a coating varnish was produced in the same manner as in the case of the monolayer film A above, except that no flux compound was used.

得られた塗工ワニスを、基材フィルム(帝人デュポンフィルム株式会社製、商品名:ピューレックスA54)上に、小型精密塗工装置(廉井精機)で塗工し、クリーンオーブン(ESPEC株式会社製)で乾燥(80℃/10min)して、表1に示す単層フィルム(A-1)、(A-2)、(A-3)、(A-4)、(B-1)及び(BB-2)を得た。単層フィルムAにおけるフラックス含有層の厚さ及び単層フィルムBにおけるフラックス非含有層の厚さは、いずれも20μmとした。 The obtained coating varnish was applied onto a base film (manufactured by Teijin DuPont Films Co., Ltd., trade name: Purex A54) using a small precision coating device (Nasui Seiki), and then placed in a clean oven (ESPEC Co., Ltd.). (80°C/10 min) to form single layer films (A-1), (A-2), (A-3), (A-4), (B-1) and (BB-2) was obtained. The thickness of the flux-containing layer in single-layer film A and the thickness of the non-flux-containing layer in single-layer film B were both 20 μm.

<単層フィルムCの作製>
フラックス非含有層を備える単層フィルムCの作製に使用した化合物を以下に示す。
(A)(メタ)アクリル化合物
・フルオレン型骨格を有するアクリレート(大阪ガスケミカル株式会社製、商品名:EA-0200、2官能基)
<Preparation of monolayer film C>
The compounds used to prepare the single layer film C with a non-flux-containing layer are shown below.
(A) (meth)acrylic compound - Acrylate with fluorene type skeleton (manufactured by Osaka Gas Chemical Co., Ltd., product name: EA-0200, bifunctional group)

(B)熱ラジカル発生剤
・ジクミル過酸化物(日油株式会社製、商品名:パークミル(登録商標)D)
・1,4-ビス-((tert-ブチルパーオキシ)ジイソプロピル)ベンゼン(日油株式会社製、商品名:パーブチル(登録商標)P)
(B) Thermal radical generator ・Dicumyl peroxide (manufactured by NOF Corporation, product name: Percmil (registered trademark) D)
・1,4-bis-((tert-butylperoxy)diisopropyl)benzene (manufactured by NOF Corporation, trade name: Perbutyl (registered trademark) P)

(C)高分子成分
・アクリル樹脂(日立化成株式会社製、商品名:KH-CT-865、重量平均分子量Mw:100000、Tg:10℃)
(C) Polymer component - Acrylic resin (manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd., product name: KH-CT-865, weight average molecular weight Mw: 100000, Tg: 10°C)

(D)フィラー
単層フィルムA及びBの作製に用いたフィラー((e)成分)と同様のフィラーを用いた。
(D) Filler The same filler as the filler (component (e)) used in the production of single-layer films A and B was used.

表1に示す配合量(単位:質量部)の(メタ)アクリル化合物、高分子成分及びフィラーをNV値が50%になるように有機溶媒(メチルエチルケトン)に添加した。その後、Φ1.0mmのビーズ及びΦ2.0mmのビーズを、固形分((メタ)アクリル化合物、高分子成分及びフィラー)と同質量加え、ビーズミル(フリッチュ・ジャパン株式会社製、遊星型微粉砕機P-7)で30分撹拌した。撹拌後、ビーズをろ過によって除去した。次いで、得られた混合物に熱ラジカル発生剤を添加し、撹拌混合し、塗工ワニスを作製した。 A (meth)acrylic compound, a polymer component, and a filler in the amounts (unit: parts by mass) shown in Table 1 were added to an organic solvent (methyl ethyl ketone) so that the NV value was 50%. Then, beads of Φ1.0 mm and beads of Φ2.0 mm were added in the same mass as the solid content ((meth)acrylic compound, polymer component, and filler), and a bead mill (manufactured by Fritsch Japan Co., Ltd., planetary type pulverizer P -7) for 30 minutes. After stirring, the beads were removed by filtration. Next, a thermal radical generator was added to the obtained mixture, and the mixture was stirred and mixed to prepare a coating varnish.

得られた塗工ワニスを、基材フィルム(帝人デュポンフィルム株式会社製、商品名:ピューレックスA54)上に、小型精密塗工装置(株式会社廉井精機製)で塗工し、クリーンオーブン(ESPEC株式会社製)で乾燥(80℃/10min)して、表1に示す単層フィルム(C-1)、(C-2)、(C-3)及び(C-4)を得た。単層フィルムCにおけるフラックス非含有層の厚さはいずれも20μmとした。 The obtained coating varnish was applied onto a base film (manufactured by Teijin DuPont Films Ltd., trade name: Purex A54) using a small precision coating device (manufactured by Renai Seiki Co., Ltd.), and then placed in a clean oven ( (manufactured by ESPEC Corporation) (80° C./10 min) to obtain single-layer films (C-1), (C-2), (C-3), and (C-4) shown in Table 1. The thickness of each flux-free layer in the single-layer film C was 20 μm.

<2層フィルムの作製>
(実施例1~6及び比較例1~4)
上記で作製した単層フィルムのうち、同一又は異なる2つのフィルムを50℃でラミネートし、総厚40μmのフィルム状接着剤を作製した。単層フィルムの組み合わせは、表1に示すとおりとした。なお、同一のフィルムを用いた場合には、第二の接着層が存在しないため、表1では第一の接着層のみを示している。
<Preparation of two-layer film>
(Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 4)
Among the single-layer films produced above, two identical or different films were laminated at 50°C to produce a film adhesive having a total thickness of 40 μm. The combinations of single layer films were as shown in Table 1. Note that when the same film is used, there is no second adhesive layer, so Table 1 shows only the first adhesive layer.

<評価>
以下に示す方法で、実施例及び比較例で得られたフィルム状接着剤及び該フィルム状接着剤を用いて作製した半導体装置について、弾性率測定、チップ反り評価、初期接続性の評価、ボイド評価、及び温度サイクル試験評価を行った。結果を表1に示す。
<Evaluation>
The film adhesives obtained in Examples and Comparative Examples and the semiconductor devices manufactured using the film adhesives were subjected to elastic modulus measurement, chip warpage evaluation, initial connectivity evaluation, and void evaluation using the methods shown below. , and temperature cycle test evaluation. The results are shown in Table 1.

(弾性率測定)
実施例又は比較例で得られたフィルム状接着剤を所定のサイズ(縦40mm×横4.0mm×厚さ0.06mm)に切り出し、クリーンオーブン(ESPEC株式会社製)中でキュアすることで、試験サンプルを得た。キュアの条件は、240℃、1時間とした。
(elastic modulus measurement)
By cutting out the film adhesive obtained in the example or comparative example into a predetermined size (length 40 mm x width 4.0 mm x thickness 0.06 mm) and curing it in a clean oven (manufactured by ESPEC Corporation), A test sample was obtained. The curing conditions were 240°C for 1 hour.

動的粘弾性測定装置(株式会社ユービーエム製、商品名:Rheogel-E4000)を用いて、上記試験サンプルの弾性率を測定した。 The elastic modulus of the test sample was measured using a dynamic viscoelasticity measurement device (manufactured by UBM Co., Ltd., trade name: Rheogel-E4000).

(チップ反り評価)
実施例又は比較例で得られたフィルム状接着剤を、真空ラミネータ(株式会社エヌ・ピー・シー製、商品名:LM-50X50-S)を用いてシリコンチップ(縦10mm×横10mm×厚さ0.05mm、酸化膜コーティング)上にラミネートした。次に、フィルム状接着剤をラミネートしたサンプルを、クリーンオーブン(ESPEC株式会社製)中でキュアし、試験サンプルを得た。キュアの条件は240℃、1時間とした。
(Chip warpage evaluation)
The film adhesive obtained in the example or comparative example was coated with a silicon chip (length 10 mm x width 10 mm x thickness) using a vacuum laminator (manufactured by NPC Corporation, product name: LM-50X50-S). 0.05 mm, oxide film coating). Next, the sample laminated with the film adhesive was cured in a clean oven (manufactured by ESPEC Corporation) to obtain a test sample. The curing conditions were 240°C for 1 hour.

3D加熱表面形状測定装置サーモレイPS200S(akrometrix社製)を用いたモアレ測定を行い、反りの結果が130μmより小さいものを「A」として、130μm以上150μm未満のものを「B」とし、150μm以上のものを「C」として、チップ反りを評価した。具体的には縦縞が入ったガラスの下に、上記試験サンプルを設置し、斜め方向から光を当て、干渉縞をカメラで測定し、解析することによって試験サンプルの反りを測定した。 Moiré measurement was performed using a 3D heating surface shape measuring device ThermoRay PS200S (manufactured by Akrometrix), and those with warpage results of less than 130 μm were designated as "A", those with warpage of 130 μm or more and less than 150 μm were designated as "B", and those with warpage of 150 μm or more were designated as "B". The chip warpage was evaluated with a rating of "C". Specifically, the test sample was placed under glass with vertical stripes, and the warp of the test sample was measured by shining light from an oblique direction and measuring and analyzing the interference fringes with a camera.

(初期接続性の評価)
実施例又は比較例で作製したフィルム状接着剤を所定のサイズ(縦8mm×横8mm×厚さ40μm)に切り出し、評価用サンプルを作製した。次いで、評価用サンプルをガラスエポキシ基板(ガラスエポキシ基材:420μm厚、銅配線:9μm厚)上に貼付し、はんだバンプ付き半導体チップ(チップサイズ:縦7.3mm×横7.3mm×厚さ0.15mm、バンプ高さ:銅ピラー+はんだ計約40μm、バンプ数328)をフリップ実装装置「FCB3」(パナソニック株式会社製、商品名)で実装した。実装条件は、圧着ヘッド温度350℃、圧着時間3秒、圧着圧力0.5MPaとした。これにより、図4と同様に上記ガラスエポキシ基板と、はんだバンプ付き半導体チップとがデイジーチェーン接続された半導体装置を作製した。なお、実施例1~5、並びに比較例1及び4の評価用サンプルは、第二の接着層とガラスエポキシ基板とが接するように、ガラス基板上に貼付した。
(Evaluation of initial connectivity)
The film-like adhesive produced in the example or comparative example was cut into a predetermined size (length 8 mm x width 8 mm x thickness 40 μm) to prepare a sample for evaluation. Next, the evaluation sample was pasted on a glass epoxy substrate (glass epoxy base material: 420 μm thick, copper wiring: 9 μm thick), and a semiconductor chip with solder bumps (chip size: 7.3 mm long x 7.3 mm wide x thick) was attached. 0.15 mm, bump height: copper pillar + solder total approximately 40 μm, number of bumps 328) was mounted using a flip mounting device “FCB3” (manufactured by Panasonic Corporation, trade name). The mounting conditions were a crimping head temperature of 350° C., a crimping time of 3 seconds, and a crimping pressure of 0.5 MPa. As a result, a semiconductor device was manufactured in which the glass epoxy substrate and the semiconductor chip with solder bumps were connected in a daisy chain in the same manner as in FIG. The evaluation samples of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 and 4 were attached onto a glass substrate so that the second adhesive layer and the glass epoxy substrate were in contact with each other.

得られた半導体装置の接続抵抗値を、マルチメータ(株式会社アドバンテスト製、商品名:R6871E)を用いて測定することにより、実装後の初期導通を評価した。接続抵抗値が10.0Ω以上13.5Ω以下の場合を接続性「A」(良好)とし、接続抵抗値が13.5Ωより大きく20Ω以下の場合を接続性「B」(不良)とし、接続抵抗値が20Ωより大きい場合、接続抵抗値が10Ω未満の場合及び接続不良により抵抗値が表示されない場合を全て接続性「C」(不良)として、評価した。 Initial conduction after mounting was evaluated by measuring the connection resistance value of the obtained semiconductor device using a multimeter (manufactured by Advantest Co., Ltd., trade name: R6871E). If the connection resistance value is 10.0Ω or more and 13.5Ω or less, the connectivity is “A” (good), and if the connection resistance value is greater than 13.5Ω and 20Ω or less, the connectivity is “B” (poor). When the resistance value was greater than 20Ω, when the connection resistance value was less than 10Ω, and when the resistance value was not displayed due to poor connection, all cases were evaluated as connectivity “C” (poor).

(ボイド評価)
上記の方法で作製した半導体装置について、超音波映像診断装置(商品名:Insight-300、インサイト株式会社製)により外観画像を撮り、スキャナGT-9300UF(セイコーエプソン株式会社製、商品名)でチップ上の接着剤部分(半導体用フィルム状接着剤の硬化物からなる部分)の画像を取り込み、画像処理ソフトAdobe Photoshop(登録商標)を用いて、色調補正、二階調化によりボイド部分を識別し、ヒストグラムによりボイド部分の占める割合を算出した。チップ上の接着剤部分の面積を100%として、ボイド発生率が5%以下の場合を「A」とし、5%より多く10%以下の場合を「B」とし、10%より多い場合を「C」として評価した。
(Void evaluation)
For the semiconductor device manufactured by the above method, an external image was taken using an ultrasonic imaging diagnostic device (product name: Insight-300, manufactured by Insight Corporation), and an external image was taken using a scanner GT-9300UF (manufactured by Seiko Epson Corporation, product name). An image of the adhesive part (a part made of a cured film adhesive for semiconductors) on the chip is captured, and void parts are identified by color tone correction and two-tone conversion using image processing software Adobe Photoshop (registered trademark). , The proportion occupied by the void portion was calculated using a histogram. Taking the area of the adhesive part on the chip as 100%, the case where the void occurrence rate is 5% or less is rated "A", the case where it is more than 5% and 10% or less is rated "B", and the case where it is more than 10% is rated " It was evaluated as "C".

(温度サイクル試験評価(耐TCT評価))
上記の方法で作製した半導体装置を、封止材(日立化成株式会社製、商品名:CEL9750ZHF10)を用いて、180℃、6.75MPa、90秒の条件でモールドした。次いで、クリーンオーブン(ESPEC株式会社製)中で、175℃、5時間の条件でアフターキュアを行い、パッケージを得た。次に、このパッケージを冷熱サイクル試験機(楠本化成株式会社製、商品名:THERMAL SHOCK CHAMBER NT1200)につなぎ、1mA電流を流し、25℃2分間/-55℃15分間/25℃2分間/125℃15分間/25℃2分間を1サイクルとして、1000サイクル繰り返した後の接続抵抗の変化を評価した。初期の抵抗値波形と比べて1000サイクル後も大きな変化がなかった場合(差が生じなかった又は1Ω未満の差が生じた場合)を「A」、1Ω以上の差が生じた場合を「B」とした。
(Temperature cycle test evaluation (TCT resistance evaluation))
The semiconductor device produced by the above method was molded using a sealing material (manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd., trade name: CEL9750ZHF10) under conditions of 180° C., 6.75 MPa, and 90 seconds. Next, after-curing was performed in a clean oven (manufactured by ESPEC Corporation) at 175° C. for 5 hours to obtain a package. Next, this package was connected to a thermal cycle tester (manufactured by Kusumoto Kasei Co., Ltd., product name: THERMAL SHOCK CHAMBER NT1200), a 1 mA current was applied, and the test was carried out at 25°C for 2 minutes/-55°C for 15 minutes/25°C for 2 minutes/125°C. The change in connection resistance was evaluated after repeating 1000 cycles, each cycle consisting of 15 minutes at 15 minutes at 25 degrees Celsius and 2 minutes at 25 degrees Celsius. If there is no significant change after 1000 cycles compared to the initial resistance waveform (no difference or a difference of less than 1Ω), it is rated “A”, and if there is a difference of 1Ω or more, it is rated “B”. ”.

Figure 0007351393000005
Figure 0007351393000005

実施例の半導体用フィルム状接着剤は、反りが低減されおり、ボイド発生が充分に抑制され、電気接続性が良好であり、温度サイクル試験後も電気接続性に優れることが確認された。 It was confirmed that the film adhesive for semiconductors of the example had reduced warpage, sufficiently suppressed void generation, good electrical connectivity, and excellent electrical connectivity even after the temperature cycle test.

10…半導体チップ、15…配線(接続部)、20…基板(配線回路基板)、30…接続バンプ、32…バンプ(接続部)、34…貫通電極、40…封止部、41…半導体用フィルム状接着剤、50…インターポーザ、60…ソルダーレジスト、100,200,300,400,500,600…半導体装置。

DESCRIPTION OF SYMBOLS 10... Semiconductor chip, 15... Wiring (connection part), 20... Substrate (wiring circuit board), 30... Connection bump, 32... Bump (connection part), 34... Through electrode, 40... Sealing part, 41... For semiconductor Film adhesive, 50...Interposer, 60...Solder resist, 100,200,300,400,500,600...Semiconductor device.

Claims (10)

フィラーを含む半導体用フィルム状接着剤であって、
第一の接着層と、該第一の接着層上に設けられた第二の接着層を備え、
前記第一の接着層及び前記第二の接着層の一方がフラックス化合物を含有する熱硬化性接着層であり、
前記第一の接着層及び前記第二の接着層の他方がフラックス化合物を含有しない熱硬化性接着層であり、
前記フラックス化合物を含有しない熱硬化性接着層が、ラジカル硬化系の接着剤で構成され、
前記フィラーの含有量が、半導体用フィルム状接着剤の全質量を基準として、30~60質量%である、半導体用フィルム状接着剤。
A film adhesive for semiconductors containing a filler,
comprising a first adhesive layer and a second adhesive layer provided on the first adhesive layer,
One of the first adhesive layer and the second adhesive layer is a thermosetting adhesive layer containing a flux compound,
The other of the first adhesive layer and the second adhesive layer is a thermosetting adhesive layer that does not contain a flux compound,
The thermosetting adhesive layer not containing the flux compound is composed of a radical curing adhesive,
A film adhesive for semiconductors, wherein the content of the filler is 30 to 60% by mass based on the total mass of the film adhesive for semiconductors.
前記フラックス化合物がカルボキシル基を有する、請求項1に記載の半導体用フィルム状接着剤。 The film adhesive for semiconductors according to claim 1, wherein the flux compound has a carboxyl group. 前記フラックス化合物が2つ以上のカルボキシル基を有する、請求項1に記載の半導体用フィルム状接着剤。 The film adhesive for semiconductors according to claim 1, wherein the flux compound has two or more carboxyl groups. 前記フラックス化合物が下記式(2)で表される化合物である、請求項1に記載の半導体用フィルム状接着剤。
Figure 0007351393000006

[式(2)中、R及びRは、それぞれ独立して、水素原子又は電子供与性基を示し、nは0又は1以上の整数を示す。複数存在するRは互いに同一でも異なっていてもよい。]
The film adhesive for semiconductors according to claim 1, wherein the flux compound is a compound represented by the following formula (2).
Figure 0007351393000006

[In formula (2), R 1 and R 2 each independently represent a hydrogen atom or an electron-donating group, and n represents an integer of 0 or 1 or more. A plurality of R 2 's may be the same or different from each other. ]
前記フラックス化合物の融点が150℃以下である、請求項1~4のいずれか一項に記載の半導体用フィルム状接着剤。 The film adhesive for semiconductors according to any one of claims 1 to 4, wherein the flux compound has a melting point of 150° C. or lower. 前記フラックス化合物を含有しない熱硬化性接着層が、(メタ)アクリル化合物を含む、請求項1~5のいずれか一項に記載の半導体用フィルム状接着剤。 The film adhesive for semiconductors according to any one of claims 1 to 5, wherein the thermosetting adhesive layer that does not contain a flux compound contains a (meth)acrylic compound. 前記(メタ)アクリル化合物はフルオレン型骨格を有する、請求項6に記載の半導体用フィルム状接着剤。 The film adhesive for semiconductors according to claim 6, wherein the (meth)acrylic compound has a fluorene type skeleton. 前記フィラーがシリカフィラーである、請求項1~7のいずれか一項に記載の半導体用フィルム状接着剤。 The film adhesive for semiconductors according to any one of claims 1 to 7, wherein the filler is a silica filler. 半導体チップ及び配線回路基板のそれぞれの接続部が互いに電気的に接続された半導体装置、又は、複数の半導体チップのそれぞれの接続部が互いに電気的に接続された半導体装置の製造方法であって、
前記接続部の少なくとも一部を、請求項1~8のいずれか一項に記載の半導体用フィルム状接着剤を用いて封止する工程を備える、半導体装置の製造方法。
A method for manufacturing a semiconductor device in which connection portions of a semiconductor chip and a printed circuit board are electrically connected to each other, or a semiconductor device in which connection portions of a plurality of semiconductor chips are electrically connected to each other,
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising the step of sealing at least a portion of the connection portion using the semiconductor film adhesive according to any one of claims 1 to 8.
半導体チップ及び配線回路基板のそれぞれの接続部が互いに電気的に接続された半導体装置、又は、複数の半導体チップのそれぞれの接続部が互いに電気的に接続された半導体装置であって、
前記接続部の少なくとも一部が、請求項1~8のいずれか一項に記載の半導体用フィルム状接着剤の硬化物によって封止されている、半導体装置。

A semiconductor device in which connection portions of a semiconductor chip and a printed circuit board are electrically connected to each other, or a semiconductor device in which connection portions of a plurality of semiconductor chips are electrically connected to each other,
A semiconductor device, wherein at least a portion of the connection portion is sealed with a cured product of the film adhesive for semiconductors according to any one of claims 1 to 8.

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