JPH10144738A - 半導体装置用接着シート - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、熱による内部応力を十分吸収可能な
厚みを有しながらプレス加工による打ち抜き性が良好
で、接着剤による金型汚染がなく、キャリアテープの配
線パターン形成面に本発明の接着シートを介して金属板
からなる補強材を積層した場合でも配線パターンである
リード間に接着剤が十分埋没し、電気絶縁性に優れた接
着シートを提供する。 【構成】絶縁性フィルムの少なくとも一面に配線パター
ンを形成したフィルムキャリアテープと補強材との層間
を接着する接着シートであって、該接着シートが耐熱性
フィルムからなる支持体を有し、該支持体の両面に熱硬
化性接着剤層が積層してなることを特徴とする半導体装
置用接着シート。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体デバイスの組立
工程において、デバイスの多ピン化、薄型化、小型化、
高密度実装に際し、注目されているＴＡＢ（Ｔａｐｅ
Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ）技術を用いて製
造されたフィルムキャリアテープに補強材を積層してな
る半導体装置（Ｔａｐｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｐａｃｋａ
ｇｅ：以下、ＴＣＰと略す。）に使用されるフィルムテ
ープキャリアと補強材を接着する接着シートに関する

【０００２】

【従来の技術】最近、薄型で実装密度の高い半導体装置
の要求が高まるなか、ＴＡＢ技術を用いたＴＣＰが広く
採用されてきた。この方式を用いた半導体装置は主にノ
ートパソコン、小型電化製品等に使用されており、それ
らの薄型化、小型化、軽量化に大きく役立っている。Ｔ
ＣＰ用フィルムキャリアテープの構造は図１に示される
ような絶縁性のポリイミドフィルム１（５０〜２５０μ
ｍ）を基材として、その片面もしくは両面にＣｕ箔等導
電材を積層して配線２がなされ、半導体の超薄型パッケ
ージ化を可能としている。フィルムキャリアテープに使
用されるポリイミドフィルムは、通常ポリアミック酸を
高温で脱水、閉環処理して作成される。このため、処理
後室温に戻した際、熱収縮により内部応力が蓄積される
ため、平面性は完全なものではない。該フィルムキャリ
アテープは導電材を積層した後、配線がなされ、ハンダ
等により基板へ実装されるが、その際該ポリイミドフィ
ルムは、ハンダの溶融温度に曝された時に内部応力が開
放され、その結果、平面性が更に失われる。ポリイミド
フィルムの平面性が失われることで、一般に「リードの
浮き」と呼ばれるリード高さの不均一が生じ、実装基板
への接続不良の原因となる。近年、ＩＣデバイスの高機
能化、高密度化に伴い、ＩＣチップの大型化、多ピン化
が進み、ＴＣＰの面積も拡大傾向にある。それに伴い
「リードの浮き」が生じる頻度も増加し、「リードの浮
き」をなくす必要があった。したがって、ＴＣＰの製造
において、フィルムキャリアテープの平面性改善は必要
不可欠で、その解決策としてフィルムキャリアテープの
配線パターン形成面または配線パターン未形成面に補強
材として金属板等を接着することが行われてきた。

【０００３】補強材（スティフナー）は通常、接着剤を
介してフィルムキャリアテープと接着される。フィルム
キャリアテープの配線パターン形成面に金属板等の補強
材を接着する場合、接着剤で配線パターンのリード間を
埋め込み、かつ同時に配線パターンと補強材との絶縁性
を確保することが必要であり、これらの目的を達成する
ために接着剤層の厚さは少なくとも４０μｍ以上が望ま
れている。またフィルムキャリアテープ基材であるポリ
イミドフィルムと補強材との熱膨張率の差により生じる
内部応力を吸収緩和するために十分な接着剤厚さが要求
され、一般には厚さ６０μｍ以上の接着剤層の接着シー
トが使用される。特に、金属板等の補強材を配線パター
ン形成面側に接着する場合は、絶縁性を確保するため１
００μｍ以上の厚さが望まれている。熱硬化性接着剤
は、熱硬化反応が起きるため高温成型手法をとることが
できないので、接着剤樹脂を溶剤等で塗料化し、コーテ
ィング、キャスティング等の手法で接着剤層を形成して
接着シートを作成する。この手法は塗料の粘度が制限さ
れることおよび塗料の溶剤等を揮発させることが必要な
ため、一工程で作成できるシート厚さは３０μｍ以下と
薄層である。そのため、補強材用接着シートを作成する
場合は、多層コーティングあるいは単層コーティングの
接着シートをラミネートにより、前記課題の克服に必要
な厚さに積層して作成し、以下に示す何れかの手法にて
補強材をフィルムキャリアテープに接着する。 （１）接着シート、補強材それぞれを所定の形状に打ち
抜き、接着シートの一面を補強材に、他の一面をフィル
ムキャリアテープに貼り合わせる。 （２）先ず、補強材に接着シートをラミネートし、次に
所定の形状に打ち抜き、補強材の接着シート面をフィル
ムキャリアテープに貼り合わせる しかしながら、前記接着シートを必要な厚さに積層する
際に行われる多層コーティングは塗工、乾燥工程を繰り
返すため生産性に問題がある。また、前記ラミネートに
よる接着剤層の積層には、接着剤層が厚くなるとラミ
ネート面まで十分に温度が伝導しないためラミネートが
難しい ラミネート面温度を上げるために加熱ロール
温度を上げれば、ロール接触部において硬化反応が起き
る ロール温度を低いままラミネートスピードを遅く
して対応すれば、生産性が低下する、等の問題を抱えて
いた。また、接着剤層を厚くすると、打ち抜き加工時
に、打ち抜き金型のせん断力を接着剤が吸収して接着剤
がはみ出す等の打ち抜き性が悪化する、また接着剤が打
ち抜き金型に付着する、等の問題が生じていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明者は上記問題に
鑑み、熱による内部応力を十分吸収可能な厚みを有しな
がらプレス加工による打ち抜き性が良好で、接着剤によ
る金型汚染がなく、電気絶縁性に優れた接着シートを提
供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の第１のものは、
絶縁性フィルムの少なくとも一面に配線パターンを形成
したフィルムキャリアテープと補強材との層間を接着す
る接着シートであって、該接着シートが耐熱性フィルム
からなる支持体を有し、該支持体の両面に熱硬化性接着
剤層が積層してなることを特徴とする半導体装置用接着
シートである。以下、本発明について詳細に説明する。
本発明の接着シートを構成する熱硬化性接着剤層は、下
記の熱硬化性樹脂が使用される。すなわち、エポキシ樹
脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、マレイミド樹
脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン樹
脂、ポリエステル樹脂等があり、単独あるいは併用して
使用される。特に、補強材として金属板をフィルムキャ
リアテープの配線パターン形成面に積層する場合、すな
わち絶縁性が要求される場合には、エポキシ樹脂、フェ
ノール樹脂、ポリイミド樹脂、マレイミド樹脂、シリコ
ーン樹脂等が好ましく使用される。また、必要に応じて
２−エチル−４−メチルイミダゾール、トリフェニルフ
ォスフィン、ジシアンジアミド、有機過酸化物等の硬化
促進剤を使用することができる。

【０００６】前記熱硬化性樹脂に靭性を付与する目的で
エラストマーを含有させることも可能である。エラスト
マーとしては、ＮＢＲ系、ポリアミド系、アクリル系、
ポリウレタン系、ポリオレフィン系、ポリエステル系等
のエラストマーが使用できる。特に、補強材として金属
板をフィルムキャリアテープの配線パターン形成面に積
層する場合、すなわち絶縁性が要求される場合には、Ｎ
ＢＲ系、ポリアミド系、ポリオレフィン系のエラストマ
ーが好ましい。これらエラストマーと熱硬化性樹脂の比
率は、熱硬化性樹脂とエラストマーの合計量を１００重
量部に対し、熱硬化性樹脂が５〜９５重量部、エラスト
マー９５〜５重量部の範囲が好ましい。また、本発明の
熱硬化性樹脂層には必要に応じて無機または有機フィラ
ーを含有させることもできる。無機フィラーとしてはシ
リカ、石英粉、アルミナ、炭酸カルシウム、酸化マグネ
シウム、ダイアモンド粉、マイカ、ジルコン粉、酸化亜
鉛、窒化珪素等があげられ、有機フィラーとしては、ナ
イロン、ポリイミド、シリコーン樹脂等が上げられる。
これらのフィラーの配合比率は、熱硬化性樹脂１００重
量部に対して、５〜９５重量部、好ましくは１０〜５０
重量部の範囲である。

【０００７】本発明を構成する支持体は、耐熱性フィル
ムである。耐熱性フィルムはポリイミド、ポリアミド、
ポリエーテルアミド、ポリフェニレンサルファイド、ポ
リエーテルケトン、ポリパラバン酸、フッ素樹脂等から
なり、好ましい厚さは７．５〜９００μｍ、さらに好ま
しくは２０〜３００μｍである。フィルムキャリアテー
プの配線パターン形成面に金属板等の補強材を積層する
場合には、特に絶縁性の確保が望まれるため前記支持体
は絶縁性フィルムであることが好ましい。該絶縁性フィ
ルムにはポリイミド、ポリアミド、ポリエーテルアミ
ド、ポリフェニレンサルファイド等からなるものがあ
る。前記支持体である耐熱性フィルムの両面に熱硬化性
接着剤塗料を塗布、積層して本発明の接着シートが得ら
れる。本発明の接着シートの厚さは４０〜１，０００μ
ｍが好ましい。４０μｍ未満では、絶縁性が問題になり
やすく、１，０００μｍを超えると半導体装置の薄型化
ができなくなる。また、本発明において前記接着シート
の接着工程前の保管状態においては、接着剤表面を離型
性フィルム等で保護することが好ましい。離型性フィル
ムにはポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、
ポリエチレンテレフタレート等のフィルムおよび表面を
離型処理した保護フィルムが使用できる。

【０００８】本発明の接着シートで接着されるフィルム
キャリアテープを構成する絶縁性フィルムとしては前記
したポリイミド、ポリエーテルイミド等が使用でき、そ
のフィルム厚さは５０〜２５０μｍが好ましい。中で
も、前記したポリアミック酸を脱水、閉環処理したポリ
イミドフィルムが好ましく使用されるが、これに限定さ
れるものではない。また、本発明の接着シートでフィル
ムキャリアテープと接着される補強材は、表面が平滑で
打ち抜き性に問題がない材質であれば特に限定されるも
のではない。ステンレス、銅およびその合金、アルミ、
セラミックス等の材質で、厚さが１００〜８００μｍ程
度の補強材が好ましく使用され、必要に応じてメッキ加
工が施される。中でも金属板は特に好ましい補強材であ
る。図２はポリイミドフィルム１の配線パターン未形成
面（背面側に配線パターン２を有する面）と補強材３の
層間を耐熱性フィルムからなる支持体５とその両面に積
層された熱硬化性接着剤層４からなる本発明の第１の接
着シート６で接着した半導体装置の一例の断面図であ
る。

【０００９】本発明の第２のものは絶縁性フィルムの少
なくとも一面に配線パターンを形成したフィルムキャリ
アテープと補強材との層間を接着する接着シートであっ
て、該接着シートが耐熱性繊維からなる支持体に熱硬化
性接着剤が含有されていることを特徴とする半導体装置
用接着シートである。当該第２の接着シートを構成する
熱硬化性樹脂及び必要に応じて使用する硬化促進剤、エ
ラストマー、フィラーは前記第１の発明のものが使用で
きる。また、本発明を構成する耐熱性繊維には、ガラス
クロス、ポリフェニレンサルファイド、アラミド、アミ
ドイミド、ポリイミド、セラミック繊維シート等の耐熱
性の織布または不織布があり、好ましい厚さは４０〜
１，０００μｍ、さらに好ましくは５０〜６００μｍで
ある。これらの耐熱性繊維からなる織布または不織布に
熱硬化性接着剤を含有させて本発明の接着シートが得ら
れる。なお、熱硬化性接着剤の含有とは、織布または不
織布の繊維間内部への含浸及び織布または不織布表面へ
の付着を意味する。該接着シートの接着剤表面は前記同
様離型性フィルムで保護することが好ましい。また、本
発明の第２の接着シートで接着されるフィルムキャリア
テープと補強材も前記第１の発明のものが使用できる。
図３は本発明の第２の接着シート７を使用してポリイミ
ドフィルム１の配線パターン未形成面と補強材３の層間
を接着した半導体装置の一例の断面図である。

【００１０】

【実施例】本発明を実施例により具体的に説明するが、
これによって本発明は限定されるものではない。なお、
配合部数は重量部である。下記組成にて熱硬化性接着剤
層用塗料を調整した。

【００１１】実施例１ 前記熱硬化性接着剤層用塗料を離型処理を施した厚さ３
８μｍのポリエステル保護フィルムの一面に乾燥後の厚
さが２５μｍになるよう塗布し、１５０℃で５分間乾燥
させた。該仮接着シートの接着剤層表面に再度同様に接
着剤の塗布、乾燥工程を行い、厚さ５０μｍの接着剤層
を有する仮接着シートを得た。該仮接着シートを厚さ７
５μｍポリイミドフィルム（宇部興産社製：ユーピレッ
クス７５Ｓ）の両面にファーストラミネーター（大成ラ
ミネーター社製）を用いて１１０℃で熱圧着して厚さ１
７５μｍの本発明の第１の接着シートを作成した。

【００１２】実施例２ 厚さ５００μｍのポリフェニレンサルファイド樹脂織布
（東洋紡社製：プロコンＬＰＲ９２３０）の耐熱性繊維
からなる支持体に前記熱硬化性接着剤層用塗料を含浸さ
せ、１５０゜Cで５分間乾燥させた後、離型処理を施した
厚さ３８μｍのポリエチレンテレフタレート保護フィル
ムを両面に貼り付け、厚さ５００μｍの本発明の第２の
接着シートを作成した。

【００１３】実施例３ 実施例１で使用した厚さ７５μｍのポリイミドフィルム
（宇部興産社製：ユーピレックス７５Ｓ）の代わりに厚
さ７５μｍのポリイミドフィルム（東レ・デュポン社
製：カプトン３００Ｖ）からなる支持体を使用した以外
は実施例１と同様にして、厚さ１７５μｍの本発明の第
１の接着シートを作成した。

【００１４】実施例４ 実施例２で使用した厚さ５００μｍのポリフェニレンサ
ルファイド樹脂織布の代わりに厚さ５００μｍのアラミ
ド樹脂不織布（帝人株式会社製：テクノーラフェルト）
からなる支持体を使用した以外は実施例２と同様にし
て、厚さ５００μｍの本発明の第２の接着シートを作成
した。

【００１５】比較例１ 離型処理を施した厚さ３８μｍのポリエチレンテレフタ
レートフィルムの一面に、前記熱硬化性接着剤層用塗料
を乾燥後の厚さが３０μｍになるよう塗布し、１５０゜C
で５分間乾燥させ、前記ポリエチレンテレフタレート保
護フィルムを貼り付け、比較用の保護フィルム付接着シ
ートを作成した。

【００１６】比較例２ 比較例１で作成した保護フィルム付接着シートの２枚
を、その接着剤層の面が重なるように載置して、ファー
ストラミネーターを用いて圧着し、保護フィルムを剥離
しながら該工程を繰り返し、接着剤層が１２０μｍにな
るように積層し比較用の接着シートを作成した。

【００１７】実施例および比較例で得られた接着シート
の片面の保護フィルムを剥離しながら、ファ−ストラミ
ネーターで、厚さ０．３５ｍｍの金属板（ＳＵＳ３０
４）からなる補強材に１３０℃、ロール速度１ｍ／ｍｉ
ｎで熱圧着した。次に、接着シートを熱圧着した補強材
をプレス加工して中抜き四角型に打ち抜き、一面に接着
シートが付いた補強材を作成した。実施例１，２と比較
例１，２は、該補強材を接着シートを介してＣｕ厚が２
７μｍの４００ｐｉｎ−２層キャリアテープの配線パタ
ーン形成面に、実施例３，４は前記キャリアテープの配
線パターン未形成面に熱圧着し、半導体装置を作成し
た。なお、図４にフィルムキャリアテープの配線パター
ン形成面に本発明の接着シートで補強材を接着する工程
の断面図を示した。すなわち、図４は配線パターン２を
形成したポリイミドフィルム１と耐熱性フィルム５の両
面に熱硬化性接着剤層４を積層した第１の接着シート６
を貼着した補強材３を、配線パターン２と熱硬化性接着
剤層４が隣接するよう重ね合わせて熱圧着する工程を示
す。そして熱圧着後には、ポリイミドフィルム１の一面
に形成された配線パターン２のリード間に接着剤４が埋
没してリード間の絶縁を保ち、配線パターン２が補強材
３との間に介在する接着シートにより絶縁を保つことが
できる。前記接着シートおよび半導体装置を以下の項目
について評価し、その結果を表１に示した。なお、実施
例３および４は接着シートを配線パターン未形成面に接
着したため、リード間埋没性は評価しなかった。

【００１８】（補強材付接着シートの評価） １．打ち抜き金型汚染 補強材付接着シートのプレス加工を連続１０００回行
い、プレス金型に接着剤が転写しているかを目視により
観察し、評価した。 ２．打ち抜き性 補強材付接着シートのプレス加工の際、接着剤層断面を
顕微鏡にて観察し、接着剤の形状を評価した。 （模擬パッケージの評価） ３．リード間埋没性 ２で打ち抜いた補強材をフィルムキャリアテープに熱圧
着し、作成した半導体装置を断面研磨し、配線パターン
であるリード間への接着剤層の埋没性を観察した。 ４．電気的信頼性試験 前記半導体装置のリードにマイナス端子、補強材である
金属板にプラス端子を接合し、１３０℃／８５％ＲＨ条
件下で５Ｖ電圧を印加し、５００時間ショートが発生す
るか否かを試験した。

【００１９】

【表１】

【００２０】

【発明の効果】本発明は、熱による内部応力を十分吸収
可能な厚みを有しながらプレス加工による打ち抜き性が
良好で、接着剤による金型汚染がなく、キャリアテープ
の配線パターン形成面に本発明の接着シートを介して金
属板からなる補強材を積層した場合でも配線パターンで
あるリード間に接着剤が十分埋没し、電気絶縁性に優れ
た接着シートを提供することにある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 フィルムキャリアテープの一例の概念図であ
る。

【図２】 本発明の第１の接着シートでフィルムキャリ
アテープと補強材を接着した半導体装置の一例の断面図
である。

【図３】 本発明の第２の接着シートでフィルムキャリ
アテープと補強材を接着した半導体装置の一例の断面図
である。

【図４】 フィルムキャリアテープの配線パターン形成
面に本発明の接着シートで補強材を接着する工程の断面
図である。

【符号の簡単な説明】

１・・ポリイミドフィルム、２・・導電材による配線パ
ターン、３・・補強材、４・・熱硬化性接着剤層、５・
・耐熱性フィルムからなる支持体、６・・第１の接着シ
ート、７・・第２の接着シート

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁性フィルムの少なくとも一面に配線
   パターンを形成したフィルムキャリアテープと補強材と
   の層間を接着する接着シートであって、該接着シートが
   耐熱性フィルムからなる支持体を有し、該支持体の両面
   に熱硬化性接着剤層が積層してなることを特徴とする半
   導体装置用接着シート。
2. 【請求項２】 絶縁性フィルムの少なくとも一面に配線
   パターンを形成したフィルムキャリアテープと補強材と
   の層間を接着する接着シートであって、該接着シートが
   耐熱性繊維からなる支持体に熱硬化性接着剤が含有され
   ていることを特徴とする半導体装置用接着シート。
3. 【請求項３】 前記支持体が絶縁性フィルムであること
   を特徴とする請求項１記載の半導体装置用接着シート。
4. 【請求項４】 前記接着シートの厚さが４０〜１０００
   μｍであることを特徴とする請求項１または２記載の半
   導体装置用接着シート。