JPH10178038A

JPH10178038A - 半導体集積回路接続用基板およびそれを構成する部品ならびに半導体装置

Info

Publication number: JPH10178038A
Application number: JP9215117A
Authority: JP
Inventors: Shoji Kigoshi; 将次木越; Yoshio Ando; 芳雄安藤; Taiji Sawamura; 泰司澤村
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1996-10-15
Filing date: 1997-08-08
Publication date: 1998-06-30

Abstract

(57)【要約】【課題】加工性、接着力、絶縁信頼性および耐久性に
優れる新規な半導体集積回路接続用基板およびそれを構
成する部品ならびに半導体装置を工業的に提供するもの
であり、本発明の半導体集積回路接続用基板によって高
密度実装用の半導体装置の信頼性および易加工性に基づ
く経済性を向上させることができる。【解決手段】絶縁体層および導体パターンからなる配
線基板層、導体パターンが形成されていない層および接
着剤層をそれぞれ少なくとも１層以上有する半導体集積
回路接続用基板であって、接着剤層を形成する接着剤組
成物が、必須成分として、主鎖にエステル結合を含む樹
脂および熱硬化性樹脂をそれぞれ少なくとも１種類以上
含むことを特徴とする半導体集積回路接続用基板および
それを構成する部品ならびに半導体装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路を
実装し、パッケージ化する際に用いられる半導体集積回
路接続用基板（インターポーザー）およびそれを構成す
る部品ならびに半導体装置に関する。さらに詳しくは、
ボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）、ランドグリッドアレ
イ（ＬＧＡ）、ピングリッドアレイ（ＰＧＡ）方式に用
いられる半導体集積回路接続用基板を構成する絶縁体層
および導体パターンからなる配線基板層とたとえば金属
製補強板（スティフナー）等の導体パターンが形成され
ていない層の間を、温度差によりそれぞれの層間に発生
する熱応力を緩和する機能を有する接着剤組成物により
接着し、積層した構造の半導体集積回路接続用基板およ
びそれを構成する部品ならびに半導体装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体集積回路（ＩＣ）パッケー
ジとして、デュアルインラインパッケージ（ＤＩＰ）、
スモールアウトラインパッケージ（ＳＯＰ）、クアッド
フラットパッケージ（ＱＦＰ）等のパッケージ形態が用
いられてきた。しかし、ＩＣの多ピン化とパッケージの
小型化に伴って、最もピン数を多くできるＱＦＰにおい
ても限界に近づいている。これは特にプリント基板に実
装する際に、リードの平面性が保ちにくいことやプリン
ト基板上の半田の印刷精度が得にくいことなどによる。
そこで、近年多ピン化、小型化の手段としてＢＧＡ方
式、ＬＧＡ方式、ＰＧＡ方式、等が実用化されてきた。
中でもＢＧＡ方式はプラスチック材料の利用による低コ
スト化、軽量化、薄型化の可能性が高く、注目されてい
る。

【０００３】図１にＢＧＡ方式の例を示す。ＢＧＡ方式
は、ＩＣを接続した半導体集積回路接続用基板の外部接
続部としてＩＣのピン数にほぼ対応する半田ボールを格
子上（グリッドアレイ）に有することを特徴としてい
る。プリント基板への接続は、半田ボール面をすでに半
田が印刷してあるプリント基板の導体パターン上に一致
するように乗せて、リフローにより半田を融解して行な
われる。最大の特徴は、半導体集積回路接続用基板の面
を使用できるため、ＱＦＰ等の周囲の辺しか使用できな
いパッケージと比較して多くの端子を少ないスペースに
配置できることにある。この小型化機能をさらに進めた
ものに、チップスケールパッケージ（ＣＳＰ）があり、
その類似性からマイクロＢＧＡ（μ−ＢＧＡ）と称する
場合がある。本発明はこれらのＢＧＡ構造を有するＣＳ
Ｐにも適用できる。

【０００４】一方、ＢＧＡ方式は以下のような課題があ
る。（ａ）半田ボール面の平面性を保つ、（ｂ）放熱を
良くする、（ｃ）温度サイクルやリフローの際に半田ボ
ールにかかる熱応力を緩和する、（ｄ）リフロー回数が
多いのでより高い耐リフロー性を要する。これらを改善
する方法として、半導体集積回路接続用基板に補強、放
熱、電磁的シールドを目的とする金属板等の材料を積層
する方法が一般的である。特に、ＩＣを接続するための
絶縁体層および導体パターンからなる配線基板層にＴＡ
Ｂテープやフレキシブルプリント基板を用いた場合は重
要である。このため、半導体集積回路接続用基板は、図
２に例示するように、ＩＣを接続するための絶縁体層１
１および導体パターン１３からなる配線基板層、補強板
（スティフナー）、放熱板（ヒートスプレッダー）、シ
ールド板等の導体パターンが形成されていない層１５、
およびこれらを積層するための、接着剤層１４をそれぞ
れ少なくとも１層以上有する構成となっている。これら
の半導体集積回路接続用基板は、あらかじめ配線基板層
または導体パターンが形成されていない層のいずれかに
接着剤組成物を半硬化状態で積層あるいは塗布・乾燥し
た中間製品としての部品を作成しておき、ＩＣの接続前
の工程で貼り合わせ、加熱硬化させて成型することによ
り作成されるのが一般的である。

【０００５】以上の点から接着剤層１４に要求される特
性として下記の点が挙げられる。（ａ）リフロー条件
（２３０℃以上）においても剥がれない高い接着力，
（ｂ）温度サイクルやリフローの際に、配線基板層と補
強板等の異種材料間にかかる熱応力を緩和するための、
適度な弾性率および線膨張係数特性，（ｃ）貼り合わ
せ、加熱キュアの低温、短時間プロセスが可能な易加工
性，（ｄ）配線上に積層する場合の絶縁性。

【０００６】このような観点から、従来は接着剤層とし
て熱可塑樹脂あるいはシリコーンエラストマ（特公平６
−５０４４８号公報）などが提案されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の特性の
うち特に接着力に対して熱応力緩和効果および耐リフロ
ー性とのバランスをとることは困難であった。すなわ
ち、従来の接着剤組成物では、接着力を向上させると高
温での弾性率が低下し、リフロー性も低下するので総合
的に必ずしも十分な特性が得られなかった。

【０００８】一般的には接着剤の弾性率を低下させるこ
とにより、破壊エネルギーを増加させて、接着力を向上
させることが可能であるが、このような方法では高温、
高湿下で接着剤が軟化し、耐リフロー性および高温高湿
での接着力が低下するという問題が生ずる。一方、耐リ
フロー性および高温高湿での接着力を向上させるため、
接着剤の架橋度を増加させると、接着剤が脆性破壊しや
すくなるとともに、硬化収縮による内部応力の増加を招
き、接着力が低下するのでかえって好ましくない。さら
に、温度差により生じる熱応力の緩和効果も失われる。

【０００９】また、軟化点の高い熱可塑性樹脂を使用す
る方法も考えられるが、半導体集積回路接続用基板を作
成する際に高い接着温度が必要であり、配線基板層が損
傷したり、寸法精度に支障をきたす。

【００１０】本発明はこのような問題点を解決し、加工
性、接着力、絶縁信頼性および耐久性に優れた新規な半
導体集積回路接続用基板およびそれを構成する部品なら
びに半導体装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の目
的を達成するために、半導体集積回路接続用基板を構成
する接着剤層の硬化物物性を鋭意検討した結果、主鎖に
エステル結合を含む樹脂と熱硬化性樹脂を巧みに組み合
わせることにより、接着力および熱応力緩和効果に優れ
た、半導体集積回路接続用基板が得られることを見い出
し、本発明に至ったものである。

【００１２】すなわち、本発明は、（Ａ）絶縁体層およ
び導体パターンからなる配線基板層、（Ｂ）導体パター
ンが形成されていない層および（Ｃ）接着剤層をそれぞ
れ少なくとも１層以上有する半導体集積回路接続用基板
であって、（Ｃ）接着剤層を形成する接着剤組成物が必
須成分として主鎖にエステル結合を含む樹脂および熱硬
化性樹脂をそれぞれ少なくとも１種類以上含むことを特
徴とする半導体集積回路接続用基板およびそれを構成す
る部品ならびに半導体装置である。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の半導体集積回路接続用基
板とは、シリコンなどの半導体基板上に素子が形成され
た後、切り分けられた半導体集積回路（ベアチップ）を
接続するものであり、（Ａ）絶縁体層および導体パター
ンからなる配線基板層、（Ｂ）導体パターンが形成され
ていない層、（Ｃ）本発明の接着剤組成物からなる接着
剤層をそれぞれ少なくとも１層以上有するものであれ
ば、形状、材料および製造方法は特に限定されない。し
たがって、最も基本的なものは、Ａ／Ｃ／Ｂの構成であ
るが、Ａ／Ｃ／Ｂ／Ｃ／Ｂ等の多層構造もこれに含まれ
る。

【００１４】（Ａ）はベアチップの電極パッドとパッケ
ージの外部（プリント基板等）を接続するための導体パ
ターンを有する層であり、絶縁体層の片面または両面に
導体パターンが形成されているものである。ここでいう
絶縁体層は、ポリイミド、ポリエステル、ポリフェニレ
ンスルフィド、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエ
ーテルケトン、アラミド、ポリカーボネート、ポリアリ
レート、等のプラスチックあるいはエポキシ樹脂含浸ガ
ラスクロス等の複合材料からなる、厚さ１０〜１２５μ
ｍの可撓性を有する絶縁性フィルム、アルミナ、ジルコ
ニア、ソーダガラス、石英ガラス等のセラミック基板が
好適であり、これらから選ばれる複数の層を積層して用
いても良い。また必要に応じて、絶縁体層に、加水分
解、コロナ放電、低温プラズマ、物理的粗面化、易接着
コーティング処理等の表面処理を施すことができる。導
体パターンの形成は、一般にサブトラクティブ法あるい
はアディティブ法のいずれかで行なわれるが、本発明で
はいずれを用いてもよい。サブトラクティブ法では、該
絶縁体層に銅箔等の金属板を絶縁性接着剤（本発明の接
着剤組成物も用いることができる。）により接着する
か、あるいは金属板に該絶縁体層の前駆体を積層し、加
熱処理などにより絶縁体層を形成する方法で作成した材
料を、薬液処理でエッチングすることによりパターン形
成する。ここでいう材料として具体的には、リジッドあ
るいはフレキシブルプリント基板用銅張り材料やＴＡＢ
テープ（図３）を例示することができる。特に、少なく
とも１層以上のポリイミドフィルムを絶縁体層とし、銅
箔を導体パターンとするフレキシブルプリント基板用銅
張り材料やＴＡＢテープを用い、サブトラクティブ法で
作成される配線基板層は、微細パターンの形成に実績が
あるだけでなく、長尺フィルム状で連続的に生産可能な
ため、経済性に優れるので好ましい。

【００１５】一方、アディティブ法では、該絶縁体層に
無電解メッキ、電解メッキ、スパッタリング等により直
接導体パターンを形成する。いずれの場合も、形成され
た導体に腐食防止のため耐食性の高い金属がメッキされ
ていてもよい。このようにして作成された（Ａ）の配線
基板層には必要によりビアホールが形成され、メッキに
より両面に形成された導体パターン間がメッキにより接
続されていてもよい。（Ｂ）は実質的に（Ａ）または
（Ｃ）とは独立した均一な層であり、半導体集積回路接
続用基板の補強および寸法安定化（一般に補強板あるい
はスティフナーと称される）、外部とＩＣの電磁的なシ
ールド、ＩＣの放熱（一般に放熱板、ヒートスプレッダ
ー、ヒートシンクと称される）、半導体集積回路接続用
基板への難燃性の付与、半導体集積回路接続用基板の形
状的による識別性の付与、等の機能を担持するものであ
る。したがって、形状は層状だけでなく、たとえば放熱
用としてはフィン構造を有する立体的なものでもよい。
また、上記の機能を有するものであれば絶縁体、導電体
のいずれであってもよく、材料も特に制限されず、金属
としては銅、鉄、アルミニウム、金、銀、ニッケル、チ
タン等、無機材料としてはアルミナ、ジルコニア、ソー
ダガラス、石英ガラス、カーボン等、有機材料としては
ポリイミド系、ポリアミド系、ポリエステル系、ビニル
系、フェノール系、エポキシ系等のポリマ材料が例示さ
れる。また、これらの組合わせによる複合材料も使用で
きる。たとえば、ポリイミドフィルム上に薄い金属メッ
キをした形状のもの、ポリマにカーボンを練り込んで導
電性をもたせたもの、金属板に有機絶縁性ポリマをコー
ティングしたもの、等が例示できる。さらに、上記
（Ａ）と同様に種々の表面処理を行なうことは制限され
ない。

【００１６】（Ｃ）は、（Ａ）と（Ｂ）の接着に主とし
て用いられる接着剤層である。しかし、（Ａ）または
（Ｂ）と他の部材（たとえばＩＣやプリント基板等）と
の接着に用いることは何等制限されない。この接着剤層
は半導体集積回路接続用基板に半硬化状態で積層される
場合が通常であり、積層前あるいは積層後に３０〜２０
０℃の温度で適当な時間予備硬化反応を行なわせて硬化
度を調節することができる。接着剤層の厚みは、接着
力、熱熱応力緩和効果、加工性、等の特性との関係で適
宜選択できるが、２〜５００μｍが好ましく、より好ま
しくは２０〜２００μｍである。

【００１７】該接着剤層を構成する接着剤組成物は、主
鎖にエステル結合を含む樹脂および熱硬化性樹脂をそれ
ぞれ少なくとも１種類以上含むことを必須とするが、そ
の種類は特に限定されない。また、他の熱可塑性樹脂を
適宜混合することは何ら制限されない。

【００１８】主鎖にエステル結合を含む樹脂は接着性、
可撓性、熱応力の緩和、低吸水性による絶縁性の向上等
の機能を有し、熱硬化性樹脂は耐熱性、高温での絶縁
性、耐薬品性、接着剤層の強度等の物性のバランスを実
現するために必要である。

【００１９】本発明で言う主鎖にエステル結合を含む樹
脂とは、主鎖が主としてエステル結合からなるものであ
れば、他の部分の構造は特に限定されないが、ポリエス
テル、ポリアリレート、ポリカーボネート、ポリエステ
ルアミド、等が例示される。

【００２０】これらの樹脂は後述の熱硬化性樹脂との反
応が可能な官能基を有していてもよい。具体的には、ア
ミノ基、カルボキシル基、エポキシ基、水酸基、メチロ
ール基、イソシアネート基、ビニル基、シラノール基等
である。これらの官能基により熱硬化性樹脂との結合が
強固になり、耐熱性が向上するので好ましい。

【００２１】また、これらの樹脂が溶剤に可溶であれ
ば、接着剤組成物をコーテイングにより均一組成、均一
厚みの接着剤層とできるので好適である。この場合、溶
解度は、２５℃において好ましくは５重量％以上、さら
に好ましくは１０重量％以上である。５重量％以下では
実質的に適当な厚みの接着剤層を得るのが困難であり、
好ましくない。溶剤は特に限定されないが、コーティン
グでの溶剤の乾燥を考慮して、沸点が６０〜２５０℃の
有機溶剤が好ましい。

【００２２】上記に例示した樹脂の中でも、主鎖がすべ
てエステル結合であるポリエステル樹脂は可撓性、接着
性、耐熱性に優れるので特に好ましい。このような樹脂
としては、たとえば、”ケミット”Ｋ−１２９４（東レ
（株）製）、”バイロン３００”（東洋紡績
（株））、”スタフィックス”Ｐ−ＬＣ（富士写真フィ
ルム（株）製）等が例示できる。

【００２３】熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、フ
ェノール樹脂、メラミン樹脂、キシレン樹脂、フラン樹
脂、シアン酸エステル樹脂、等公知のものが例示され
る。特に、エポキシ樹脂およびフェノール樹脂は絶縁性
に優れるので好適である。

【００２４】エポキシ樹脂は１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されないが、ビス
フェノールＦ、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＳ、
レゾルシノール、ジヒドロキシナフタレン、ジシクロペ
ンタジエンジフェノール等のジグリシジルエーテル、エ
ポキシ化フェノールノボラック、エポキシ化クレゾール
ノボラック、エポキシ化トリスフェニロールメタン、エ
ポキシ化テトラフェニロールエタン、エポキシ化メタキ
シレンジアミン、シクロヘキサンエポキサイド等の脂環
式エポキシ、等が挙げられる。さらに、難燃性付与のた
めに、ハロゲン化エポキシ樹脂、特に臭素化エポキシ樹
脂を用いることが有効である。この際、臭素化エポキシ
樹脂のみでは難燃性の付与はできるものの接着剤の耐熱
性の低下が大きくなるため非臭素化エポキシ樹脂との混
合系とすることがさらに有効である。臭素化エポキシ樹
脂の例としては、テトラブロモビスフェノールＡとビス
フェノールＡの共重合型エポキシ樹脂、あるいは”ＢＲ
ＥＮ”−Ｓ（日本化薬（株）製）等の臭素化フェノール
ノボラック型エポキシ樹脂が挙げられる。これらの臭素
化エポキシ樹脂は臭素含有量およびエポキシ当量を考慮
して２種類以上混合して用いても良い。

【００２５】フェノール樹脂としては、ノボラック型フ
ェノール樹脂、レゾール型フェノール樹脂等の公知のフ
ェノール樹脂がいずれも使用できる。たとえば、フェノ
ール、クレゾール、ｐ−ｔ−ブチルフェノール、ノニル
フェノール、ｐ−フェニルフェノール等のアルキル置換
フェノール、テルペン、ジシクロペンタジエン等の環状
アルキル変性フェノール、ニトロ基、ハロゲン基、シア
ノ基、アミノ基等のヘテロ原子を含む官能基を有するも
の、ナフタレン、アントラセン等の骨格を有するもの、
ビスフェノールＦ、ビスフェノールＡ、ビスフェノール
Ｓ、レゾルシノール、ピロガロール等の多官能性フェノ
ールからなる樹脂が挙げられる。

【００２６】熱硬化性樹脂の添加量は熱硬化性樹脂以外
の樹脂成分１００重量部に対して５〜４００重量部、好
ましくは５０〜２００重量部である。熱硬化性樹脂の添
加量が５重量部未満であると、高温での弾性率低下が著
しく、半導体装置を実装した機器の使用中に半導体集積
回路接続用基板の変形が生じるとともに加工工程におい
て取り扱いの作業性に欠けるので好ましくない。熱硬化
性樹脂の添加量が４００重量部を越えると弾性率が高
く、線膨張係数が小さくなり熱応力の緩和効果が小さい
ので好ましくない。

【００２７】該接着剤層を構成する接着剤組成物にエポ
キシ樹脂およびフェノール樹脂の硬化剤および硬化促進
剤を添加することは何等制限されない。たとえば、３，
３´５，５´−テトラメチル−４，４´−ジアミノジフ
ェニルメタン、３，３´５，５´−テトラエチル−４，
４´−ジアミノジフェニルメタン、３，３´−ジメチル
−５，５´−ジエチル−４，４´−ジアミノジフェニル
メタン、３，３´−ジクロロ−４，４´−ジアミノジフ
ェニルメタン、２，２´３，３´−テトラクロロ−４，
４´−ジアミノジフェニルメタン、４，４´−ジアミノ
ジフェニルスルフィド、３，３´−ジアミノベンゾフェ
ノン、３，３´−ジアミノジフェニルスルホン、４，４
´−ジアミノジフェニルスルホン、３，４´−ジアミノ
ジフェニルスルホン、４，４´−ジアミノベンゾフェノ
ン、３，４，４´−トリアミノジフェニルスルホン等の
芳香族ポリアミン、三フッ化ホウ素トリエチルアミン錯
体等の三フッ化ホウ素のアミン錯体、２−アルキル−４
−メチルイミダゾール、２−フェニル−４−アルキルイ
ミダゾール等のイミダゾール誘導体、無水フタル酸、無
水トリメリット酸等の有機酸、ジシアンジアミド、トリ
フェニルフォスフィン等公知のものが使用できる。これ
らを単独または２種以上混合して用いても良い。添加量
は該接着剤層を構成する接着剤組成物１００重量部に対
して０．１〜５０重量部であると好ましい。

【００２８】以上の成分以外に、接着剤の特性を損なわ
ない範囲で酸化防止剤、イオン捕捉剤などの有機、無機
成分を添加することは何ら制限されるものではない。微
粒子状の無機成分としては水酸化アルミニウム、水酸化
マグネシウム、カルシウム・アルミネート水和物等の金
属水酸化物、シリカ、アルミナ、酸化ジルコニウム、酸
化亜鉛、三酸化アンチモン、五酸化アンチモン、酸化マ
グネシウム、酸化チタン、酸化鉄、酸化コバルト、酸化
クロム、タルク等の金属酸化物、炭酸カルシウム等の無
機塩、アルミニウム、金、銀、ニッケル、鉄、等の金属
微粒子、あるいはカーボンブラック、ガラスが挙げら
れ、有機成分としてはスチレン、ＮＢＲゴム、アクリル
ゴム、ポリアミド、ポリイミド、シリコーン等の架橋ポ
リマが例示される。これらを単独または２種以上混合し
て用いても良い。微粒子状の成分の平均粒子径は分散安
定性を考慮すると、０．２〜５μが好ましい。また、配
合量は該接着剤層を構成する接着剤組成物全体の２〜５
０重量部が適当である。

【００２９】本発明の半導体集積回路接続用基板の部品
（以下部品と称する）とは、半導体集積回路接続用基板
および半導体装置を作成するために用いられる、中間加
工段階の材料である。該部品は、（Ａ）絶縁体層および
導体パターンからなる配線基板層および（Ｃ’）保護層
を有する接着剤層をそれぞれ少なくとも１層以上有する
構成、あるいは（Ｂ）導体パターンが形成されていない
層および（Ｃ’）保護層を有する接着剤層をそれぞれ少
なくとも１層以上有する構成であり、（Ｃ’）接着剤層
を構成する接着剤組成物が必須成分として主鎖にエステ
ル結合を含む樹脂および熱硬化性樹脂をそれぞれ少なく
とも１種類以上含むことが必須であるが、その他の構成
および構造は特に限定されない。たとえば、（Ａ）絶縁
体層および導体パターンからなる配線基板層としてフレ
キシブルプリント基板あるいはＴＡＢテープを用い、そ
の片面あるいは両面に（Ｃ’）シリコーン離型処理した
ポリエステル保護フィルムを有する未硬化または半硬化
状態接着剤層を積層した接着剤付き配線基板や（Ｂ）導
体パターンが形成されていない層として銅、ステンレ
ス、４２アロイ、等の金属板を用い、その片面あるいは
両面に上記と同様の保護フィルムを有する未硬化または
半硬化状態接着剤層を積層した接着剤付き金属板（接着
剤付きスティフナー）が本発明の部品に該当する。ま
た、（Ａ）絶縁体層および導体パターンからなる配線基
板層および（Ｂ）導体パターンが形成されていない層を
それぞれ１層以上有する場合でも、その最外層に保護フ
ィルム層を有する未硬化または半硬化状態接着剤層を積
層した、いわゆる接着剤付き半導体集積回路接続用基板
も本発明の部品に包含される。

【００３０】ここでいう保護フィルム層とは、接着剤層
を接着する前にその機能および形態を損なうことなく剥
離できれば特に限定されないが、たとえばポリエステ
ル、ポリオレフィン、ポリフェニレンスルフィド、ポリ
塩化ビニル、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化
ビニリデン、ポリフッ化ビニル、ポリビニルブチラー
ル、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、ポリカー
ボネート、ポリアミド、ポリイミド、ポリメチルメタク
リレート、等のプラスチックフィルム、これらにシリコ
ーンあるいはフッ素化合物等の離型剤のコーティング処
理を施したフィルムおよびこれらのフィルムをラミネー
トした紙、離型性のある樹脂を含浸あるいはコーティン
グした紙等が挙げられる。

【００３１】保護フィルム層の剥離力は、好ましくは１
〜２００Ｎｍ^-1 、さらに好ましくは３〜１００Ｎｍ
^-1である。１Ｎｍ^-1より低い場合、保護層が脱落しや
すく、２００Ｎｍ^-1を越えると保護層が剥離しづら
く、いずれも作業性が低下するので好ましくない。

【００３２】本発明でいう半導体装置とは本発明の半導
体集積回路接続用基板を用いたものをいい、例えばＢＧ
Ａタイプ、ＬＧＡタイプ、ＰＧＡタイプパッケージであ
れば特に形状や構造は限定されない。半導体集積回路接
続用基板とＩＣとの接続方法は、ＴＡＢ方式のギャング
ボンディングおよびシングルポイントボンディング、リ
ードフレームに用いられるワイヤーボンディング、フリ
ップチップ実装での樹脂封止、異方導電性フィルム（接
着剤）接続等のいずれでもよい。また、ＣＳＰと称され
るパッケージも本発明の半導体装置に含まれる。

【００３３】次に本発明の半導体集積回路接続用基板お
よびそれを構成する部品ならびに半導体装置の製造方法
の例について説明する。

【００３４】（１）絶縁体層および導体パターンからな
る配線基板層（Ａ）の作成：ポリイミドフィルム上に、
接着剤層および保護フィルム層を積層した３層構造のＴ
ＡＢ用テープを下記の（ａ）〜（ｄ）の工程により加工
する。（ａ）スプロケットおよびデバイス孔の穿孔、
（ｂ）銅箔との熱ラミネート、（ｃ）パターン形成（レ
ジスト塗布、エッチング、レジスト除去）、（ｄ）スズ
または金−メッキ処理。図３に得られたＴＡＢテープ
（パターンテープ）の形状の例を示す。

【００３５】（２）導体パターンが形成されていない層
（Ｂ）の作成：厚さ０．０５〜０．５ｍｍの銅板あるい
はステンレス（ＳＵＳ３０４）板をアセトンにより脱脂
する。

【００３６】（３）接着剤層（Ｃ）の作成：下記の
（ａ）〜（ｂ）工程により作成する。（ａ）接着剤組成
物を溶剤に溶解した塗料を、離型性を有するポリエステ
ルフィルム上に塗布、乾燥する。接着剤層の膜厚は１０
〜１００μｍとなるように塗布することが好ましい。乾
燥条件は、１００〜２００℃、１〜５分である。溶剤は
特に限定されないが、トルエン、キシレン、クロルベン
ゼン等の芳香族系、メチルエチルケトン、メチルイソブ
チルケトン等のケトン系、ジメチルホルムアミド、ジメ
チルアセトアミド、Ｎメチルピロリドン等の非プロトン
系極性溶剤単独あるいは混合物が好適である。（ｂ）
（ａ）のフィルムに上記よりさらに剥離強度の弱い離型
性を有するポリエステルあるいはポリオレフィン系の保
護フィルム層をラミネートして接着剤シートを得る。さ
らに接着剤厚みを増す場合は、該接着剤シートを複数回
積層すればよい。ラミネート後に、たとえば４０〜７０
℃で２０〜２００時間程度熱処理して硬化度を調節して
もよい。

【００３７】（４）半導体集積回路接続用基板の部品
（接着剤付き配線基板）の作成：上記（１）の配線基板
層に、上記（３）で作成した接着剤シートの片側の保護
フィルム層を剥がした後にラミネートする。ラミネート
面は導体パターンがある面、またはない面のいずれでも
よい。ラミネート温度２０〜２００℃、圧力０．１〜３
ＭＰａが好適である。最後に半導体装置の形状によっ
て、適宜打ち抜き、切断加工が施される。図４に本発明
の部品の例を示す。

【００３８】（５）半導体集積回路接続用基板の部品
（接着剤付きスティフナー）の作成：上記（２）金属板
に、上記（３）で作成した接着剤シートの片側の保護フ
ィルムを剥がした後にラミネートする。ラミネート温度
２０〜２００℃、圧力０．１〜３ＭＰａが好適である。
また、（Ｂ）に上記（３）の塗料を直接塗布して乾燥さ
せ、保護フィルム層をラミネートしてもよい。最後に半
導体装置の形状によって、適宜打ち抜き、切断加工が施
される。図５に本発明の部品の例を示す。

【００３９】（６）半導体集積回路接続用基板の作成：（ａ）接着剤付き配線基板を用いる方法（４）の部品（接着剤付き配線基板）から接着剤層の保
護フィルム層を剥がし、適当な形状に打ち抜いた金属板
に貼り合わせる。金属板は、たとえば外形が角型で中央
に配線基板のデバイス孔に合わせて、やはり角型の穴が
ある形状に打ち抜いたものが例示できる。貼り合わせ条
件は温度２０〜２００℃、圧力０．１〜３ＭＰａが好適
である。最後に、熱風オーブン内で該接着剤の加熱硬化
のため８０〜２００℃で１５〜１８０分程度のポストキ
ュアを行なう。

【００４０】（ｂ）接着剤付きスティフナーを用いる方
法（５）の部品（接着剤付きスティフナー）を、金型で打
ち抜き、たとえば角型で中央にやはり角型の穴があ
る形状の接着剤付きスティフナーとする。該接着剤付き
スティフナーから保護フィルム層を剥がし、上記（１）
の配線基板層の導体パターン面または裏面のポリイミド
フィルム面に、該接着剤付きスティフナーの中央の穴
を、配線基板のデバイス孔に一致させ貼り合わせる。貼
り合わせ条件は温度２０〜２００℃、圧力０．１〜３Ｍ
Ｐａが好適である。最後に、熱風オーブン内で該接着剤
の加熱硬化のため８０〜２００℃で１５〜１８０分程度
のポストキュアを行なう。

【００４１】以上述べた半導体集積回路接続用基板の例
を図２に示す。

【００４２】（７）半導体装置の作成：（６）の半導体
集積回路接続用基板のインナーリード部を、ＩＣの金バ
ンプに熱圧着（インナーリードボンディング）し、ＩＣ
を搭載する。次いで、封止樹脂による樹脂封止工程を経
て半導体装置を作成する。得られた半導体装置を、他の
部品を搭載したプリント回路基板等と半田ボールを介し
て接続し、電子機器への実装をする。また、あらかじめ
ＩＣを上記（１）の配線基板に接続し、樹脂封止を行っ
た、いわゆるＴＣＰ型半導体装置を用いることもでき
る。図１に本発明の半導体装置の一態様の断面図を示
す。

【００４３】

【実施例】以下に実施例を挙げて本発明を説明するが、
本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。実
施例の説明に入る前に評価方法について述べる。

【００４４】評価方法（１）評価用パターンテープ作成：ＴＡＢ用接着剤付き
テープ（＃７１００、東レ(株)製）に１８μｍの電解銅
箔を、１４０℃、０．１ＭＰａの条件でラミネートし
た。続いてエアオーブン中で８０℃、３時間、１００
℃、５時間、１５０℃、５時間の順次加熱キュア処理を
行ない、銅箔付きＴＡＢ用テープを作成した。得られた
銅箔付きＴＡＢ用テープの銅箔面に常法によりフォトレ
ジスト膜形成、エッチング、レジスト剥離を行ない、評
価用パターンテープサンプルを作成した。

【００４５】（２）導体パターン埋め込み性およびキュ
ア発泡：接着剤組成物からなる厚さ１００μｍの接着剤
層付きの、厚さ０．１ｍｍの純銅板を、（１）の評価用
パターンテープの導体パターン面に、１３０℃、０．１
ＭＰａの条件でラミネートした後、エアオーブン中で１
５０℃、２時間加熱キュア処理を行なった。これを、塩
化第二鉄を主成分とするエッチング液中に浸漬し、前記
純銅板を溶解した。最後に露出した接着剤層を顕微鏡観
察してキュア時の発泡および導体パターンの埋め込み性
を評価した。

【００４６】（３）剥離強度：（２）と同様の接着剤層
付き純銅板を、ポリイミドフィルム（宇部興産（株）製
“ユーピレックス”７５Ｓ）に、１３０℃、０．１ＭＰ
ａの条件でラミネートした後、エアオーブン中で１５０
℃、２時間加熱キュア処理を行なった。得られたサンプ
ルのポリイミドフィルムを幅２ｍｍになるように切断
し、９０°方向に５０ｍｍ／min の速度で剥離し、その
際の剥離力を測定した。

【００４７】（４）絶縁信頼性：（１）の評価用パター
ンテープの、導体幅１００μｍ、導体間距離１００μｍ
のくし型形状の評価用サンプルの導体パターン面に、
（２）と同様の接着剤層付きの純銅板を、１３０℃、
０．１ＭＰａの条件でラミネートした後、エアオーブン
中で１５０℃、２時間加熱キュア処理を行なった。得ら
れたサンプルを用いて、８５℃，８５％ＲＨの恒温恒湿
槽内で１００Ｖの電圧を連続的に印加した状態におい
て、測定直後と２００時間後の抵抗値を測定した。

【００４８】（５）半田耐熱性：上記（３）の方法で作
成した３０ｍｍ角のサンプルを、８５℃，８５％ＲＨの
雰囲気下で４８時間調湿した後、すみやかに半田浴上に
６０秒間浮かべ、膨れおよび剥がれのない最高温度を測
定した。

【００４９】（６）半導体装置のリフロー試験：厚さ１
ｍｍのＦＲ−４ガラスエポキシ銅張り基板を、常法に従
ってエッチングし、ピッチ１ｍｍの半田ボール接続用の
パターンを作成した。これにクリーム半田を塗布し、後
述の実施例で作成したＢＧＡ型半導体装置サンプルを８
５℃，８５％ＲＨの雰囲気下で４８時間調湿した後、す
みやかに最高温度２３０℃、１０秒のリフロー条件でリ
フロー炉を通過させた後、膨れおよび剥がれの発生を評
価した。

【００５０】（７）熱サイクル試験：上記（３）の方法
で作成した３０ｍｍ角のサンプルを、熱サイクル試験器
（タバイエスペック(株)製、ＰＬ−３型）中で、−２０
℃〜１００℃、最低および最高温度で各１時間保持の条
件で６００サイクル処理し、剥がれの発生を評価した。

【００５１】（８）半導体装置の熱サイクル試験：厚さ
１ｍｍのＦＲ−４ガラスエポキシ銅張り基板を、常法に
従ってエッチングし、ピッチ１ｍｍの半田ボール接続用
のパターンを作成した。これにクリーム半田を塗布し、
後述の実施例で作成したＢＧＡ型半導体装置サンプルを
２３０℃のリフロー条件で搭載し、熱サイクル試験用サ
ンプルを作成した。これを、（７）と同様の条件で６０
０サイクル処理し、半田ボールのクラックの発生を評価
した。

【００５２】実施例１ポリエステル樹脂（東レ（株）製、”ケミット”Ｋ−１
２９４）、エポキシ樹脂（油化シェルエポキシ（株）
製、“エピコート”８２８、エポキシ当量１８６）、Ｎ
ＢＲゴム変成エポキシ樹脂（大日本インキ化学（株）
製、”エピクロン”ＴＳＲ−６０１、エポキシ当量４８
０）、１シアノエチル２エチル４メチルイミダゾールを
それぞれ表１の組成比となるようにメチルエチルケトン
／Ｎ−メチルピロリドン／トルエン＝１／１／２混合溶
剤に加え、４０℃で撹拌、混合して接着剤溶液を作成し
た。この接着剤溶液をバーコータで、シリコーン離型剤
付きの厚さ２５μのポリエチレンテレフタレートフィル
ム（剥離力Ｆ₁）に約２０μの乾燥厚さとなるように塗
布し，１７０℃で５分間乾燥した。一方、剥離力の低い
シリコーン離型剤付きの厚さ２５μのポリエチレンテレ
フタレートフィルム（剥離力Ｆ₂）を用いた以外は上記
と同一の方法で約５０μの乾燥厚さとなるように接着剤
層を作成した。次いで、これらを接着剤面どうしを合せ
て２枚積層し、接着剤厚み４０μの本発明の半導体装置
用接着シートを作成した。図６に構成を示す。この接着
剤シートを厚さ０．１ｍｍの純銅板に１００℃、０．１
ＭＰａの条件でラミネートし、接着剤層付き純銅板を得
た。特性を表２に示す。

【００５３】上記の手順で得られた接着剤層付き純銅板
を外形３０ｍｍ角で中央に２０ｍｍ角の穴が開いた形に
打ち抜き加工し、半導体集積回路接続用基板の部品（接
着剤付きスティフナー）を作成した。

【００５４】一方、前述の評価方法（１）と同様の方法
で図３に示すパターンテープ（配線基板層）を作成し
た。ただし、導体パターン面に感光性ソルダーレジスト
（”Ｐｒｏｂｉｍｅｒ”７１、チバガイギー社製）を塗
布、乾燥し、フォトマスクで露光、現像、熱硬化させ半
田ボール接続用のパッド（半田ボールピッチ１．０ｍ
ｍ）上はレジストを除去した。次いで、前記接着剤付き
スティフナーの穴がパターンテープのデバイスホールに
対応するように位置を合せて、１３０℃、０．１ＭＰａ
の条件で導体パターンと反対面に熱圧着した後、エアオ
ーブン中で１５０℃、２時間加熱キュア処理を行ない、
半導体集積回路接続用基板を作成した。

【００５５】さらに、この半導体集積回路接続用基板の
インナーリード部に４５０℃，１分の条件でインナーリ
ードボンディングを行ない、半導体集積回路を接続し
た。次いで、エポキシ系液状封止剤（北陸塗料（株）製
“チップコート”１３２０−６１７）で樹脂封止を行な
った。半田ボール接続用のパッド上にクリーム半田印刷
した後、直径０．３ｍｍの半田ボール（田中電子工業
(株)製）を配置し、２６０℃のリフロー炉中で加熱し
て、半導体装置を得た。図１は得られた半導体装置の断
面を示したものである。特性を表２に示す。

【００５６】実施例２球状シリカ（トクヤマ（株）製、”エクセリカ”）をメ
チルエチルケトン／Ｎ−メチルピロリドン／クロルベン
ゼン＝１／１／２混合溶剤と混合した後、サンドミル処
理してシリカ分散液を作成した。これにポリエステル樹
脂（富士写真フィルム（株）製、”スタフィックス”Ｐ
−ＬＣ）、（東洋紡績（株）製、”バイロン”３０
０）、エポキシ樹脂（油化シェルエポキシ（株）製、
“エピコート”８２８、エポキシ当量１８６）、ダイマ
ー酸型エポキシ樹脂（油化シェルエポキシ（株）製、
“エピコート”８７１、エポキシ当量４３０）、１シア
ノエチル２エチル４メチルイミダゾールをそれぞれ表１
の組成比となるようにメチルエチルケトン／Ｎ−メチル
ピロリドン／クロルベンゼン＝１／１／２混合溶剤に固
形分がそれぞれ表１の組成比となるように加え、４０℃
で撹拌、混合して接着剤溶液を作成した。この接着剤溶
液を用いて実施例１と同様にして半導体集積回路接続用
基板の部品（接着剤付きスティフナー）および半導体集
積回路接続用基板を得た。特性を表２に示す。

【００５７】実施例３水酸化アルミニウム（昭和電工（株）製、Ｈ−４２Ｉ）
をトルエンと混合した後、サンドミル処理して水酸化ア
ルミニウム分散液を作成した。この分散液に、ポリエス
テル樹脂（東レ（株）製、”ケミット”Ｋ−１２９
４）、ブタジエン／アクリロニトリル／アクリル酸共重
合体（日本合成ゴム（株）製、ＰＮＲ−１Ｈ）、臭素化
エポキシ樹脂（油化シェル（株）製、”エピコ−ト”５
０５０、臭素含有率４９％、エポキシ当量３９５）、エ
ポキシ樹脂（油化シェルエポキシ（株）製、“エピコー
ト”８２８、エポキシ当量１８６）、４，４´−ジアミ
ノジフェニルスルホンをそれぞれ表１の組成比となるよ
うにメチルエチルケトン／Ｎ−メチルピロリドン／トル
エン＝１／１／２混合溶剤に加え、４０℃で撹拌、混合
して接着剤溶液を作成した。次いで、実施例１と同様に
してこの接着剤溶液から接着剤シートを作成した。この
接着剤シートを、実施例１と同様の方法で作成したパタ
ーンテープ（配線基板層）に、実施例１と同様の手順
で、８０℃、０．１ＭＰａの条件で導体パターンと反対
面に熱圧着した。さらに、配線基板層のデバイス孔等に
合わせて該保護フィルム付きの接着剤層シートを打ち抜
き加工して半導体集積回路接続用基板の部品（接着剤付
き配線基板）を得た。

【００５８】一方、厚さ０．１ｍｍの純銅板を外形３０
ｍｍ角で中央に２０ｍｍ角の穴が開いた形に打ち抜き加
工し、スティフナーを作成した。これを上記の接着剤付
き配線基板に、スティフナーの穴がパターンテープのデ
バイス孔に対応するように位置を合せて、１３０℃、
０．１ＭＰａの条件で導体パターンと反対面に熱圧着し
た。最後に、エアオーブン中で１５０℃、２時間加熱キ
ュア処理を行ない、半導体集積回路接続用基板を作成し
た。特性を表２に示す。

【００５９】比較例１水酸化アルミニウム（昭和電工（株）製、Ｈ−４２Ｉ）
をトルエンと混合した後、サンドミル処理して水酸化ア
ルミニウム分散液を作成した。この分散液に、ＮＢＲ−
Ｃ（日本合成ゴム（株）製、ＰＮＲ−１Ｈ）および分散
液と等重量のメチルエチルケトンをそれぞれ表１の組成
比となるように加え、３０℃で撹拌、混合して接着剤溶
液を作成した。この接着剤溶液を用いて実施例１と同様
にして半導体集積回路接続用基板の部品（接着剤付きス
ティフナー）および半導体集積回路接続用基板を得た。
特性を表２に示す。

【００６０】比較例２水酸化アルミニウム（昭和電工（株）製、Ｈ−４２Ｉ）
をトルエンと混合した後、サンドミル処理して水酸化ア
ルミニウム分散液を作成した。この分散液に、フェノー
ルノボラック樹脂（群栄化学工業（株）製、ＰＳＭ４２
６１）、ヘキサメチレンテトラミンおよび分散液と等重
量のメチルエチルケトンをそれぞれ表１の組成比となる
ように加え、３０℃で撹拌、混合して接着剤溶液を作成
した。この接着剤溶液を用いて実施例１と同様にして半
導体集積回路接続用基板の部品（接着剤付きスティフナ
ー）および半導体集積回路接続用基板を得た。特性を表
２に示す。

【００６１】

【表１】

【００６２】

【表２】

【００６３】表１および表２の実施例および比較例から
本発明により得られる半導体集積回路接続用基板は、接
着力、絶縁信頼性および耐久性に優れることがわかる。

【００６４】

【発明の効果】本発明は、加工性、接着力、絶縁信頼性
および耐久性に優れる新規な半導体集積回路接続用基板
およびそれを構成する部品ならびに半導体装置を工業的
に提供するものであり、本発明の半導体集積回路接続用
基板によって高密度実装用の半導体装置の信頼性および
易加工性に基づく経済性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の半導体集積回路接続用基板を用いたＢ
ＧＡ型半導体装置の一態様の断面図。

【図２】本発明の半導体集積回路接続用基板の一態様の
断面図。

【図３】本発明の半導体集積回路接続用基板を構成する
パターンテープ（ＴＡＢテープ）の一態様の斜視図。

【図４】本発明の半導体集積回路接続用基板の部品（接
着剤付き配線基板）の一態様の断面図。

【図５】本発明の半導体集積回路接続用基板の部品（接
着剤付きスティフナー）の一態様の断面図。

【図６】本発明の半導体装置用接着剤シートの一態様の
断面図。

【符号の説明】

１半導体集積回路２金バンプ３，１１，１７可撓性を有する絶縁性フィルム４，１２，１８配線基板層を構成する接着剤層５，１３，２１半導体集積回路接続用の導体６，１４，本発明の接着剤組成物より構成される
接着剤層７，１５導体パターンが形成されていない層８，１６ソルダーレジスト９半田ボール１０封止樹脂１９スプロケット孔２０デバイス孔２２半田ボール接続用の導体部２３本発明の接着剤シートを構成する保護フィルム層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＣ０９Ｊ 7/00 Ｃ０９Ｊ 7/00 161/06 161/06 163/00 163/00 167/00 167/00 201/00 201/00 Ｈ０１Ｌ 23/12 Ｈ０１Ｌ 23/12 Ｌ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（Ａ）絶縁体層および導体パターンからな
る配線基板層、（Ｂ）導体パターンが形成されていない
層および（Ｃ）接着剤層をそれぞれ少なくとも１層以上
有する半導体集積回路接続用基板であって、（Ｃ）接着
剤層を構成する接着剤組成物が必須成分として主鎖にエ
ステル結合を含む樹脂および熱硬化性樹脂をそれぞれ少
なくとも１種類以上含むことを特徴とする半導体集積回
路接続用基板。
【請求項２】主鎖にエステル結合を含む樹脂が、ポリエ
ステルであることを特徴とする請求項１記載の半導体集
積回路接続用基板。
【請求項３】主鎖にエステル結合を含む樹脂が溶剤可溶
であって、かつ２５℃における溶解度が５重量％以上で
あることを特徴とする請求項１記載の半導体集積回路接
続用基板。
【請求項４】熱硬化性樹脂がエポキシ樹脂および／また
はフェノール樹脂であることを特徴とする請求項１記載
の半導体集積回路接続用基板。
【請求項５】（Ａ）絶縁体層および導体パターンからな
る配線基板層を構成する絶縁体層が、少なくとも１層以
上のポリイミドフィルムから構成され、かつ導体パター
ンが銅を含有することを特徴とする請求項１記載の半導
体集積回路接続用基板。
【請求項６】請求項１〜５いずれか記載の半導体集積回
路接続用基板を用いた半導体装置。
【請求項７】（Ａ）絶縁体層および導体パターンからな
る配線基板層および（Ｃ’）保護フィルム層を有する接
着剤層をそれぞれ少なくとも１層以上有する半導体集積
回路接続用基板の部品であって、（Ｃ’）接着剤層を構
成する接着剤組成物が必須成分として主鎖にエステル結
合を含む樹脂および熱硬化性樹脂をそれぞれ少なくとも
１種類以上含むことを特徴とする半導体集積回路接続用
基板の部品。
【請求項８】（Ｂ）導体パターンが形成されていない層
および（Ｃ’）保護層を有する接着剤層をそれぞれ少な
くとも１層以上有する半導体集積回路接続用基板の部品
であって、（Ｃ’）接着剤層を構成する接着剤組成物が
必須成分として主鎖にエステル結合を含む樹脂および熱
硬化性樹脂をそれぞれ少なくとも１種類以上含むことを
特徴とする半導体集積回路接続用基板の部品。
【請求項９】接着剤層を構成する接着剤組成物の主鎖に
エステル結合を含む樹脂が、ポリエステルであることを
特徴とする請求項７または８記載の半導体集積回路接続
用基板の部品。
【請求項１０】接着剤層を構成する接着剤組成物の、主
鎖にエステル結合を含む構造を含む樹脂が、溶剤可溶で
あって、かつ２５℃における溶解度が５重量％以上であ
ることを特徴とする請求項７または８記載の半導体集積
回路接続用基板の部品。
【請求項１１】接着剤層を構成する接着剤組成物が、エ
ポキシ樹脂および／またはフェノール樹脂を含むことを
特徴とする請求項７または８記載の半導体集積回路接続
用基板の部品。
【請求項１２】（Ａ）絶縁体層および導体パターンから
なる配線基板層を構成する絶縁体層が、少なくとも１層
以上のポリイミドフィルムから構成され、かつ導体パタ
ーンが銅を含有することを特徴とする請求項７記載の半
導体集積回路接続用基板の部品。
【請求項１３】（Ｂ）導体パターンが形成されていない
層が、金属板であることを特徴とする請求項８記載の半
導体集積回路接続用基板の部品。
【請求項１４】（Ｃ’）接着剤層の保護フィルム層が、
離型処理された有機フィルムであることを特徴とする請
求項７または８記載の半導体集積回路接続用基板の部
品。