JPH10178059A - Adhesive composition for semiconductor device and adhesive sheet for semiconductor device using the same - Google Patents

Adhesive composition for semiconductor device and adhesive sheet for semiconductor device using the same

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JPH10178059A
JPH10178059A JP9216517A JP21651797A JPH10178059A JP H10178059 A JPH10178059 A JP H10178059A JP 9216517 A JP9216517 A JP 9216517A JP 21651797 A JP21651797 A JP 21651797A JP H10178059 A JPH10178059 A JP H10178059A
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JP
Japan
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epoxy resin
adhesive composition
adhesive
semiconductor device
layer
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JP9216517A
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Japanese (ja)
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Taiji Sawamura
泰司 澤村
Yoshio Ando
芳雄 安藤
Shoji Kigoshi
将次 木越
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Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
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Publication date
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    • H01L24/74Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies
    • H01L24/79Apparatus for Tape Automated Bonding [TAB]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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    • H05K3/38Improvement of the adhesion between the insulating substrate and the metal
    • H05K3/386Improvement of the adhesion between the insulating substrate and the metal by the use of an organic polymeric bonding layer, e.g. adhesive

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve reflow resistance property and thermal cycle property by using a thermosplastic resin and an epoxy resin that contains a specific epoxy risen as an essential constituent as an adhesive composition for a semiconductor integrated circuit. SOLUTION: Epoxy resin A that contains, as essential constituents, a thermoplastic resin and an epoxy resin (a) indicated by an expression is used as an adhesive composition for a semiconductor integrated circuit. R1-R8 in the expression indicate hydrogen atom, low-class alkyl group of C1-C4 or halogen atom. The epoxy resin (a) whose concrete example is terpenediphenoliglycidylether is contained in an epoxy resin A preferably by 60wt.% of higher and the epoxy resin A is contained in the adhesive composition preferably by 20-60wt.%. The thermoplastic resin preferably has, for example, amino group, carboxyl group, epoxy group, hydroxyl group, methylol group, isocyanate group, vinyl group, and silanol group as a functional group that can react with the epoxy resin A to improve heat resistance.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路
(IC)を搭載し、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)を構成す
る接着剤組成物ならびに接着剤シートに関する。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)方式の表面実装パッケージに用
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
補強板(スティフナー)等の導体パターンが形成されて
いない層の間を接着し、半田耐熱性、サーマルサイクル
性等の信頼性に優れた接着剤組成物およびそれを用いた
半導体装置用接着剤シートに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an adhesive composition and an adhesive sheet constituting a substrate (interposer) for connecting a semiconductor integrated circuit (IC) used for mounting and packaging the semiconductor integrated circuit (IC). . More specifically, a wiring board layer composed of an insulating layer and a conductor pattern constituting a substrate for connecting a semiconductor integrated circuit used in a ball grid array (BGA) and land grid array (LGA) type surface mounting package, and a metal reinforcing plate, for example. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an adhesive composition which adheres between layers on which a conductor pattern such as (stiffener) or the like is not formed, and is excellent in reliability such as solder heat resistance and thermal cyclability, and an adhesive sheet for a semiconductor device using the same.

【0002】[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、最もピン数の多くできる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、外部端子(リード)間の狭ピッチ化による
取扱い性の困難化とプリント基板上の半田の印刷精度が
得にくいことによる。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、薄型化が図れる
だけでなく、表面実装可能なことから高く注目されてい
る。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a semiconductor integrated circuit (IC) package, a dual in-line package (DIP),
Package forms such as a small outline package (SOP) and a quad flat package (QFP) have been used. However, with the increase in the number of pins of the IC and the miniaturization of the package, the limit of the QFP having the largest number of pins is approaching its limit. This is due to the difficulty in handling due to the narrow pitch between external terminals (leads) and the difficulty in obtaining solder printing accuracy on the printed board, particularly when mounting on a printed board. Therefore, in recent years, a BGA method, an LGA method, a PGA method and the like have been put to practical use as means for increasing the number of pins and reducing the size. Above all, the BGA method has attracted a great deal of attention not only because it can be reduced in cost, weight and thickness by using a plastic material, but also because it can be surface-mounted.

【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基板の外部接続
端子としてICのピン数にほぼ対応する半田ボールを格
子状(エリアアレイ)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、リフローで半田を溶解する一括リフロー
により行われる。 パッケージとしての特徴は、従来の
QFP等周辺に接続端子を配列したICパッケージに比
べて、パッケージ裏面に接続端子を配列する点であり、
より多くの接続端子を少ないスペースに広い間隔で配列
できるところにある。このため、実装面では、低実装面
積化と高実装効率化が図れる。
FIG. 1 shows an example of the BGA system. The BGA method is characterized in that solder balls almost corresponding to the number of pins of an IC are provided in a grid (area array) as external connection terminals of a semiconductor integrated circuit connection board to which the IC is connected.
The connection to the printed board is performed by batch reflow in which the solder ball surface is placed so as to match the conductor pattern of the printed board on which the solder is already printed, and the solder is melted by reflow. The feature of the package is that the connection terminals are arranged on the back surface of the package, compared to the conventional IC package in which the connection terminals are arranged around the QFP.
The reason is that more connection terminals can be arranged in a small space at a wide interval. For this reason, on the mounting surface, it is possible to reduce the mounting area and increase the mounting efficiency.

【0004】この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と称されている。本発明は、これらのBG
A構造を有するCSPにも適用できる。
[0004] A chip scale package (CSP) is one that has further advanced this function, and is called a micro BGA because of its similarity. The present invention relates to these BGs.
The present invention can be applied to a CSP having an A structure.

【0005】一方、BGAパッケージには以下の課題が
ある。(a)半田ボール面の平面性、(b)耐リフロー
性、(c)放熱性、(c)サーマルサイクル性である。
On the other hand, the BGA package has the following problems. (A) Flatness of the solder ball surface, (b) reflow resistance, (c) heat dissipation, and (c) thermal cycle properties.

【0006】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(平面性維持)、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
般的に用いられている。特に、ICを接続するための絶
縁層および導体パターンからなる配線基板層にTABテ
ープやフレキシブル基板を用いた場合に重要になる。
As a method of improving these, a method of laminating a material such as a metal plate for reinforcement (maintaining flatness), heat radiation, and electromagnetic shielding on a substrate for connecting a semiconductor integrated circuit is generally used. . In particular, it becomes important when a TAB tape or a flexible substrate is used for a wiring board layer composed of an insulating layer and a conductor pattern for connecting an IC.

【0007】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
11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(ヒートスプレッター)、
シールド板等の導体パターンが形成されていない層1
5、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層以上有する構造となっている。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
層または導体が形成され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
品を作成しておき、パッケージ組立工程で貼り合わせ、
加熱硬化させて作成される。
Therefore, the substrate for connecting a semiconductor integrated circuit is
As illustrated in FIG. 2, a wiring board layer including an insulator layer 11 and a conductor pattern 13 for connecting an IC, a reinforcing plate (stiffener), a heat sink (heat spreader),
Layer 1 on which no conductor pattern such as a shield plate is formed
5, and at least one adhesive layer 14 for laminating them. These semiconductor integrated circuit connection substrates are preliminarily prepared by laminating or applying and drying an adhesive composition in a semi-cured state on either a wiring substrate layer or a layer on which no conductor is formed, and then assembling the package. Lamination in the process,
It is made by heat curing.

【0008】最終的に、接着剤層14は、パッケージ内
部に残留する。以上の点から接着剤層14に要求される
特性として、(a)耐リフロー性、(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
で発生する応力吸収(低応力性)、(c)易加工性、
(d)配線上に積層する場合の絶縁性などが挙げられ
る。
Finally, the adhesive layer 14 remains inside the package. From the above points, the properties required for the adhesive layer 14 include (a) reflow resistance, and (b) stress absorption occurring between different materials such as a wiring board layer and a reinforcing plate during a temperature cycle or reflow. Low stress), (c) easy workability,
(D) Insulation when laminated on wirings, and the like.

【0009】中でも、重要な要求項目は耐リフロー性と
耐サーマルサイクル性である。
Among them, important requirements are reflow resistance and thermal cycle resistance.

【0010】耐リフロー性は、半田浴浸漬、不活性ガス
の飽和蒸気による加熱(ベーパーフェイズ法)や赤外線
リフローなどパッケージ全体が210〜270℃の高温
に加熱される実装方式において、接着剤層が剥離しパッ
ケージの信頼性を低下するというものである。リフロー
工程における剥離の発生は、接着剤層を硬化してから実
装工程の間までに吸湿された水分が加熱時に爆発的に水
蒸気化、膨張することに起因するといわれており、その
対策として後硬化したパッケージを完全に乾燥し密封し
た容器に収納して出荷する方法が用いられている。
[0010] The reflow resistance is determined by a mounting method in which the entire package is heated to a high temperature of 210 to 270 ° C, such as immersion in a solder bath, heating with a saturated vapor of an inert gas (a vapor phase method), or infrared reflow. It peels off and reduces the reliability of the package. It is said that the peeling in the reflow process is caused by the explosion of water that has been absorbed between the curing of the adhesive layer and the mounting process explosively turning into steam during heating. A method has been used in which a package that has been completely dried and stored in a sealed container is shipped.

【0011】耐サーマルサイクル性は、BGAなどピン
数の多いパッケージは動作時100℃を越える高温にな
るため要求される特性であり、線膨張係数の異なる材料
間を接続する接着剤には発生応力を緩和する目的で、低
弾性率化が要求されている。
The thermal cycle resistance is a characteristic required for a package having a large number of pins, such as a BGA, because the temperature of the package is higher than 100 ° C. during operation. In order to alleviate this, a low elastic modulus is required.

【0012】このようなことから、接着剤の改良も種々
検討されたいる。例えば、耐サーマルサイクル性に優れ
た接着剤層として、低弾性率の熱可塑性樹脂あるいはシ
リコーンエラストマー(特公平6−50448号公報)
などが提案されている。
[0012] For these reasons, various improvements in adhesives have been studied. For example, as an adhesive layer having excellent thermal cycle resistance, a thermoplastic resin or a silicone elastomer having a low elastic modulus (Japanese Patent Publication No. 6-50448).
And so on.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】しかるに乾燥パッケー
ジを容器に封入する方法は製造工程および製品の取扱い
が煩雑にあるうえ、製品価格がきわめて高価になる欠点
がある。
However, the method of enclosing a dry package in a container has disadvantages in that the manufacturing process and the handling of the product are complicated, and the product price is extremely high.

【0014】また、種々提案された接着剤も耐サーマル
サイクル性は優れるものの、耐リフロー性を満足するも
のではなかった。
Further, although the adhesives proposed variously have excellent thermal cycle resistance, they do not satisfy the reflow resistance.

【0015】本発明の目的は、かかるリフロー工程に生
じる問題点を解消し、信頼性が高く、耐リフロー性およ
びサーマルサイクル性に優れた半導体装置用接着剤組成
物およびそれを用いた半導体装置用接着剤シートを提供
することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the problems arising in the reflow process, to provide a highly reliable adhesive composition for a semiconductor device having excellent reflow resistance and thermal cycling properties, and to a semiconductor device using the same. An object of the present invention is to provide an adhesive sheet.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】すなわち、絶縁体層およ
び導体パターンからなる配線基板、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用基板の接着剤層を形成す
る半導体集積回路用接着剤組成物であって、該接着剤組
成物がエポキシ樹脂(A)および熱可塑性樹脂(B)を
含有し、前記エポキシ樹脂(A)が、下記式(1)で表
されるエポキシ樹脂(a)を必須成分として含有するこ
とを特徴とする半導体装置用接着剤組成物およびそれを
用いた半導体接着剤シートである。
That is, a wiring board comprising an insulator layer and a conductor pattern, a layer on which no conductor pattern is formed, and an adhesive layer are each provided with at least one layer.
An adhesive composition for a semiconductor integrated circuit forming an adhesive layer of a substrate for a semiconductor integrated circuit having at least one layer, wherein the adhesive composition contains an epoxy resin (A) and a thermoplastic resin (B), An epoxy resin (A) comprising an epoxy resin (a) represented by the following formula (1) as an essential component: a semiconductor device adhesive composition and a semiconductor adhesive sheet using the same. .

【0017】[0017]

【化2】 (ただし、R1〜R4は各々水素原子、C1〜C4の低
級アルキル基またはハロゲン原子を示す。)
Embedded image (However, R1 to R4 each represent a hydrogen atom, a C1 to C4 lower alkyl group or a halogen atom.)

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下、本発明の構成を詳述する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The configuration of the present invention will be described below in detail.

【0019】本発明における、エポキシ樹脂(A)は、
下記式(1)
In the present invention, the epoxy resin (A) is
The following equation (1)

【化3】 (ただし、R1〜R4は各々水素原子、C1〜C4の低
級アルキル基またはハロゲン原子を示す。)で表される
エポキシ樹脂(b)を必須成分として含有することが重
要である。エポキシ樹脂(b)を含有しない場合は、リ
フロー工程における剥離防止効果は発揮されない。
Embedded image (However, it is important that the epoxy resin (b) represented by R1 to R4 represents a hydrogen atom, a C1 to C4 lower alkyl group or a halogen atom, respectively) as an essential component. When the epoxy resin (b) is not contained, the effect of preventing peeling in the reflow step is not exhibited.

【0020】上記式(1)で表される骨格を有するエポ
キシ樹脂において、R1〜R4の好ましい具体例として
は、水素原子、メチル基、エチル基、sec−ブチル
基、t−ブチル基、塩素原子、臭素原子などが挙げられ
る。
In the epoxy resin having a skeleton represented by the above formula (1), preferred examples of R1 to R4 include a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, a sec-butyl group, a t-butyl group and a chlorine atom. And a bromine atom.

【0021】上記式(1)で表されるエポキシ樹脂の好
ましい具体例としては、テルペンジフェノールジグリシ
ジルエーテル(油化シェルエポキシ(株)製)などが挙
げられる。
Preferred specific examples of the epoxy resin represented by the above formula (1) include terpene diphenol diglycidyl ether (manufactured by Yuka Shell Epoxy Co., Ltd.).

【0022】本発明において、エポキシ樹脂(A)は上
記のエポキシ樹脂(a)とともに該エポキシ樹脂(a)
以外の他のエポキシ樹脂をも併用して含有することがで
きる。併用できる他のエポキシ樹脂としては、例えば、
クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、フェノールノボ
ラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールAやレゾルシン
などから合成される各種ノボラック型エポキシ樹脂、ビ
スフェノールA型エポキシ樹脂、線状脂肪族エポキシ樹
脂、脂環式エポキシ樹脂、複素環式エポキシ樹脂、スピ
ロ環含有エポキシ樹脂およびハロゲン化エポキシ樹脂な
どが挙げられる。
In the present invention, the epoxy resin (A) is used together with the epoxy resin (a).
Other epoxy resins other than the above may be used in combination. Other epoxy resins that can be used in combination, for example,
Cresol novolak epoxy resin, phenol novolak epoxy resin, various novolak epoxy resins synthesized from bisphenol A, resorcin, etc., bisphenol A epoxy resin, linear aliphatic epoxy resin, alicyclic epoxy resin, heterocyclic epoxy Resins, spiro ring-containing epoxy resins, halogenated epoxy resins, and the like.

【0023】エポキシ樹脂(A)中に含有されるエポキ
シ樹脂(a)の割合に関しては特に制限がなく、必須成
分としてエポキシ樹脂(a)が含有されれば本発明の効
果は発揮されるが、より十分な効果を発揮させるために
は、エポキシ樹脂(a)をエポキシ樹脂(A)中に通常
20重量%以上、好ましくは40重量%以上、さらに好
ましくは60重量%以上含有せしめる必要がある。
The proportion of the epoxy resin (a) contained in the epoxy resin (A) is not particularly limited. If the epoxy resin (a) is contained as an essential component, the effect of the present invention is exhibited. In order to exert a more satisfactory effect, it is necessary to contain the epoxy resin (a) in the epoxy resin (A) usually at least 20% by weight, preferably at least 40% by weight, more preferably at least 60% by weight.

【0024】本発明におけるエポキシ樹脂(A)の配合
量は、接着剤組成物中5〜90重量%、好ましくは10
〜70重量%、さらに好ましくは20〜60重量%であ
る。
The amount of the epoxy resin (A) in the present invention is 5 to 90% by weight, preferably 10 to 90% by weight in the adhesive composition.
7070% by weight, more preferably 20-60% by weight.

【0025】本発明における熱可塑性樹脂(B)は、接
着剤層に可撓性を与えるものであれば特に限定されない
が、その具体例としては、アクリロニトリル−ブタジエ
ン共重合体(NBR)、アクリロニトリル−ブタジエン
ゴム−スチレン樹脂(ABS)、ポリブタジエン、スチ
レン−ブタジエン−エチレン樹脂(SEBS)、アクリ
ル、ポリビニルブチラール、ポリアミド、ポリエチレ
ン、ポリエステル、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポ
リウレタン等が挙げられる。また、これらの熱可塑性樹
脂は耐熱性向上のため、前述のエポキシ樹脂(A)と反
応可能な官能基を有することが好ましい。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
等が挙げられる。
The thermoplastic resin (B) in the present invention is not particularly limited as long as it gives flexibility to the adhesive layer. Specific examples thereof include acrylonitrile-butadiene copolymer (NBR) and acrylonitrile- Butadiene rubber-styrene resin (ABS), polybutadiene, styrene-butadiene-ethylene resin (SEBS), acrylic, polyvinyl butyral, polyamide, polyethylene, polyester, polyimide, polyamideimide, polyurethane, and the like. Further, these thermoplastic resins preferably have a functional group capable of reacting with the epoxy resin (A) in order to improve heat resistance. In particular,
Examples include an amino group, a carboxyl group, an epoxy group, a hydroxyl group, a methylol group, an isocyanate group, a vinyl group, and a silanol group.

【0026】中でも、接着性、可撓性、熱応力緩和性の
点で、ブタジエンを必須共重合成分とする共重合体が好
ましく用いられる。特に、金属との接着性、耐薬品性等
の観点からアクリロニトリル−ブタジエン共重合体(N
BR)、スチレン−ブタジエン−エチレン樹脂(SEB
S)、スチレン−ブタジエン樹脂(SBS)等は好まし
い。さらにブタジエンを必須共重合成分としかつカルボ
キシル基を有する共重合体は好ましく、具体例としては
NBR(NBR−C)およびSEBS(SEBS−C)
が挙げられる。
Among them, a copolymer containing butadiene as an essential copolymer component is preferably used in terms of adhesiveness, flexibility and thermal stress relaxation. Particularly, acrylonitrile-butadiene copolymer (N
BR), styrene-butadiene-ethylene resin (SEB)
S), styrene-butadiene resin (SBS) and the like are preferred. Further, a copolymer containing butadiene as an essential copolymer component and having a carboxyl group is preferable, and specific examples thereof include NBR (NBR-C) and SEBS (SEBS-C).
Is mentioned.

【0027】本発明において、接着剤層に無機質充填剤
(C)を添加することにより、耐リフロー性、耐サーマ
ルサイクル性を一層向上することができる。無機質充填
剤(C)の具体例としては、水酸化アルミニウム、アル
ミナ、水酸化マグネシウム、カルシウム・アルミネート
水和物、シリカ、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、アルミニウム、金、銀、ニッケル、鉄が挙げられ
る。中でも、分散性の点から、水酸化アルミニウム、ア
ルミナ、シリカが好ましく、その平均粒径は0.1〜2
0μmのものが好ましく用いられる。
In the present invention, reflow resistance and thermal cycle resistance can be further improved by adding an inorganic filler (C) to the adhesive layer. Specific examples of the inorganic filler (C) include aluminum hydroxide, alumina, magnesium hydroxide, calcium aluminate hydrate, silica, zirconium oxide, zinc oxide, antimony trioxide, antimony pentoxide, magnesium oxide, and oxide. Examples include titanium, iron oxide, cobalt oxide, chromium oxide, talc, aluminum, gold, silver, nickel, and iron. Among them, from the viewpoint of dispersibility, aluminum hydroxide, alumina and silica are preferable, and the average particle size is 0.1 to 2
Those having a thickness of 0 μm are preferably used.

【0028】無機質充填剤(C)の配合量は、接着剤組
成物中1〜90重量%、好ましくは5〜70重量%、さ
らに好ましくは10〜50重量%である。
The compounding amount of the inorganic filler (C) is 1 to 90% by weight, preferably 5 to 70% by weight, more preferably 10 to 50% by weight in the adhesive composition.

【0029】本発明において、接着剤層にフェノール樹
脂(D)を添加することにより、耐リフロー性および絶
縁信頼性を一層向上させることができる。フェノール樹
脂(D)の具体例としては、たと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、ビスフェノール
A型樹脂や各種レゾール樹脂などが挙げられる。
In the present invention, the reflow resistance and insulation reliability can be further improved by adding a phenol resin (D) to the adhesive layer. Specific examples of the phenol resin (D) include, for example, a phenol novolak resin, a cresol novolak resin, a bisphenol A type resin, various resole resins, and the like.

【0030】フェノール樹脂の配合割合は、通常エポキ
シ樹脂1当量に対してフェノール性水酸基0.5〜1
0.0当量、好ましくは0.7〜7.0当量となる範囲
であることが望ましい。
The mixing ratio of the phenolic resin is usually from 0.5 to 1 phenolic hydroxyl group per equivalent of epoxy resin.
It is desirably in the range of 0.0 equivalent, preferably 0.7 to 7.0 equivalent.

【0031】本発明の接着剤層にエポキシ樹脂(A)の
単独反応、エポキシ樹脂(A)と熱可塑性樹脂(B)や
フェノール樹脂(D)との反応を促進させる硬化促進剤
を含有することができる。硬化促進剤は硬化反応を促進
するものならば特に限定されず、その具体例としては、
たとえば、2−メチルイミダゾール、2,4−ジメチル
イミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、
2−フェニルイミダゾール、2−フェニル−4−メチル
イミダゾールおよび2−ヘプタデシルイミダゾールなど
のイミダゾール化合物、トリエチルアミン、ベンジルジ
メチルアミン、α−メチルベンジルジメチルアミン、2
−(ジメチルアミノメチル)フェノール、2,4,6−
トリス(ジメチルアミノメチル)フェノールおよび1,
8−ジアザビシクロ(5,4,0)ウンデセンー7など
の3級アミン化合物、ジルコニウムテトラメトキシド、
ジルコニウムテトラプロポキシド、テトラキス(アセチ
ルアセトナト)ジルコニウムおよびトリ(アセチルアセ
トナト)アルミニウムなどの有機金属化合物、およびト
リフェニルホスフィン、トリメチルホスフィン、トリエ
チルホスフィン、トリブチルホスフィン、トリ(p−メ
チルフェニル)ホスフィンおよびトリ(ノニルフェニ
ル)ホスフィンなどの有機ホスフィン化合物が挙げられ
る。
The adhesive layer of the present invention contains a curing accelerator which promotes a single reaction of the epoxy resin (A) or a reaction between the epoxy resin (A) and the thermoplastic resin (B) or the phenol resin (D). Can be. The curing accelerator is not particularly limited as long as it accelerates the curing reaction, and specific examples thereof include:
For example, 2-methylimidazole, 2,4-dimethylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole,
Imidazole compounds such as 2-phenylimidazole, 2-phenyl-4-methylimidazole and 2-heptadecylimidazole, triethylamine, benzyldimethylamine, α-methylbenzyldimethylamine,
-(Dimethylaminomethyl) phenol, 2,4,6-
Tris (dimethylaminomethyl) phenol and 1,
Tertiary amine compounds such as 8-diazabicyclo (5,4,0) undecene-7, zirconium tetramethoxide,
Organometallic compounds such as zirconium tetrapropoxide, tetrakis (acetylacetonato) zirconium and tri (acetylacetonato) aluminum; and triphenylphosphine, trimethylphosphine, triethylphosphine, tributylphosphine, tri (p-methylphenyl) phosphine and tri Organic phosphine compounds such as (nonylphenyl) phosphine are exemplified.

【0032】なお、これらの硬化促進剤は、用途によっ
て2種類以上を併用してもよく、その添加量は、エポキ
シ樹脂(A)100重量部に対して0.1〜10重量部
の範囲が好ましい。
Two or more of these curing accelerators may be used in combination depending on the application, and the amount of the curing accelerator ranges from 0.1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the epoxy resin (A). preferable.

【0033】本発明の半導体装置用接着剤シートとは、
本発明の半導体装置用接着剤組成物を接着剤層とし、か
つ少なくとも1層以上の剥離可能な保護フィルム層を有
する構成のものをいう。たとえば、保護フィルム層/接
着剤層の2層構成、あるいは保護フィルム層/接着剤層
/保護フィルム層の3層構成がこれに該当する。接着剤
層の厚みは、応力緩和および取扱いの点から10μm以
上、好ましくは30μm以上、さらに好ましくは50μ
m以上である。
The adhesive sheet for a semiconductor device of the present invention is
The adhesive composition for a semiconductor device of the present invention is used as an adhesive layer, and has at least one or more peelable protective film layers. For example, a two-layer configuration of a protective film layer / adhesive layer or a three-layer configuration of a protective film layer / adhesive layer / protective film layer corresponds to this. The thickness of the adhesive layer is 10 μm or more, preferably 30 μm or more, and more preferably 50 μm, from the viewpoint of stress relaxation and handling.
m or more.

【0034】ここでいう保護フィルム層とは、絶縁体層
および導体パターンからなる配線基板層(TABテープ
等)あるいは導体パターンが形成されていない層(ステ
ィフナー、ヒートスプレッター等)に接着剤層を貼り合
わせる前に、接着剤層の形態および機能を損なうことな
く剥離できれば特に限定されず、その具体例としてはポ
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
リフッ化ビニル、ポリビニルブチオラール、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処理した紙等が
挙げられる。保護フィルムの厚みは、耐熱性の点から2
0μm以上、好ましくは25μm以上、さらに好ましく
は35μm以上である。
The term "protective film layer" as used herein means that an adhesive layer is applied to a wiring board layer (such as a TAB tape) composed of an insulator layer and a conductor pattern or a layer where a conductor pattern is not formed (such as a stiffener or a heat spreader). It is not particularly limited as long as it can be peeled without impairing the form and function of the adhesive layer before being combined, and specific examples thereof include polyester, polyolefin, polyphenylene sulfide, polyvinyl chloride, polytetrafluoroethylene, polyvinyl fluoride, and polyvinylbutyral. Plastic films of polyvinyl acetate, polyvinyl alcohol, polycarbonate, polyamide, polyimide, polymethyl methacrylate, etc., and films coated with a release agent such as silicone or fluorine compound, and the like. Paper laminated with Irumu, paper and the like impregnated or coated release properties of certain resins. The thickness of the protective film is 2 in terms of heat resistance.
It is at least 0 μm, preferably at least 25 μm, more preferably at least 35 μm.

【0035】接着剤層の両面に保護フィルム層を有する
場合は、それぞれの保護フィルム層の接着剤層に対する
剥離力をF1、F2(F1>F2)としたとき、F1−
F2は好ましくは5N/m以上、さらに好ましくは10
N/m以上が必要である。
When protective film layers are provided on both sides of the adhesive layer, when the peeling force of each protective film layer from the adhesive layer is F1, F2 (F1> F2), F1-F2
F2 is preferably at least 5 N / m, more preferably 10 N / m.
N / m or more is required.

【0036】F1−F2が5N/mより小さい場合は、
剥離面がいずれの保護フィルム側になるかが安定せず、
使用上問題となるので好ましくない。また、剥離力F
1、F2はいずれも1〜200N/m、好ましくは3〜
150N/m、さらに好ましくは3〜100N/mであ
る。1N/mより低い場合は保護フィルムの脱落が生
じ、200N/mを越えると剥離が困難になり好ましく
ない。
When F1-F2 is smaller than 5 N / m,
It is not stable which release film side the release surface is on,
It is not preferable because it causes a problem in use. Also, the peeling force F
1 and F2 are both 1 to 200 N / m, preferably 3 to 200 N / m.
It is 150 N / m, more preferably 3 to 100 N / m. If it is lower than 1 N / m, the protective film will fall off. If it exceeds 200 N / m, peeling becomes difficult, which is not preferable.

【0037】次に、半導体装置用接着剤シートの製造方
法について説明する。本発明の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、1
00〜200℃、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、メチルエチルイソブチルケ
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メチルピロドリ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。
Next, a method of manufacturing an adhesive sheet for a semiconductor device will be described. A coating material in which the adhesive composition of the present invention is dissolved in a solvent is applied on a polyester film having releasability and dried. The thickness of the adhesive layer is 10 to 100 μm
It is preferable to apply so that Drying condition is 1
00 to 200 ° C for 1 to 5 minutes. Solvents are not particularly limited, but aromatic solvents such as toluene, xylene, and chlorobenzene; ketones such as methyl ethyl ketone and methyl ethyl isobutyl ketone; aprotic polar solvents such as dimethylformamide, dimethylacetamide, and N-methylpyrrolidine alone or as a mixture; Is preferred.

【0038】塗工、乾燥した接着剤層上にさらに剥離力
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をラミネートして、本発明の接着
剤シートを得る。図4に本発明の接着剤シートの構成を
示す。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く、場合によってはラミネート後
に、例えば40〜100℃で1〜200時間程度エージ
ングして硬化度を調整してもよい。
[0038] A polyester or polyolefin-based protective film having a weak releasability and a releasing property is further laminated on the coated and dried adhesive layer to obtain the adhesive sheet of the present invention. FIG. 4 shows the configuration of the adhesive sheet of the present invention. In order to further increase the thickness of the adhesive, the adhesive sheet may be laminated a plurality of times. In some cases, after lamination, the degree of curing may be adjusted by aging, for example, at 40 to 100 ° C. for about 1 to 200 hours.

【0039】[0039]

【実施例】以下、実施例により本発明をさらに具体的に
説明する。
The present invention will be described more specifically with reference to the following examples.

【0040】[実施例1〜3、比較例1]下記熱可塑性
樹脂、エポキシ樹脂およびその他添加剤を、それぞれ表
1に示した組成比となるように配合し、濃度28重量%
となるようにDMF/モノクロルベンゼン/MIBK混
合溶媒に40℃で撹拌、溶解して接着剤溶液を作成し
た。
Examples 1-3, Comparative Example 1 The following thermoplastic resin, epoxy resin and other additives were blended so as to have the composition ratios shown in Table 1, respectively, and the concentration was 28% by weight.
Then, the mixture was stirred and dissolved in a DMF / monochlorobenzene / MIBK mixed solvent at 40 ° C. so as to obtain an adhesive solution.

【0041】A.エポキシ樹脂 1.o−クレゾールノボラック型エポキシ樹脂(エポキ
シ当量:200) 2.テルペンジフェノールジグリシジルエーテル(油化
シェルエポキシ(株)製)(エポキシ当量:250) B.熱可塑性樹脂 SEBS−C(旭化成(株)製、MX−073) C.無機質充填剤 水酸化アルミニウム(平均粒径:2μm) D.フェノール樹脂 フェノールノボラック樹脂(水酸基当量:107) E.添加剤 1.4,4’−ジアミノジフェニルスルホン 2.2−ヘプタデシルイミダゾール これらの接着剤溶液をバーコータで、厚さ25μmのシ
リコート処理されたポリエチレンテレフタレートフィル
ム1に、約50μmの乾燥厚さとなるように塗布し、1
00℃、1分および150℃で5分間乾燥し接着剤シー
トを作成した。一方、ポリエチレンテレフタレート1よ
り剥離力の低いポリエチレンテレフタレートフィルム2
に、接着剤溶液を同様に約50μmとなるように塗布・
乾燥した後、先の接着剤シートと接着剤面どうしをラミ
ネートして厚さ100μmの接着剤シートを作成した。
A. Epoxy resin 1. o-cresol novolak type epoxy resin (epoxy equivalent: 200) B. Terpene diphenol diglycidyl ether (manufactured by Yuka Shell Epoxy Co., Ltd.) (epoxy equivalent: 250) C. Thermoplastic resin SEBS-C (MX-073, manufactured by Asahi Kasei Corporation) D. Inorganic filler Aluminum hydroxide (average particle size: 2 μm) P. phenol resin phenol novolak resin (hydroxyl equivalent: 107) Additives 1,4,4'-diaminodiphenylsulfone 2.2-heptadecylimidazole These adhesive solutions were applied to a 25 μm thick silicated polyethylene terephthalate film 1 with a bar coater to a dry thickness of about 50 μm. Apply to 1
It was dried at 00 ° C., 1 minute and 150 ° C. for 5 minutes to prepare an adhesive sheet. On the other hand, a polyethylene terephthalate film 2 having a lower release force than polyethylene terephthalate 1
Then, apply the adhesive solution to about 50 μm
After drying, the adhesive sheet and the adhesive surface were laminated to form an adhesive sheet having a thickness of 100 μm.

【0042】[接着力]ポリイミドフィルム(75μ
m:宇部興産(株)製「ユーピレックス75S」)上に
接着剤シートを40℃、1MPaの条件でラミネートし
た。その後、25μm厚のSUS304を先のポリイミ
ドフィルム上にラミネートした接着剤シート面に130
℃、1MPaの条件でさらにラミネートした後、エアオ
ーブン中で、100℃、1時間、150℃、1時間の順
次加熱処理を行い、評価用サンプルを作成した。
[Adhesion] Polyimide film (75 μm)
m: An adhesive sheet was laminated on “Upilex 75S” manufactured by Ube Industries, Ltd. at 40 ° C. and 1 MPa. Then, 130 μm of SUS304 having a thickness of 25 μm was applied to the surface of the adhesive sheet laminated on the polyimide film.
After further laminating under the conditions of 1 ° C. and 1 MPa, a heat treatment was sequentially performed in an air oven at 100 ° C. for 1 hour, at 150 ° C. for 1 hour, and an evaluation sample was prepared.

【0043】ポリイミドフィルムを5mm幅にスリット
した後、5mm幅のポリイミドフィルムを90°方向に
50mm/minの速度で剥離し、その際の接着力を測
定した。
After slitting the polyimide film to a width of 5 mm, the polyimide film having a width of 5 mm was peeled off at a speed of 50 mm / min in the direction of 90 °, and the adhesive force at that time was measured.

【0044】[耐リフロー性]導体幅100μm、導体
間距離100μmの模擬パターンを形成した30mm角
の半導体接続用基板に、50μm厚の接着剤シートを4
0℃、1MPaの条件でラミネートした後、接着剤シー
ト上に30mm角の0.25mm厚SUS304を15
0℃、75MPaの条件で圧着した。その後、150
℃、2時間の条件で硬化し耐リフロー性評価用サンプル
を作成した。
[Reflow Resistance] A 50 μm thick adhesive sheet was formed on a 30 mm square semiconductor connection substrate on which a simulated pattern having a conductor width of 100 μm and a distance between conductors of 100 μm was formed.
After laminating under the conditions of 0 ° C. and 1 MPa, 30 mm × 0.25 mm thick SUS304 was placed on the adhesive sheet for 15 minutes.
Crimping was performed under the conditions of 0 ° C. and 75 MPa. Then 150
The composition was cured at 2 ° C. for 2 hours to prepare a sample for evaluating reflow resistance.

【0045】30mm□サンプル20個を85℃/85
%RHの条件下、12時間吸湿させた後、Max.23
0℃、10秒のIRリフローにかけ、その剥離状態を超
音波短傷機により観察した。
[0045] Twenty 30mm □ samples were prepared at 85 ° C / 85
% RH for 12 hours. 23
The film was subjected to IR reflow at 0 ° C. for 10 seconds, and the peeled state was observed with an ultrasonic short wound machine.

【0046】[サーマルサイクル性]耐リフロー性評価
用サンプルと同じ方法で作成した30mm角のサンプル
10個を、ー20℃〜100℃、最低および最高温度で
各1時間保持の条件でサイクル処理し、超音波探傷機を
用いて内部剥離を観察した。
[Thermal cycling property] Ten 30 mm square samples prepared by the same method as the sample for evaluating reflow resistance were subjected to a cycle treatment at -20 ° C to 100 ° C and at the minimum and maximum temperatures for 1 hour each. Internal peeling was observed using an ultrasonic flaw detector.

【0047】[0047]

【表1】 [Table 1]

【0048】表1の結果から明らかなように、本発明に
より得られた半導体装置用接着剤組成物は、接着力が高
く耐リフロー性、サーマルサイクル性に優れることが分
かる。 一方、本発明の熱硬化型接着剤を用いていない
比較例1は、接着性が低いばかりか耐リフロー性におい
ても劣っている。
As is clear from the results shown in Table 1, the adhesive composition for a semiconductor device obtained according to the present invention has high adhesive strength and excellent reflow resistance and thermal cycling properties. On the other hand, Comparative Example 1, which does not use the thermosetting adhesive of the present invention, has not only low adhesiveness but also poor reflow resistance.

【0049】[0049]

【発明の効果】本発明は耐リフロー性、サーマルサイク
ル性に優れた熱硬化型の半導体装置用接着剤組成物およ
びそれを用いた半導体装置用接着剤シートを工業的に提
供するものであり、本発明の半導体装置用接着剤組成物
によって表面実装用の半導体装置の信頼性を向上させる
ことができる。
Industrial Applicability The present invention is to industrially provide a thermosetting adhesive composition for a semiconductor device excellent in reflow resistance and thermal cycling properties and an adhesive sheet for a semiconductor device using the same. The reliability of a semiconductor device for surface mounting can be improved by the adhesive composition for a semiconductor device of the present invention.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の半導体装置用接着剤組成物および半導
体接着剤シートを用いたBGA型半導体装置の一態様の
断面図。
FIG. 1 is a cross-sectional view of one embodiment of a BGA type semiconductor device using a semiconductor device adhesive composition and a semiconductor adhesive sheet of the present invention.

【図2】本発明の半導体装置用接着剤組成物を用いた半
導体集積回路接続前の半導体集積回路接続用基板の一態
様。
FIG. 2 shows one embodiment of a substrate for connecting a semiconductor integrated circuit before connecting the semiconductor integrated circuit using the adhesive composition for a semiconductor device of the present invention.

【図3】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。
FIG. 3 is a perspective view of one embodiment of a pattern tape (TAB tape) constituting a substrate for connecting a semiconductor integrated circuit.

【図4】本発明の半導体装置用接着剤シートの一態様の
断面図。
FIG. 4 is a cross-sectional view of one embodiment of the adhesive sheet for a semiconductor device of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

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 6,14,23. 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 24. 本発明の接着剤シートを構成する保護フィルム
1. 1. Semiconductor integrated circuit Gold bumps 3,11,17. Flexible insulating film 4,12,18. Adhesive layer constituting wiring board layer 5, 13, 21. Conductors for connecting semiconductor integrated circuits 6, 14, 23. Adhesive layer composed of adhesive composition of the present invention 7,15. Layer in which no conductor pattern is formed 8,16. Solder resist 9. Solder ball 10. Sealing resin 19. Sprocket hole 20. Device hole 22. Conductor part for solder ball connection 24. Protective film layer constituting the adhesive sheet of the present invention

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C09J 163/00 C09J 163/00 201/00 201/00 H01L 23/12 H01L 23/12 L ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI C09J 163/00 C09J 163/00 201/00 201/00 H01L 23/12 H01L 23/12 L

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】絶縁体層および導体パターンからなる配線
基板、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
用基板の接着剤層を形成する半導体集積回路用接着剤組
成物であって、該接着剤組成物がエポキシ樹脂(A)お
よび熱可塑性樹脂(B)を含有し、前記エポキシ樹脂
(A)が、下記式(1)で表されるエポキシ樹脂(a)
を必須成分として含有することを特徴とする半導体装置
用接着剤組成物。 【化1】 (ただし、R1〜R4は各々水素原子、C1〜C4の低
級アルキル基またはハロゲン原子を示す。)
A semiconductor integrated circuit for forming an adhesive layer of a substrate for a semiconductor integrated circuit having at least one layer of a wiring board comprising an insulator layer and a conductor pattern, a layer on which no conductor pattern is formed, and an adhesive layer. An adhesive composition for use, wherein the adhesive composition contains an epoxy resin (A) and a thermoplastic resin (B), wherein the epoxy resin (A) is an epoxy resin represented by the following formula (1): (A)
The adhesive composition for semiconductor devices characterized by containing as an essential component. Embedded image (However, R1 to R4 each represent a hydrogen atom, a C1 to C4 lower alkyl group or a halogen atom.)
【請求項2】熱可塑性樹脂(B)がブタジエンを必須共
重合成分とする熱可塑性樹脂(B’)を含有することを
特徴とする請求項1記載の半導体装置用接着剤組成物。
2. The adhesive composition for a semiconductor device according to claim 1, wherein the thermoplastic resin (B) contains a thermoplastic resin (B ′) containing butadiene as an essential copolymerization component.
【請求項3】熱可塑性樹脂(B)がブタジエンを必須共
重合成分とする熱可塑性樹脂(B’)であって、かつカ
ルボキシル基を有する熱可塑性樹脂(B”)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剤組成
物。
3. The thermoplastic resin (B) is a thermoplastic resin (B ′) containing butadiene as an essential copolymer component and a thermoplastic resin (B ″) having a carboxyl group. The adhesive composition for a semiconductor device according to claim 1.
【請求項4】接着剤層が無機質充填剤(C)を含有する
ことを特徴とする請求項1記載の半導体装置用接着剤組
成物。
4. The adhesive composition for a semiconductor device according to claim 1, wherein the adhesive layer contains an inorganic filler (C).
【請求項5】無機質充填剤(C)が水酸化アルミニウム
粉末(C’)を含有することを特徴とする請求項4記載
の半導体装置用接着剤組成物。
5. The adhesive composition for a semiconductor device according to claim 4, wherein the inorganic filler (C) contains an aluminum hydroxide powder (C ′).
【請求項6】請求項1〜5のいずれか記載の半導体装置
用接着剤組成物を接着剤層とし、かつ少なくとも1層以
上の剥離可能な保護フィルム層を有する半導体装置用接
着剤シート。
6. An adhesive sheet for a semiconductor device comprising the adhesive composition for a semiconductor device according to claim 1 as an adhesive layer and having at least one or more releasable protective film layers.
【請求項7】接着剤層の両面に保護フィルム層を有し、
それぞれの保護フィルム層の接着剤層に対する剥離力を
F1、F2(F1>F2)としたとき、F1−F2≧5
N/mであることを特徴とする請求項6記載の半導体装
置用接着剤シート。
7. A protective film layer on both sides of an adhesive layer,
When the peeling force of each protective film layer with respect to the adhesive layer is F1, F2 (F1> F2), F1-F2 ≧ 5.
7. The adhesive sheet for a semiconductor device according to claim 6, wherein N / m is set.
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