JPH10338839A - 絶縁層用接着フィルム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】半導体チップと可撓性を有する配線基板とそれ
らに挟まれた絶縁層からなる構造の半導体装置におい
て、加熱接着時の絶縁層の浸出量制御と耐熱性に優れた
絶縁層用接着フィルムを提供する。 【解決手段】絶縁層用接着フィルムが２層構造を有し、
それぞれの加熱接着時の粘度特性が異なり、流動性の高
い層と流動性の低い層からなる。加熱接着時の最低粘度
が、１００００〜３００００Ｐａ・ｓである流動性の高
い層と４００００〜１０００００Ｐａ・ｓである流動性
の低い層からなることが望ましく、低流動層を半導体チ
ップ面に、高流動層を可撓性を有する配線基板面とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体チップと可
撓性の配線基板とそれらに挟まれた絶縁層からなる構造
を有する半導体装置に用いる絶縁層用接着フィルムに関
する。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子機器の発達にともない、電子
機器の高性能化はもとより、配線板と電子部品とからな
る回路基板の小型化、軽量化の要求はますます厳しくな
っている。これまで、スルーホールを設けた配線板にＤ
ＩＰパッケージやＰＧＡパッケージなどを実装していた
方式から表面に接続用の回路を設けた配線板にＱＦＰパ
ッケージやＢＧＡパッケージなどを実装する方式に進化
してきた。これは、後者の方が、配線板のデッドスペー
スが小さくなり、高密度実装が可能なこと、パッケージ
自身が小型化、高性能化しやすいことによる。しかし、
電子機器の発達は留まることを知らず、電子機器の高性
能化と回路基板の小型化、軽量化の両立は今でも大きな
課題となっている。

【０００３】その解決方法の一つとして、半導体パッケ
ージの小型化がある。パッケージの大きさが半導体チッ
プの面積の１．５倍以下であることを特長とするＣＳＰ
（チップサイズパッケージあるいはチップスケールパッ
ケージ）が注目を浴びている。このようなパッケージは
回路基板上での占有面積が低く、高密度実装が可能とな
る。また、信号パス経路が短く電気特性が良好なことか
らも今後の普及の拡大が見込まれている。

【０００４】これまで、日経エレクトロニクスＮｏ．６
２６号（１９９５年１月、日経ＢＰ社発行）の８５ペー
ジに掲載されているようなＣＳＰ構造体が提案されてい
る。これらの中に、可撓性を有する配線基板（ＴＡＢテ
ープやフレキシブル基板）をインターポーザーとして用
いるものがある。これは、半導体チップと可撓性を有す
る配線基板とそれらに挟まれた絶縁層を有する構造から
なるものである。このようなものとして、電子材料Ｖｏ
ｌ．３４．Ｎｏ．９（平成７年９月、工業調査会発行）
に、テッセラ社が開発したμＢＧＡ（２７〜３２ペー
ジ）や日本電気株式会社が開発したＦＰＢＧＡ（３３〜
３７ページ）が紹介されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記のＣＳＰ構造の半
導体装置においては、可撓性を有する配線基板と半導体
チップの接着を絶縁性接着剤（以下接着剤という）で行
わなければならない。この接着剤からなる絶縁層にはエ
ラストマとしての働き、言い換えれば低弾性率材料とし
ての応力緩和を発現させる働きが求められる。また、製
造プロセスの上からは、半導体チップに設けられた電気
信号を出力するための電極部分には接着剤が流出してこ
ないことが必要である。かつ、可撓性を有する配線基板
に設けられた回路との間に空隙があってはならない。回
路と接着剤との間に空隙がある場合には、耐熱性に劣
り、高温時に剥離が起こりやすい。この浸出量制御と回
路充填性すなわち耐熱性の両立は困難であり歩留りを低
下させる原因となっていた。

【０００６】本発明は、半導体チップと可撓性を有する
配線基板とそれらに挟まれた絶縁層を有する構造からな
る半導体装置に適した絶縁層用接着フィルムを提供する
ことを目的とした。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、半導体チップ
と可撓性の配線基板とそれらに挟まれた絶縁層からなる
構造を有する半導体装置において、前記絶縁層が２層構
造を有し、それぞれの加熱接着時の粘度が異なる絶縁層
用接着フィルムである。そして、加熱接着時の最低溶融
粘度が、１００００〜３００００Ｐａ・ｓの層と４００
００〜１０００００Ｐａ・ｓの層からなる絶縁層用接着
フィルムであると好ましいものである。このような特性
を有する接着剤組成として、アクリロニトリル１８〜４
０重量％、官能基モノマーとしてグリシジル（メタ）ア
クリレート２〜６重量％及び残部がエチル（メタ）アク
リレート若しくはブチル（メタ）アクリレートまたは両
者の混合物から得られる共重合体で、Ｔｇ（ガラス転移
点）が−１０℃以上でかつ重量平均分子量が１０万以上
であるエポキシ基含有アクリルゴムを必須成分として含
む絶縁層用接着フィルムであると好ましい。さらに、
（ａ）アクリロニトリル１８〜４０重量％、官能基モノ
マーとしてグリシジル（メタ）アクリレート２〜６重量
％及び残部がエチル（メタ）アクリレート若しくはブチ
ル（メタ）アクリレートまたは両者の混合物から得られ
る共重合体で、Ｔｇ（ガラス転移点）が−１０℃以上で
かつ重量平均分子量が１０万以上であるエポキシ基含有
アクリルゴム３０〜１００重量部、（ｂ）エポキシ樹脂
及びその硬化剤を合わせて５０〜７０重量部及び（ｃ）
硬化促進剤０．１〜５重量部を含む絶縁層用接着フィル
ムであると好ましい。また、前記（ａ）、（ｂ）、
（ｃ）に加えて、（ｄ）エポキシ樹脂と相溶性でありか
つ重量平均分子量３万以上の高分子量樹脂１〜６０重量
部、または（ｅ）エポキシ樹脂と非相溶性である重量平
均分子量３万以上の高分子量樹脂１〜５０重量部を含む
絶縁層用接着フィルムであるとより好ましい。そして、
本発明は、無機フィラーを、絶縁層用接着フィルムの樹
脂成分１００体積部に対して２〜５０体積部含む絶縁層
用接着フィルムであると好ましく、無機フィラーがシリ
カまたはアルミナ、カップリング剤を、無機フィラー１
００重量部に対して０．１〜１０重量部含むと好ましい
ものである。本発明において、加熱接着時の粘度は、動
的粘弾性を測定して得られる粘度であり、例えば、厚さ
１ｍｍの試料を用い、ＭＲ−５００ソリキッドメータ
（株式会社レオロジ製商品名）によりパラレルプレート
モードで動的粘弾性率を測定し加熱接着時の温度におけ
る最低粘度を得る。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の絶縁層用接着フィルム
は、２層構造を有し、それぞれの加熱接着時の粘度が異
なることを特徴とする。すなわち、流動性の高い層（以
下高流動層という）と流動性の低い層（以下低流動層と
いう）からなるものである。加熱接着時の最低溶融粘度
が、１００００〜３００００Ｐａ・ｓである高流動層と
４００００〜１０００００Ｐａ・ｓである低流動層を有
することが好ましい。

【０００９】浸出量を低減するためには、接着時の接着
剤の最低粘度が高いことが必要である。一方、回路充填
性を向上させるためには、接着時の接着剤の最低粘度が
低いことが必要である。本発明の絶縁層用接着フィルム
を用いる半導体装置においては、絶縁層用接着フィルム
は半導体チップの電極を有する面と可撓性を有する配線
基板との接着に用いられる。絶縁層用接着フィルムは半
導体チップと配線基板を電気的に接続する位置をあらか
じめ取り除かれている。したがって、半導体チップの電
極部は絶縁層用接着フィルムで覆われず、絶縁層用接着
フィルムが接する部分につては平坦となっている。しか
し、可撓性を有する配線基板の表面には回路が形成され
ており、凹凸を有している。このことから、２層構造を
有し、高流動層と低流動層からなる絶縁層用接着フィル
ムを、高流動層を可撓性を有する配線基板面に、低流動
層を半導体チップ面に接することで、浸出量制御と回路
充填性すなわち耐熱性の確保を両立できる。また、流動
性は、粘度特性（加熱接着時の最低粘度）で表わすこと
ができると考え本発明に達した。

【００１０】発明者らは、２層構造絶縁層用接着フィル
ムの浸出量及び耐熱性と各々の層の粘度特性について、
鋭意検討を加え、実験を重ねた結果、以下のことを見い
出した。 １．高流動層の加熱接着温度における最低粘度が、１０
０００Ｐａ・ｓ未満であると、流動性が大きくなり、浸
出量が２００μｍを超える。 ２．高流動層の加熱接着温度における最低粘度が、３０
０００Ｐａ・ｓを超えると、流動性が小さく、回路充填
性が悪くなり、空隙を生じる。 ３．低流動層の加熱接着温度における最低粘度が、４０
０００Ｐａ・ｓ未満であると、流動性が大きくなり、浸
出量が２００μｍを超える。 ４．低流動層の加熱接着温度における最低粘度が、１０
００００Ｐａ・ｓを超えると、接着力が低下し、２３０
℃以上に加熱すると剥離を生じる。

【００１１】これらの検討結果から、加熱接着温度にお
ける最低粘度が１００００〜３００００Ｐａ・ｓの高流
動層と４００００〜１０００００Ｐａ・ｓの低流動層を
有する２層構造を用いることで、浸出量制御と耐熱性確
保を両立できる絶縁層用接着フィルムを得ることができ
た。

【００１２】本発明の絶縁層用接着フィルムの組成とし
ては、アクリロニトリル１８〜４０重量％、官能基モノ
マーとしてグリシジル（メタ）アクリレート２〜６重量
％及び残部がエチル（メタ）アクリレート若しくはブチ
ル（メタ）アクリレートまたは両者の混合物から得られ
る共重合体で、Ｔｇ（ガラス転移点）が−１０℃以上で
かつ重量平均分子量が１０万以上であるエポキシ基含有
アクリルゴムを必須成分とし、この（ａ）エポキシ基含
有アクリルゴム３０〜１００重量部に対して、（ｂ）エ
ポキシ樹脂及びその硬化剤を合わせて５０〜７０重量
部、及び（ｃ）硬化促進剤０．１〜５重量部を配合した
接着剤を用い絶縁層用接着フィルムとすることができ
る。また、前記（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に加えて（ｄ）
エポキシ樹脂と相溶性でありかつ重量平均分子量３万以
上の高分子量樹脂１〜６０重量部または（ｅ）エポキシ
樹脂と非相溶性である重量平均分子量３万以上の高分子
量樹脂１〜５０重量部を配合した接着剤を用い絶縁層用
接着フィルムとすることができる。

【００１３】本発明において、エポキシ基含有アクリル
ゴムは、アクリロニトリル１８〜４０重量％、官能基モ
ノマーとしてグリシジル（メタ）アクリレート２〜６重
量％及び残部がエチル（メタ）アクリレート若しくはブ
チル（メタ）アクリレートまたは両者の混合物から得ら
れる共重合体である。本発明においては、この共重合体
中のアクリロニトリルを１８〜４０重量％とすることが
好ましく、１８重量％未満では、耐溶剤性が低くなり、
４０重量％を超えると、他の成分と相溶性が低下した
り、重合が困難となる。本発明においては、このエポキ
シ基含有アクリルゴムの重量平均分子量を、１０万以上
とし、８０万以上とすることがさらに好ましい。この範
囲とすることにより、シート状、フィルム状での強度や
可とう性の低下やタック性の増大がなくなるからであ
る。また、分子量が大きくなるにつれフロー性が小さ
く、回路充填性が低下してくるので、エポキシ基含有ア
クリルゴムの重量平均分子量は、２００万以下であるこ
とが望ましい。

【００１４】官能基モノマーには、グリシジルアクリレ
ートやグリシジルメタクリレートを用いるが、カルボン
酸タイプのアクリル酸や、水酸基タイプのヒドロキシメ
チル（メタ）アクリレートを構成成分に含むポリマーを
用いると、架橋反応が進行しやすく、ワニス状態でのゲ
ル化、Ｂステージ状態での硬化度の上昇による接着力の
低下等の問題があるため好ましくない。本発明において
は、グリシジル（メタ）アクリレートの量を、２〜６重
量％の範囲とする。必要な接着力を得るためは２重量％
以上を必要とし、ゴムのゲル化を防止するためには６重
量以下である必要がある。残部には、エチル（メタ）ア
クリレート若しくはブチル（メタ）アクリレートまたは
両者の混合物を用いるが、混合比率は、共重合体のＴｇ
を考慮して決定する。すなわち、Ｔｇが−１０℃未満で
あるとＢステージ状態での絶縁層用接着フィルムのタッ
ク性が大きくなり取扱性が悪化するので、−１０℃以上
となるような混合比率とする。このような混合比率は、
実験によって求めることができる。例えば、アクリロニ
トリル、グリシジルメタクリレート、エチルアクリレー
トの共重合体の場合、組成比（重量％）を３０：３：６
７とすることによって、Ｔｇを−１０℃とすることがで
きる。本発明においては、このエポキシ基含有アクリル
ゴムを、パール重合、乳化重合等の重合方法により得る
ことができる。このようなエポキシ基含有アクリルゴム
としては、市販のものとして、ＨＴＲ−８６０Ｐ−３
（帝国化学産業株式会社製商品名）を使用できる。

【００１５】本発明において使用される（ｂ）のエポキ
シ樹脂は、硬化して接着作用を呈するものであればよ
く、二官能以上で、分子量が５，０００未満、好ましく
は３，０００未満のエポキシ樹脂が使用される。特に分
子量が５００以下のビスフェノールＡ型またはＦ型液状
樹脂を用いると、積層時の流動性を向上することができ
て好ましい。分子量が５００以下のビスフェノールＡ型
またはビスフェノールＦ型液状樹脂としては、市販のも
のとして、エピコート８０７、エピコート８２７、エピ
コート８２８（いずれも油化シェルエポキシ株式会社製
商品名）、Ｄ．Ｅ．Ｒ．３３０、Ｄ．Ｅ．Ｒ．３３１、
Ｄ．Ｅ．Ｒ．３６１（いずれも、ダウケミカル日本株式
会社製商品名）、ＹＤ８１２５、ＹＤＦ１７０（いずれ
も、東都化成株式会社製商品名）等を使用できる。ま
た、難燃化を図ることを目的に、Ｂｒ化エポキシ樹脂、
非ハロゲン系の難燃性エポキシ樹脂等を使用してもよ
く、市販のものとして、ＥＳＢ４００（住友化学工業株
式会社製商品名）を使用できる。

【００１６】さらに、低熱膨張化、高Ｔｇ化を目的に多
官能エポキシ樹脂を加えてもよく、このような多官能エ
ポキシ樹脂としては、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、ナフタレ
ン型エポキシ樹脂、サリチルアルデヒドノボラック型エ
ポキシ樹脂が使用できる。このような多官能エポキシ樹
脂としては、市販のものとして、 フェノールノボラッ
ク型エポキシ樹脂はＥＰＰＮ−２０１（日本化薬株式会
社製商品名）、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂は
ＥＯＣＮ１０１２、ＥＯＣＮ１０２５、ＥＯＣＮ１０２
７（いずれも、住友化学工業株式会社製商品名）、Ｎ−
６７３−８０Ｍ（大日本インキ化学工業株式会社製商品
名）、ナフタレン型エポキシ樹脂はＨＰ−４０３２（大
日本インキ化学工業株式会社製商品名）、サリチルアル
デヒドノボラック型エポキシ樹脂はＥＰＰＮ５０２（日
本化薬株式会社製商品名）等を使用できる。

【００１７】このようなエポキシ樹脂の硬化剤として
は、吸湿時の耐電食性に優れている、フェノール性水酸
基を１分子中に２個以上有する化合物である、フェノー
ルノボラック樹脂、ビスフェノールノボラック樹脂、ク
レゾールノボラック樹脂、サリチルアルデヒドノボラッ
ク樹脂、ナフタレン型フェノール樹脂を使用できる。こ
のような硬化剤としては、市販のものとして、フェノラ
イトＬＦ２８８２、フェノライトＬＦ２８２２、バーカ
ムＴＤ−２０９０、バーカムＴＤ−２１４９、フェノラ
イトＶＨ４１５０、フェノライトＶＨ４１７０（いずれ
も、大日本インキ化学工業株式会社製商品名）、ＮＨ−
７０００（日本化薬株式会社製商品名）等を使用でき
る。

【００１８】本発明においては、このようなエポキシ樹
脂及びその硬化剤を、エポキシ基含有アクリルゴム３０
〜１００重量部に対して、合わせて５０〜７０重量部と
することが好ましい。このエポキシ樹脂及びその硬化剤
が、エポキシ基含有アクリルゴム３０〜１００重量部に
対して、５０重量部未満では、接着性成分の減少による
接着性の低下、樹脂流動性の低下による回路充填性の不
良等を招きやすく、７０重量部を超えると、弾性率の上
昇、及び可撓性成分比の減少による取扱い性の低下を招
く。

【００１９】本発明に用いる（ｃ）硬化促進剤には、各
種イミダゾール類を用いるのが好ましい。イミダゾール
としては、２−メチルイミダゾール、２−エチル−４−
メチルイミダゾール、１−シアノエチル−２−フェニル
イミダゾール、１−シアノエチル−２−フェニルイミダ
ゾリウムトリメリテート等が挙げられる。このようなイ
ミダゾール類としては、市販のものとして、２Ｅ４Ｍ
Ｚ、２ＰＺ−ＣＮ、２ＰＺ−ＣＮＳ（四国化成工業株式
会社製商品名）等を使用できる。本発明においては、こ
の硬化促進剤を、エポキシ基含有アクリルゴム３０〜１
００重量部に対して、０．１〜５重量部の範囲で使用
し、０．１重量部未満であると、硬化反応の進行が遅
く、絶縁層の硬化不足により、密着性等の特性の低下を
招き、また、５重量部を超えると、接着剤ワニス及び接
着フィルムの保存安定性が低下し、製品管理に支障をき
たす。

【００２０】（ｄ）エポキシ樹脂と相溶性でありかつ重
量平均分子量が３万以上の高分子量樹脂としては、フェ
ノキシ樹脂、重量平均分子量が３万〜８万の高分子量エ
ポキシ樹脂、重量平均分子量が８万より大きい超高分子
量エポキシ樹脂、極性の大きい官能基含有ゴム等を使用
できる。このうちで、極性の大きい官能基含有ゴムと
は、アクリロニトリル−ブタジエンゴムやアクリルゴム
に、カルボキシル基のような極性が大きい官能基を付加
したゴムである。

【００２１】フェノキシ樹脂としては、市販のものとし
て、フェノトートＹＰ−４０、フェノトートＹＰ−５０
（いずれも、東都化成株式会社製商品名）等を使用でき
る。高分子量エポキシ樹脂、超高分子量エポキシ樹脂と
しては、市販のものとして、ＨＭＥ（日立化成工業株式
会社製商品名）を使用できる。また、極性の大きい官能
基含有ゴムとしては、市販のものとして、カルボキシル
基含有アクリロニトリル−ブタジエンゴムのＰＮＲ−１
（日本合成ゴム株式会社製商品名）、ニポール１０７２
（日本ゼオン株式会社製商品名）等、カルボキシル基含
有アクリルゴムのＨＴＲ−８６０Ｐ（帝国化学産業株式
会社製商品名）を使用できる。

【００２２】本発明においては、このエポキシ樹脂と相
溶性でありかつ重量平均分子量３万以上の高分子量樹脂
を、エポキシ基含有アクリルゴム３０〜１００重量部に
対して、１〜６０重量部の範囲で用いることが好まし
く、１重量部未満では配合の効果が得られず、６０重量
部を超えると、エポキシ樹脂と相溶性のある高分子量樹
脂の相の割合が大きくなり、エポキシ樹脂の割合が少な
くなることにより、熱膨張率が増大し発生する熱応力が
大きくなり、接続信頼性の低下が起こる。

【００２３】（ｅ）エポキシ樹脂と非相溶性でありかつ
重量平均分子量が３万以上の高分子量樹脂としては、未
変性アクリルゴム、極性の小さい官能基含有ゴムなどが
あり、極性の小さい官能基含有ゴムとは、アクリロニト
リル−ブタジエンゴムやアクリルゴムに、エポキシのよ
うな極性が小さい官能基を付加したゴムである。

【００２４】エポキシ樹脂と相溶性である高分子量樹脂
およびエポキシ樹脂と非相溶性である高分子量樹脂の重
量平均分子量は、いずれも３万以上である必要がある。
エポキシ樹脂と相溶性の分子とエポキシ樹脂と非相溶性
の分子とが互いに絡み合うことにより、相分離を防ぐた
めである。

【００２５】本発明においては、室温での取扱性を向上
させるために、エポキシ樹脂と非相溶性の高分子量樹脂
の配合量を、エポキシ基含有アクリルゴム３０〜１００
重量部に対して、１〜５０重量部の範囲で用いることが
好ましく、１重量部未満では、配合効果が乏しく、５０
重量部を越えると、柔軟な相の割合が多くなり、エポキ
シ樹脂相が少なくなるため、熱膨張率が大きくなり寸法
精度、接続信頼性の低下が起こる。

【００２６】本発明においては、絶縁層用接着フィルム
の取扱い性の向上、熱伝導性の向上、難燃性の付与、表
面硬度の向上などを目的として、無機フィラーを絶縁層
用接着フィルムの樹脂成分１００体積部に対して、２〜
５０体積部配合することが好ましい。２体積部未満では
配合効果に乏しく、５０体積部を超えると、弾性率の上
昇、接着性の低下を招く。無機フィラーとしては、水酸
化アルミニウム、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウ
ム、炭酸マグネシウム、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグ
ネシウム、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、アルミ
ナ、窒化アルミニウム、ほう酸アルミニウムウイスカ、
窒化ホウ素、結晶性シリカ、非結晶性シリカ等が挙げら
れる。

【００２７】熱伝導性をよくするためには、アルミナ、
窒化アルミニウム、窒化ホウ素、結晶性シリカ、非結晶
性シリカ等が好ましい。この内、アルミナは、熱伝導率
が良く、耐熱性、絶縁性が良好な点で好適である。ま
た、結晶性シリカまたは非結晶性シリカは、熱伝導性の
点ではアルミナに劣るが、イオン性不純物が少ないた
め、吸湿後の絶縁性が高く、銅やアルムニウムの腐食が
少ない点で好適である。難燃性を与えるためには、水酸
化アルミニウム、水酸化マグネシウム等が好ましい。表
面硬度の向上には、短繊維アルミナ、ほう酸アルミニウ
ムウイスカ等が好ましい。

【００２８】本発明の絶縁層用接着フィルムには、樹脂
と無機フィラーの界面結合をよくするために、カップリ
ング剤を配合することが好ましい。カップリング剤とし
ては、シランカップリング剤が好ましい。シランカップ
リング剤としては、γ−グリシドキシプロピルトリメト
キシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラ
ン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−ウレ
イドプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−β−アミノエチ
ル−γ−アミノプロピルトリメトキシシランが挙げられ
る。

【００２９】前記したシランカップリング剤は、市販の
ものとして、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシ
ランであるＮＵＣ Ａ−１８７（日本ユニカー株式会社
製商品名）、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラ
ンであるＮＵＣ Ａ−１８９（日本ユニカー株式会社製
商品名）、γ−アミノプロピルトリエトキシシランであ
るＮＵＣ Ａ−１１００（日本ユニカー株式会社製商品
名）、γ−ウレイドプロピルトリエトキシシランである
ＮＵＣ Ａ−１１６０（日本ユニカー株式会社製商品
名）、Ｎ−β−アミノエチル−γ−アミノプロピルトリ
メトキシシランであるＮＵＣ Ａ−１１２０（日本ユニ
カー株式会社製商品名）が使用できる。

【００３０】本発明においては、このカップリング剤の
配合量を、無機フィラー１００重量部に対して、０．１
〜１０重量部の範囲とすることが好ましく、０．１重量
部未満では、密着性向上の効果がなく、１０重量部を超
えると、耐熱性低下、コストの上昇などを生ずる。

【００３１】さらに、イオン性不純物を吸着して、吸湿
時の絶縁信頼性をよくするために、無機イオン吸着剤を
配合してもよい。このような無機イオン吸着剤として
は、単にイオンを吸着するものと、イオン交換反応を示
す無機イオン交換体と、この両者の性質を併せ持つもの
とがある。このように単にイオンを吸着するものとして
は、多孔性固体の吸着性を利用して液体、固体から物質
移動を行いイオンを分離する無機物質であり、耐熱性、
耐薬品性に優れた活性炭、天然及び合成ゼオライト、シ
リカゲル、活性アルミナ、活性白土などが挙げられる。

【００３２】無機イオン交換体は、イオン交換反応によ
り液体、固体からイオンを分離するものであり、合成ア
ルミノケイ酸塩、例えば合成ゼオライト、金属の含水酸
化物、例えば水和五酸化アンチモン、多価金属の酸性
塩、例えばリン酸ジルコニウムなどが挙げられる。シリ
カゲルや活性白土も無機イオン交換体として作用する。
ハイドロタルサイトは、ハロゲンを捕捉することが知ら
れており、無機イオン交換体の一種である。

【００３３】このような無機イオン吸着剤としては、市
販のものとして、ジルコニウム系化合物を成分とするＩ
ＸＥ−１００（東亜合成化学工業株式会社製商品名）、
アンチモンビスマス系化合物を成分とするＩＸＥ−６０
０（東亜合成化学工業株式会社製商品名）、マグネシウ
ムアルミニウム系化合物を主成分とするＩＸＥ−７００
（東亜合成化学工業株式会社製商品名）、ハイドロタル
サイトであるＤＨＴ−４Ａ（協和化学工業製、商品名）
を使用できる。

【００３４】この無機イオン吸着剤の配合は、樹脂１０
０重量部に対して、０．５〜１０重量部の範囲が好まし
く、０．５部未満であると、吸湿時の絶縁信頼性を改善
できず、１０重量部を超えると、耐熱性の低下、コスト
の上昇等を生じる。

【００３５】この他、銅がイオン化して溶け出すのを防
止するため、銅害防止剤として知られる化合物、例え
ば、トリアジンチオール化合物、ビスフェノール系還元
剤を配合してもよい。ビスフェノール系還元剤として
は、２，２’−メチレン−ビス−（４−メチル−６−第
３−ブチルフェノール）、４，４’−チオ−ビス−（３
−メチル−６−第３−ブチルフェノール）が挙げられ
る。

【００３６】トリアジンチオール化合物を成分とする銅
害防止剤としては、ジスネットＤＢ（三協製薬株式会社
製商品名）を、ビスフェノール系還元剤を成分とする銅
害防止剤としては、ヨシノックスＢＢ（吉富製薬株式会
社製商品名）を市販品として使用できる。

【００３７】本発明の絶縁層用接着フィルムは、絶縁層
用接着剤組成物をワニスとし、それをフィルム化して製
造するのが一般的であり、各組成成分を十分に分散でき
る混合方法ならば、特に制限はない。たとえば、無機フ
ィラーを添加しないものであれば、プロペラ撹拌によ
り、各樹脂を溶剤に溶解・分散してワニスを得ることが
できる。無機フィラーを配合する場合は、プロペラ撹拌
により、各樹脂を溶剤に溶解・分散してワニス状とした
後に、ビーズミルを用いた混練により、無機フィラーと
樹脂ワニスを混練することにより、樹脂と無機フィラー
が十分に分散されたワニスを得ることができる。混練に
用いる機械は、ビーズミルの他に３本ロールやらいかい
機などが使用でき、これらを組み合わせてもよい。ま
た、無機フィラーと低分子量成分とをあらかじめ混合し
た後、高分子量樹脂を配合することにより、混合に要す
る時間を短縮することが可能である。これらのワニスを
作製した後、真空脱気により、ワニス中の気泡を除去す
ることが望ましい。

【００３８】ワニス化の溶剤は、比較的低沸点の、メチ
ルエチルケトン、アセトン、メチルイソブチルケトン、
２−エトキシエタノール、トルエン、ブチルセルソル
ブ、メタノール、エタノール、２−メトキシエタノール
などを用いるのが好ましい。また塗膜性を向上するなど
の目的で、高沸点溶剤を加えてもよい。高沸点溶剤とし
ては、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド、
メチルピロリドン、シクロヘキサンなどが挙げられる。

【００３９】本発明の絶縁層用接着フィルムは、ワニス
を基材上に塗布し、加熱して溶剤を除去して得ることが
できる。絶縁層用接着フィルムの粘度特性は、加熱温
度、加熱時間を変えることによっても調整できる。な
お、ここで、粘度特性とは、厚さ１mmの試料を動的粘弾
性測定装置を用い、加熱接着時の温度での動的粘弾性率
を測定した値をいう。２層構造の絶縁層用接着フィルム
は、それぞれの粘度特性を有する絶縁層用接着フィルム
をホットロールラミネーターで張り合わせて得ることが
できる。気泡をつくらないためには、真空チャンバーを
有するホットロールラミネーターを用いることが好まし
い。また、ワニスを基材上に塗布し、加熱して溶剤を除
去した後にさらに、その上にワニスを塗布し、加熱して
溶剤を除去することによっても得ることができる。基材
にはプラスチックフィルムを用いることができ、ポリテ
トラフルオロエチレンなどのフッソ系フィルム、離型処
理したポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチ
レンテレフタレートフィルム、ポリエチレンフィルム、
ポリプロピレンフィルム、ポリイミドフィルム等が使用
できる。このプラスチックフィルムは接着の際に剥離さ
れるものである。プラスチックフィルムには、ポリイミ
ドフィルムであるカプトン（東レ・デュポン株式会社社
製商品名）、アピカル（鐘淵化学工業株式会社製商品
名）、ポリエチレンテレフタレートフィルムであるルミ
ラー（東レ・デュポン株式会社製商品名）、ピューレッ
クス（帝人株式会社製商品名）等が、市販のものとして
使用できる。以下に、本発明を実施例によって具体的に
説明する。

【００４０】

【実施例】

（絶縁層用接着フィルムのワニス作製）以下の手法によ
り絶縁層用接着フィルムのワニスを作製した。 （ワニス１） （ａ）エポキシ基含有アクリルゴムとしてＨＴＲ−８６
０Ｐ−３（帝国化学産業株式会社製商品名、分子量１０
０万）１００重量部、（ｂ）エポキシ樹脂としてビスフ
ェノールＡ型エポキシ樹脂であるエピコート８２８（油
化シェルエポキシ株式会社製商品名、エポキシ当量２０
０）３０重量部及びクレゾールノボラック型エポキシ樹
脂であるＥＳＣＮ００１（住友化学工業株式会社製商品
名、エポキシ当量２２０）１０重量部に、エポキシ樹脂
の硬化剤としてビスフェノールＡノボラック樹脂である
フェノライトＬＦ２８８２（大日本インキ化学工業株式
会社製商品名）２５重量部、（ｃ）硬化促進剤として１
−シアノエチル−２−フェニルイミダゾールであるキュ
アゾール２ＰＺ−ＣＮ（四国化成工業株式会社製商品
名）０．５重量部及び（ｄ）エポキシ樹脂と相溶性であ
りかつ重量平均分子量３万以上の高分子量樹脂であるフ
ェノキシ樹脂フェノトートＹＰ−５０（東都化成工業株
式会社製商品名、分子量５万）１０重量部から成る組成
物をメチルエチルケトンに加え、これをプロペラ撹拌に
より混合した後、真空脱気してワニスを調整した。 （ワニス２） （ｂ）エポキシ樹脂としてビスフェノールＡ型エポキシ
樹脂であるエピコート８２８（油化シェルエポキシ株式
会社製商品名、エポキシ当量２００）３０重量部、クレ
ゾールノボラック型エポキシ樹脂であるＥＳＣＮ００１
（住友化学工業株式会社製商品名、エポキシ当量２２
０）１０重量部にエポキシ樹脂の硬化剤としてビスフェ
ノールＡノボラック樹脂であるフェノライトＬＦ２８８
２（大日本インキ化学工業株式会社製商品名）２５重量
部及び（ｄ）エポキシ樹脂と相溶性でありかつ重量平均
分子量３万以上の高分子量樹脂であるフェノキシ樹脂フ
ェノトートＹＰ−５０（東都化成工業株式会社製商品
名、分子量５万）１０重量部から成る組成物をメチルエ
チルケトンに加えた。これをこれをプロペラ撹拌により
混合した後、無機フィラーとしてシリカピュアレックス
ＴＳＳ−６（株式会社龍森製商品名）８０重量部、シラ
ンカップリング剤ＮＵＣ Ａ−１８７（日本ユニカー株
式会社製商品名、γ−グリシドキシプロピルトリメトキ
シシラン）１重量部を加え、これをビーズミルによりシ
リカが十分に分散するまで混練した。さらにこのワニス
に（ａ）エポキシ基含有アクリルゴムであるＨＴＲ−８
６０Ｐ−３（帝国化学産業株式会社製商品名、分子量１
００万）１００重量部、硬化促進剤キュアゾール２ＰＺ
−ＣＮ （四国化成工業株式会社製商品名）０．５重量
部を加えプロペラ撹拌により混合した後、真空脱気して
ワニスを調整した。

【００４１】（単層の絶縁層用接着フィルムの作製）以
下の手法により絶縁層用接着フィルムを作製した。 （単層接着フィルム１）ワニス１を基材となる厚み５０
μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム（Ｓ−３
１、帝人株式会社製商品名）に塗布し、１３０℃で５分
間、加熱乾燥させることにより、厚さ５０μｍの単層接
着フィルム１を得た。この接着フィルムの１００℃にお
ける最低粘度は４０００Ｐａ・ｓであった。 （単層接着フィルム２）乾燥温度を１４０℃とした他は
単層接着フィルム１と同様に作製し、単層接着フィルム
２を得た。この接着フィルムの１００℃における最低粘
度は１００００Ｐａ・Ｓであった。 （単層接着フィルム３）乾燥温度を１５０℃とした他は
単層接着フィルム１と同様に作製し、単層接着フィルム
３を得た。この接着フィルムの１００℃における最低粘
度は２００００Ｐａ・Ｓであった。 （単層接着フィルム４）乾燥温度を１６０℃とした他は
単層接着フィルム１と同様に作製し、単層接着フィルム
４を得た。この接着フィルムの１００℃における最低粘
度は４００００Ｐａ・Ｓであった。 （単層接着フィルム５）ワニス２を基材となるポリエチ
レンテレフタレートフィルム（帝人株式会社製商品名、
Ｓ−３１、５０μｍ）に塗布し、１３０℃で５分間、加
熱乾燥させることにより、厚さ５０μｍの単層接着フィ
ルム５を得た。この接着フィルムの１００℃における最
低粘度は１００００Ｐａ・ｓであった。 （単層接着フィルム６）乾燥温度を１４０℃とした他は
単層接着フィルム５と同様に作製し、単層接着フィルム
６を得た。この接着フィルムの１００℃における最低粘
度は３００００Ｐａ・ｓであった。 （単層接着フィルム７）乾燥温度を１５０℃とした他は
単層接着フィルム５と同様に作製し、単層接着フィルム
７を得た。この接着フィルムの１００℃における最低粘
度は１０００００Ｐａ・ｓであった。 （単層接着フィルム８）乾燥温度を１６０℃とした他は
単層接着フィルム５と同様に作製し、単層接着フィルム
８を得た。この接着フィルムの１００℃における最低粘
度は３０００００Ｐａ・ｓであった。 （単層接着フィルム９）ワニス１を基材となるポリエチ
レンテレフタレートフィルム（帝人株式会社製商品名、
Ｓ−３１、５０μｍ）に塗布し、１５０℃で５分間、加
熱乾燥させることにより、厚さ１００μｍの単層接着フ
ィルム９を得た。この接着フィルムの１００℃における
最低粘度は２００００Ｐａ・ｓであった。 （単層接着フィルム１０）ワニス２を基材となるポリエ
チレンテレフタレートフィルム（帝人株式会社製商品
名、Ｓ−３１、５０μｍ）に塗布し、１５０℃で５分
間、加熱乾燥させることにより、厚さ１００μｍの単層
接着フィルム１０を得た。この接着フィルムの１００℃
における最低粘度は１０００００Ｐａ・ｓであった。

【００４２】（実施例１〜８）２枚の単層接着フィルム
を、接着フィルム面が内側となるように、ホットロール
ラミネーターを用いて貼合わせて粘度特性の異なる２層
の接着剤からなる絶縁層用接着フィルムを得た。ラミネ
ートは真空チャンバーの中で５ＫＰａに減圧した雰囲気
中で、ロール温度８０℃、ロール線圧０．５ＭＰａ、ラ
ミネート速度０．２ｍ／分の条件で行った。単層フィル
ムの種類については、表１の中に示した。この絶縁層用
接着フィルムを１０×１５ｍｍの形状に型抜きし、可撓
性を有する配線基板に熱圧着した。ここでいう可撓性を
有する配線基板とは、厚さ５０μｍのポリイミドフィル
ムに厚さ１８μｍの回路が形成されているものである。
絶縁層用接着フィルムの高流動層の面を配線板と接する
ようにした。加熱圧着の条件は、圧着機の温度が１００
℃、圧力０．５ＭＰａ、圧着時間１分とした。この絶縁
層用接着フィルムが熱圧着された配線板をさらに半導体
チップと熱圧着した。熱圧着の条件は、圧着機の温度が
１００℃、圧力０．５ＭＰａ、圧着時間１分とした。

【００４３】（比較例１〜６）接着フィルムに表１中の
比較例に示す粘度特性を示すのものを用いた他は、実施
例１と同様の条件で半導体装置を作製した。比較例５、
比較例６は厚みの厚い単層接着フィルムを用い、ラミネ
ートによる貼合わせは行わなかった。

【００４４】試験方法は以下の通りである。 （粘度特性評価）ＭＲ−５００ソリキッドメータ（株式
会社レオロジ製商品名）を用い、パラレルプレートモー
ドで動的粘弾性率を測定した。厚さ１ｍｍの試料を用
い、加熱接着時の温度における最低粘度を測定した。 （浸出量評価）ポリイミドフィルム配線板の端部から浸
み出した絶縁層用接着フィルムの量を、倍率２００倍の
顕微鏡にビデオスケーラーを取り付け、５μｍ以下の精
度で測定した。浸出量が２００μｍ以下のものを良好、
２００μｍを超えるものを不良とした。 （耐熱性評価）実施例、比較例で作製した半導体装置
を、その表面の最高温度が２４０℃でこの温度を２０秒
間保持するように温度設定したＩＲリフロー炉に通し、
室温まで冷却する処理を２回繰り返したサンプルの剥離
状態を観察した。剥離の発生していないものを良好と
し、発生していたものを不良とした。

【００４５】

【表１】 項目 実施例 １ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ 単層接着 高流動層 ２ ３ ５ ６ ２ ３ ５ ６ フィルムNo. 低流動層 ４ ４ ４ ４ ７ ７ ７ ７ 接着フィルム 高流動層(KPa・s) 10 20 10 30 10 20 10 30 粘度特性 低流動層(KPa・s) 40 40 40 40 100 100 100 100 浸出量の評価結果 良好 良好 良好 良好 良好 良好 良好 良好 耐熱性の評価結果 良好 良好 良好 良好 良好 良好 良好 良好 項目 比較例 １ ２ ３ ４ ５ ６ 単層接着 高流動層 １ 1 ２ ５ ９ − フィルムNo. 低流動層 ４ ７ ８ ８ − １０ 接着フィルム 高流動層(KPa・s) 4 4 10 10 20 − 粘度特性 低流動層(KPa・s) 40 100 300 300 − 100 浸出量の評価結果 不良 不良 良好 良好 不良 良好 耐熱性の評価結果 良好 良好 不良 不良 良好 不良

【００４６】実施例１〜８は、いずれも、加熱接着温度
である１００℃における最低粘度が１００００〜３００
００Ｐａ・ｓの高流動層と４００００〜１０００００Ｐ
ａ・ｓの低流動層を有する２層構造を有した接着フィル
ムを用いた半導体装置である。これらの半導体装置はい
ずれも浸出量制御と耐熱性に優れている。また、絶縁層
用接着フィルムの弾性率の値は適度なものであった。

【００４７】また、比較例１及び比較例２は、高流動層
の最低粘度が低いために浸出量が大きく不良となった。
比較例３及び比較例４は、低流動層の最低粘度が高いた
めに耐熱性に劣り不良となった。比較例５は、流動性の
高い１層の接着フィルムのために浸出量が大きく不良と
なった。比較例６は、流動性の低い１層の接着フィルム
のため耐熱性に劣り不良となった。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したように、半導体チップと可
撓性を有する配線基板とそれらに挟まれた絶縁層からな
る構造を有する半導体装置の絶縁層に本発明の絶縁層用
接着フィルムを用いた場合に、浸出量制御と耐熱性に優
れた半導体装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の絶縁層用接着フィルムを用いた半導
体装置の一部を表わす構造断面図である。

【符号の説明】

１．半導体チップ ２１．絶縁層用接着フィルムの低流動性の層 ２２．絶縁層用接着フィルムの高流動性の層 ３．可撓性を有する配線基板 ４．電気接続用バンプ ５．半導体チップと可撓性を有する配線基板の接合部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 稲田 禎一 茨城県下館市大字小川1500番地 日立化成 工業株式会社下館研究所内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体チップと可撓性の配線基板とそれ
   らに挟まれた絶縁層からなる構造を有する半導体装置に
   おいて、前記絶縁層が２層構造を有し、それぞれの加熱
   接着時の粘度が異なることを特徴とする絶縁層用接着フ
   ィルム。
2. 【請求項２】 加熱接着時の最低粘度が、１００００〜
   ３００００Ｐａ・ｓの層と４００００〜１０００００Ｐ
   ａ・ｓの層とからなる請求項１に記載の絶縁層用接着フ
   ィルム。
3. 【請求項３】 アクリロニトリル１８〜４０重量％、官
   能基モノマーとしてグリシジル（メタ）アクリレート２
   〜６重量％及び残部がエチル（メタ）アクリレート若し
   くはブチル（メタ）アクリレートまたは両者の混合物か
   ら得られる共重合体で、Ｔｇ（ガラス転移点）が−１０
   ℃以上でかつ重量平均分子量が１０万以上であるエポキ
   シ基含有アクリルゴムを必須成分として含む請求項１ま
   たは請求項２に記載の絶縁層用接着フィルム。
4. 【請求項４】 （ａ）アクリロニトリル１８〜４０重量
   ％、官能基モノマーとしてグリシジル（メタ）アクリレ
   ート２〜６重量％及び残部がエチル（メタ）アクリレー
   ト若しくはブチル（メタ）アクリレートまたは両者の混
   合物から得られる共重合体で、Ｔｇ（ガラス転移点）が
   −１０℃以上でかつ重量平均分子量が１０万以上である
   エポキシ基含有アクリルゴム３０〜１００重量部、
   （ｂ）エポキシ樹脂及びその硬化剤を合わせて５０〜７
   ０重量部及び（ｃ）硬化促進剤０．１〜５重量部を含む
   請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の絶縁層用接
   着フィルム。
5. 【請求項５】 請求項４の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に加
   えて、（ｄ）エポキシ樹脂と相溶性でありかつ重量平均
   分子量３万以上の高分子量樹脂１〜６０重量部、または
   （ｅ）エポキシ樹脂と非相溶性である重量平均分子量３
   万以上の高分子量樹脂１〜５０重量部を含む請求項１な
   いし請求項４のいずれかに記載の絶縁層用接着フィル
   ム。
6. 【請求項６】 無機フィラーを、絶縁層用接着フィルム
   の樹脂成分１００体積部に対して２〜５０体積部含む請
   求項１ないし請求項５のいずれかに記載の絶縁層用接着
   フィルム。
7. 【請求項７】 無機フィラーがシリカまたはアルミナで
   ある請求項６に記載の絶縁層用接着フィルム。
8. 【請求項８】 カップリング剤を、無機フィラー１００
   重量部に対して０．１〜１０重量部含む請求項６または
   請求項７に記載の絶縁層用接着フィルム。