JPH11209724A - 難燃化接着剤、難燃化接着部材、難燃化接着部材を備えた半導体搭載用配線基板及びこれを用いた半導体装置 - Google Patents

難燃化接着剤、難燃化接着部材、難燃化接着部材を備えた半導体搭載用配線基板及びこれを用いた半導体装置

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JPH11209724A JP10018979A JP1897998A JPH11209724A JP H11209724 A JPH11209724 A JP H11209724A JP 10018979 A JP10018979 A JP 10018979A JP 1897998 A JP1897998 A JP 1897998A JP H11209724 A JPH11209724 A JP H11209724A
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靖 島田
Hiroyuki Kuritani
弘之 栗谷
Hiroko Tanaka
裕子 田中
Teiichi Inada
禎一 稲田
Yasushi Kamishiro
恭 神代
Kazunori Yamamoto
和徳 山本
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 配線基板に熱膨張係数の差が大きい半導体チ
ップを実装する場合に必要な耐熱性、耐湿性を有し、か
つ難燃性を有する難燃化接着剤、難燃化接着部材、この
難燃化接着部材を備えた半導体搭載用配線基板及びこの
難燃化接着部材を用いて半導体チップと配線基板を接着
させた半導体装置を提供する。 【解決手段】 （１）エポキシ樹脂１００重量部、
（２）臭素化フェノール化合物１００〜２００重量部、
（３）グリシジル（メタ）アクリレート２〜６重量％を
含むＴｇ（ガラス転移温度）が−１０℃以上でかつ重量
平均分子量が８０万以上であるエポキシ基含有アクリル
系共重合体１５０〜５００重量部、（４）硬化促進剤
０．１〜５重量部、（５）アンチモン酸化物１０〜７５
重量部を含有する難燃化接着剤。この難燃化接着剤を基
材に形成したり単層で用い難燃化接着部材とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、難燃化接着剤、難
燃化接着剤を基材の両面に設けた難燃化接着部材または
難燃化接着剤それ自身を難燃化接着部材とし、この難燃
化接着部材を備えた半導体搭載用配線基板及びこれを用
いた半導体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】電子機器の発達に伴い電子部品の搭載密
度が高くなり、チップスケールパッケージやチップサイ
ズパッケージ（以下ＣＳＰと呼ぶ）と呼ばれるような半
導体チップサイズとほぼ同等なサイズを有する半導体パ
ッケージや半導体のベアチップ実装など新しい形式の実
装方法が採用され始めている。
【０００３】半導体素子をはじめとする各種電子部品を
搭載した実装基板として最も重要な特性の一つとして信
頼性がある。その中でも、熱疲労に対する接続信頼性は
実装基板を用いた機器の信頼性に直接関係するため非常
に重要な項目である。この接続信頼性を低下させる原因
として、熱膨張係数の異なる各種材料を用いていること
から生じる熱応力が挙げられる。これは、半導体チップ
の熱膨張係数が約４ｐｐｍ／℃と小さいのに対し、電子
部品を実装する配線板の熱膨張係数が１５ｐｐｍ／℃以
上と大きいことから熱衝撃に対して熱歪みが発生し、そ
の熱歪みによって熱応力が発生するものである。従来の
ＱＦＰやＳＯＰとか呼ばれるリードフレームを有する半
導体パッケージを実装した基板では、リードフレームの
部分で熱応力を吸収し信頼性を保っていた。しかし、ベ
アチップ実装では、はんだボールを用いて半導体チップ
の電極と配線板の配線パッドを接続する方式やバンプと
呼ばれる小突起を作製して導電ペーストで接続する方式
を取っており、熱応力がこの接続部に集中して接続信頼
性を低下させていた。この熱応力を分散させるためにア
ンダーフィルと呼ばれる樹脂をチップと配線板の間に注
入させる手法の効果が確認されているが、実装工程を増
やし、コストアップを招いていた。また、従来のワイヤ
ボンディングを用いて半導体チップの電極と配線板の配
線パッドを接続する方式もあるが、ワイヤを保護するた
めに封止材樹脂を被覆せねばならずやはり実装工程を増
やしていた。
【０００４】ＣＳＰは他の電子部品と一括して実装でき
るために、日刊工業新聞社発行「表面実装技術」１９９
７−３号記事「実用化に入ったＣＳＰ（ファインピッチ
ＢＧＡ）のゆくえ」中の５ページ表１に示されたような
各種構造が提案されている。その中でも、インターポー
ザと呼ばれる配線基板にテープやキャリア基板を用いた
方式の実用化が進んでいる。これは、前述表の中で、テ
セラ社やＴＩ社などが開発している方式を含むものであ
る。これらはインターポーザと呼ばれる配線基板を介す
るために、情報通信学会技術報告ＣＰＭ９６−１２１，
ＩＣＤ９６−１６０（１９９６−１２）「テープＢＧＡ
タイプＣＳＰの開発」やシャープ技報第６６号（１９９
６−１２）「チップスケールパッケージ（Ｃｈｉｐ Ｓ
ｉｚｅＰａｃｋａｇｅ）開発」に発表されているように
優れた接続信頼性を示している。これらのＣＳＰの半導
体チップとインターポーザと呼ばれる配線基板との間に
は、それぞれの熱膨張率差から生じる熱応力を低減する
ような接着部材が使われることが好ましい。かつ、難燃
性や耐湿性、高温耐久性も要求される。さらに、製造工
程管理のしやすさから、フィルムタイプの接着部材が求
められている。
【０００５】フィルムタイプの接着剤は、フレキシブル
プリント配線板等で用いられており、アクリロニトリル
ブタジエンゴムを主成分とする系が多く用いられてい
る。プリント配線板関連材料として吸湿後のはんだ耐熱
性を向上させたものとしては、特開昭６０−２４３１８
０号公報に示されるアクリル系樹脂、エポキシ樹脂、ポ
リイソシアネート及び無機フィラーを含む接着剤があ
り、また特開昭６１−１３８６８０号公報に示されるア
クリル系樹脂、エポキシ樹脂、分子中にウレタン結合を
有する両末端が第１級アミン化合物及び無機フィラーを
含む接着剤がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】フィルムタイプの接着
剤は、アクリロニトリルブタジエンゴムを主成分とする
系が多く用いられているが、高温で長時間処理した後の
接着力の低下が大きいことや、耐電食性に劣ることなど
の欠点があった。特に、半導体関連部品の信頼性評価で
用いられるＰＣＴ（プレッシャークッカーテスト）処理
等の厳しい条件下で耐湿性試験を行った場合の劣化が大
きかった。特開昭６０−２４３１８０号公報、特開昭６
１−１３８６８０号公報に示されるものでは、ＰＣＴ処
理等の厳しい条件下での耐湿性試験を行った場合の劣化
が大きかった。
【０００７】これらプリント配線板関連材料としての接
着剤を用いて半導体チップを配線基板に実装する場合に
は、半導体チップとインターポーザと呼ばれる配線基板
の熱膨張係数の差が大きくリフロー時にクラックが発生
するために使用できなかった。また、温度サイクルテス
トやＰＣＴ処理等の厳しい条件下での耐湿性試験を行っ
た場合の劣化が大きく、使用できなかった。
【０００８】本発明は、ガラスエポキシ基板やフレキシ
ブル基板等のインターポーザと呼ばれる配線基板に熱膨
張係数の差が大きい半導体チップを実装する場合に必要
な耐熱性、耐湿性を有し、かつ難燃性を有する難燃化接
着剤、難燃化接着部材、この難燃化接着部材を備えた半
導体搭載用配線基板及びこの難燃化接着部材を用いて半
導体チップと配線基板を接着させた半導体装置を提供す
ることを課題とした。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、（１）エポキ
シ樹脂１００重量部、（２）臭素化フェノール化合物１
００〜２００重量部、（３）グリシジル（メタ）アクリ
レート２〜６重量％を含むＴｇ（ガラス転移温度）が−
１０℃以上でかつ重量平均分子量が８０万以上であるエ
ポキシ基含有アクリル系共重合体１５０〜５００重量
部、（４）硬化促進剤０．１〜５重量部、（５）アンチ
モン酸化物１０〜７５重量部を含有する難燃化接着剤で
ある。また本発明は、（１）エポキシ樹脂１００重量
部、（２）臭素化フェノール化合物１００〜２００重量
部、（３）エポキシ樹脂と相溶性がありかつ重量平均分
子量が３万以上の高分子量樹脂１０〜１００重量部、
（４）グリシジル（メタ）アクリレート２〜６重量％を
含むＴｇ（ガラス転移温度）が−１０℃以上でかつ重量
平均分子量が８０万以上であるエポキシ基含有アクリル
系共重合体１５０〜５００重量部、（５）硬化促進剤
０．１〜５重量部、（６）アンチモン酸化物１０〜７５
重量部を含有する難燃化接着剤である。また、本発明
は、エポキシ樹脂が２官能エポキシ樹脂及び多官能エポ
キシ樹脂であると好ましい難燃化接着剤である。本発明
は、また、好ましくは、上記難燃化接着剤がＤＳＣ（示
差走査熱量測定）を用いて測定した場合の全硬化発熱量
の１０〜４０％の発熱を終えた状態とする難燃化接着剤
である。さらに、揮発性物質等の残存溶媒量が５重量％
以下であると好ましい難燃化接着剤である。また、難燃
化接着剤の硬化物を動的粘弾性測定装置で測定した貯蔵
弾性率が、２５℃で２０〜２，０００ＭＰａ、２６０℃
で３〜５０ＭＰａであると好ましい難燃化接着剤であ
る。さらに、本発明は、好ましくは、無機フィラーを接
着剤の樹脂固形分１００体積部に対して１〜２０体積部
含有する難燃化接着剤であり、無機フィラーがアルミナ
またはシリカであると好ましいものである。
【００１０】そして、本発明は、上記難燃化接着剤をフ
ィルム状に形成させ得られる難燃化接着部材、基材の両
面に形成した難燃化接着部材、また、難燃化接着剤それ
自身を難燃化接着部材としたものである。基材として、
熱可塑性フィルムを用いると好ましく、その軟化点が２
６０℃以上であるとさらに好ましい。また、基材が多孔
質フィルムであると好ましい。具体的に、ガラス転移温
度が２００℃以上の特性を示すポリアミドイミド、ポリ
イミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルスルホンや
ポリテトラフルオロエチレン、エチレンとテトラフルオ
ロエチレンのコポリマー、テトラフルオロエチレンとヘ
キサフルオロプロピレンのコポリマー、パーフルオロア
ルコキシエチレンとテトラフルオロエチレンのコポリマ
ーや液晶ポリマーを用いた接着部材であると好ましい。
これらの基材に関しては、平滑なフィルムばかりでなく
多孔質フィルムを含むものである。
【００１１】また、本発明は、配線基板の半導体チップ
搭載面に上記の難燃化接着部材を備えた半導体搭載用配
線基板である。
【００１２】さらに、本発明は、上記の難燃化接着部材
を用いて半導体チップと配線基板を接着させた半導体装
置であり、特に、半導体チップの面積が、配線基板の面
積の７０％以上でも効果的である半導体装置に関する。
【００１３】
【発明の実施の形態】図１は本発明の難燃化接着剤１と
基材２の組合せで形成される難燃化接着部材の断面図で
あり、図１（ａ）に示すような難燃化接着剤１の単層か
らなる難燃化接着部材や図１（ｂ）に示すような熱可塑
性フィルムなどの基材２の両面に難燃化接着剤１、１を
形成して得られる難燃化接着部材を示す。図２は、本発
明の一実施例を示す半導体搭載用配線基板の断面図を示
し、図２（ａ）は配線基板基材４と配線３から基本的に
構成される配線基板の半導体チップ搭載面に難燃化接着
剤１の単層からなる難燃化接着部材を備えた半導体搭載
用配線基板である。また、図２（ｂ）は配線基板基材４
と配線３から基本的に構成される配線基板の半導体チッ
プ搭載面に基材２の両面に難燃化接着剤１、１を形成し
て得られる難燃化接着部材を備えた半導体搭載用配線基
板である。図３は本発明の一実施例を示す難燃化接着部
材を備えた半導体搭載用配線基板を用いた半導体装置の
断面図である。図３（ａ）は、本発明の難燃化接着剤１
の単層からなる難燃化接着部材を配線基板の半導体チッ
プ搭載面に備えた半導体搭載用配線基板に半導体チップ
５を接着させ、ボンディングパッドと配線３のボンディ
ングパッドとを半導体チップ接続部材（ワイヤ）６で接
続し封止材７により封止し外部接続端子８（はんだボー
ル）を設けた半導体装置の断面図である。図３（ｂ）
は、（ａ）の難燃化接着部材に基材２の両面に難燃化接
着剤１、１を形成して得られる難燃化接着部材を用いた
半導体装置の断面図である。また、図３（ｃ）は、本発
明の難燃化接着剤１の単層からなる難燃化接着部材を配
線基板の半導体チップ搭載面に備えた半導体搭載用配線
基板に半導体チップ５を接着させ、半導体チップのボン
ディングパッドに配線３の一部を半導体チップ接続部材
６として接続し封止材７により半導体チップの周囲を封
止し外部接続端子８を設けた半導体装置の断面図であ
る。図３（ｄ）は、（ｃ）の難燃化接着部材に基材２の
両面に難燃化接着剤１、１を形成して得られる難燃化接
着部材を用いた半導体装置の断面図である。
【００１４】本発明は、特定のエポキシ基含有アクリル
系共重合体とエポキシ樹脂系接着剤において、室温付近
での弾性率が低いこと、難燃性を有していることを特徴
としている。エポキシ基含有アクリル系共重合体は、室
温付近での弾性率が低いため、エポキシ基含有アクリル
系共重合体の混合比を大きくすることで、半導体チップ
と配線基板の熱膨張係数の差に起因して、リフロー時の
加熱冷却過程で発生する応力を緩和する効果によりクラ
ックを抑制することができる。また、エポキシ基含有ア
クリル系共重合体は臭素化フェノール化合物の水酸基と
の反応性に優れるため、難燃化接着剤の硬化物が化学
的、物理的に安定するためＰＣＴ処理に代表される耐湿
性試験に優れた性能を示す。また、アンチモン酸化物
は、その添加によりる着剤としての優れた特性を損なう
ことがない。
【００１５】さらに、本発明では、エポキシ樹脂と高分
子量樹脂とが相溶性が良く均一になっており、エポキシ
基含有アクリル系共重合体に含まれるエポキシ基がそれ
らと部分的に反応し、未反応のエポキシ樹脂を含んで全
体が架橋してゲル化するために、それが流動性を抑制
し、エポキシ樹脂等を多く含む場合においても取扱い性
を損なうことがない。また、未反応のエポキシ樹脂がゲ
ル中に多数残存しているため、圧力がかかった場合、ゲ
ル中より未反応成分がしみだすため、全体がゲル化した
場合でも、接着性の低下が少なくなる。難燃化接着剤の
ワニスの乾燥時には、エポキシ基含有アクリル系共重合
体に含まれるエポキシ基やエポキシ樹脂がともに反応す
るが、エポキシ基含有アクリル系共重合体は分子量が大
きく、１分子鎖中にエポキシ基が多く含まれるため、反
応が若干進んだ場合でもゲル化する。通常、ＤＳＣを用
いて測定した場合の全硬化発熱量の１０〜４０％の発熱
を終えた状態、すなわちＡまたはＢステージ前半の段階
でゲル化がおこる。そのため、エポキシ樹脂等の未反応
成分を多く含んだ状態でゲル化しており、溶融粘度がゲ
ル化していない場合に比べて、大幅に増大しており、取
扱い性を損なうことがない。また圧力がかかった場合、
ゲル中より未反応成分がしみだすため、ゲル化した場合
でも、接着性の低下が少ない。さらに、接着剤がエポキ
シ樹脂等の未反応成分を多く含んだ状態でフィルム化で
きるため、難燃化接着部材のライフ（有効使用期間）が
長くなるという利点がある。
【００１６】従来のエポキシ樹脂系接着剤ではＢステー
ジの後半から、Ｃステージ状態で初めてゲル化が起こ
り、ゲル化が起こった段階でのエポキシ樹脂等の未反応
成分が少ないため、流動性が低く、圧力がかかった場合
でも、ゲル中よりしみだす未反応成分が少ないため、接
着性が低下する。なお、アクリル系共重合体に含まれる
エポキシ基と低分子量のエポキシ樹脂のエポキシ基の反
応のしやすさについては明らかではないが、少なくとも
同程度の反応性を有していればよく、アクリル系共重合
体に含まれるエポキシ基のみが選択的に反応するもので
ある必要はない。なおこの場合、Ａ、Ｂ、Ｃステージ
は、接着剤の硬化の程度を示す。Ａステージはほぼ未硬
化でゲル化していない状態であり、ＤＳＣを用いて測定
した場合の全硬化発熱量の０〜２０％の発熱を終えた状
態である。Ｂステージは若干硬化、ゲル化が進んだ状態
であり全硬化発熱量の２０〜６０％の発熱を終えた状態
である。Ｃステージはかなり硬化が進み、ゲル化した状
態であり、全硬化発熱量の６０〜１００％の発熱を終え
た状態である。
【００１７】本発明では、難燃化接着剤に難燃性を付与
するためにアンチモン酸化物を添加するが、これの添加
により難燃化接着剤の溶融粘度を大きくでき、さらにチ
クソトロピック性を発現できるために、上記効果をさら
に大きくすることが可能となる。
【００１８】本発明で使用するエポキシ樹脂は、硬化し
て接着作用を呈するものであればよい。また、２官能エ
ポキシ樹脂と多官能エポキシ樹脂を併せて用いることが
好ましい。２官能エポキシ樹脂のみではＴｇが低く耐熱
性に劣り、多官能エポキシ樹脂のみでは接着剤の流動性
に乏しく、配線等の回路充填性に劣る。エポキシ樹脂の
分子量は、好ましくは５０００未満、より好ましくは３
０００未満のものを使用することが好ましい。
【００１９】２官能エポキシ樹脂としては、ビスフェノ
ールＡ型またはビスフェノールＦ型樹脂等が例示され
る。ビスフェノールＡ型またはビスフェノールＦ型液状
樹脂は、油化シェルエポキシ株式会社から、エピコート
８０７、エピコート８２７、エピコート８２８という商
品名で市販されている。また、ダウケミカル日本株式会
社からは、Ｄ．Ｅ．Ｒ．３３０、Ｄ．Ｅ．Ｒ．３３１、
Ｄ．Ｅ．Ｒ．３６１という商品名で市販されている。さ
らに、東都化成株式会社から、ＹＤ８１２５、ＹＤＦ１
７０という商品名で市販されている。
【００２０】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
ポキシ樹脂等の分子中にエポキシ基を少なくとも３個以
上有するものが例示される。フェノールノボラック型エ
ポキシ樹脂は、日本化薬株式会社から、ＥＰＰＮ−２０
１という商品名で市販されている。クレゾールノボラッ
ク型エポキシ樹脂は、住友化学工業株式会社から、ＥＳ
ＣＮ−１９５という商品名で市販されている。また、日
本化薬株式会社から、ＥＯＣＮ１０１２、ＥＯＣＮ１０
２５、ＥＯＣＮ１０２７という商品名で市販されてい
る。さらに、東都化成株式会社から、ＹＤＣＮ７０３、
ＹＤＣＮ７０４という商品名で市販されている。
【００２１】また、難燃化を効果的にするために臭素化
エポキシ樹脂を用いてもよい。臭素化エポキシ樹脂とし
ては、ビスフェノールＡ型やノボラック型のものを使用
できる。ビスフェノールＡ型の臭素化エポキシ樹脂は、
東都化成株式会社から、ＹＤＢ−３６０、ＹＤＢ−４０
０という商品名で市販されている。ノボラック型の臭素
化エポキシ樹脂は、日本化薬株式会社から、ＢＲＥＮ−
Ｓ、ＢＲＥＮ−１０４、ＢＲＥＮ−３０１という商品名
で市販されている。
【００２２】エポキシ樹脂の硬化剤には、難燃化のため
にフェノール性水酸基を１分子中に２個以上有する臭素
化フェノール化合物を用いる。臭素化フェノール化合物
は、エポキシ樹脂１００重量部に対し、１００〜２００
重量部用いる。臭素化フェノール化合物の配合量は、そ
の水酸基当量とエポキシ樹脂のエポキシ当量から未反応
官能基が少なくなくなるように決めることが好ましい。
未反応官能基が多い場合には、耐熱性の低下等が現われ
る。臭素化フェノール化合物としては、テトラブロモビ
スフェノールＡを用いることが好ましい。テトラブロモ
ビスフェノールＡは、帝人化成工業株式会社から、ファ
イヤーガードＦＧ２０００という商品名で市販されてい
る。
【００２３】本発明の難燃化接着剤には、硬化剤ととも
に硬化促進剤を用いる。この硬化促進剤としては、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。イミダゾール類
は、四国化成工業株式会社から、２Ｅ４ＭＺ、２ＰＺ−
ＣＮ、２ＰＺ−ＣＮＳという商品名で市販されている。
【００２４】本発明で使用するエポキシ樹脂と相溶性が
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、フェノキシ樹脂、高分子量エポキシ樹脂、超高分子
量エポキシ樹脂、極性の大きい官能基含有ゴム、極性の
大きい官能基含有反応性ゴムなどが挙げられる。Ｂステ
ージにおける難燃化接着剤のタック性の低減や硬化時の
可撓性を向上させるため重量平均分子量が３万以上とさ
れる。前記極性の大きい官能基含有反応性ゴムは、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
を付加したゴムが挙げられる。ここで、エポキシ樹脂と
相溶性があるとは、硬化後にエポキシ樹脂と分離して二
つ以上の相に分かれることなく、均質混和物を形成する
性質をいう。エポキシ樹脂と相溶性がありかつ重量平均
分子量が３万以上の高分子量樹脂の配合量は、エポキシ
樹脂を主成分とする相の可撓性の不足、タック性の低
減、クラック等による絶縁性の低下を防止するため１０
重量部以上、エポキシ樹脂相のＴｇの低下を防止するた
め１００重量部以下とされる。フェノキシ樹脂は、東都
化成株式会社から、フェノトートＹＰ−４０、フェノト
ートＹＰ−５０という商品名で市販されている。また、
フェノキシアソシエート社から、ＰＫＨＣ、ＰＫＨＨ、
ＰＫＨＪいう商品名で市販されている。高分子量エポキ
シ樹脂は、分子量が３万〜８万の高分子量エポキシ樹
脂、さらには、分子量が８万を超える超高分子量エポキ
シ樹脂（特公平７−５９６１７号、特公平７−５９６１
８号、特公平７−５９６１９号、特公平７−５９６２０
号、特公平７−６４９１１号、特公平７−６８３２７号
公報参照）があり、何れも日立化成工業株式会社で製造
している。極性の大きい官能基含有反応性ゴムとして、
カルボキシル基含有アクリルゴムは、帝国化学産業株式
会社から、ＨＴＲ−８６０Ｐという商品名で市販されて
いる。
【００２５】グリシジル（メタ）アクリレート２〜６重
量％を含むＴｇが−１０℃以上でかつ重量平均分子量が
８０万以上であるエポキシ基含有アクリル系共重合体
は、帝国化学産業株式会社から市販されている商品名Ｈ
ＴＲ−８６０Ｐ−３を使用することができる。官能基モ
ノマーが、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。また、官能基モノマー
として用いるグリシジルアクリレートまたはグリシジル
メタアクリレートの量は、２〜６重量％の共重合体比と
する。接着力を得るため、２重量％以上とし、ゲル化を
防止するために６重量％以下とされる。残部はエチルア
クリレート、エチルメタアクリレート、ブチルアクリレ
ート、ブチルメタアクリレートを各々単独で用いてもよ
いし、２種以上を併用しても良く、混合比率は、共重合
体のＴｇを考慮して決定する。Ｔｇが−１０℃未満であ
るとＢステージ状態での難燃化接着剤のタック性が大き
くなり取扱性が悪化するので、−１０℃以上とされる。
好ましくは−１０〜３０℃である。重合方法はパール重
合、溶液重合等が挙げられ、これらにより得ることがで
きる。エポキシ基含有アクリル系共重合体の重量平均分
子量は、８０万以上とされ、この範囲では、シート状、
フィルム状での強度や可撓性の低下やタック性の増大が
少ないからである。また、分子量が大きくなるにつれフ
ロー性が小さく配線の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系共重合体の重量平均分子量
は、２００万以下であることが好ましい。上記エポキシ
基含有アクリル系共重合体の配合量は、弾性率低減や成
形時のフロー性抑制のため１５０重量部以上とされ、エ
ポキシ基含有アクリル系共重合体の配合量が増えると、
ゴム成分の相が多くなり、エポキシ樹脂相が少なくなる
ため、高温での接着力の低下が起こるため、５００重量
部以下とされる。
【００２６】アンチモン酸化物としては、三酸化二アン
チモン、五酸化二アンチモンを用いることができる。三
酸化二アンチモンは、日本精鉱株式会社からＰＡＴＯＸ
−Ｕ、ＰＡＴＯＸ−ＨＳという商品名で市販されてい
る。
【００２７】本発明の難燃化接着剤には、異種材料間の
界面結合をよくするために、カップリング剤を配合する
こともできる。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等が挙げられる。前記したシラ
ンカップリング剤は、γ−グリシドキシプロピルトリメ
トキシシランがＮＵＣ Ａ−１８７、γ−メルカプトプ
ロピルトリメトキシシランがＮＵＣ Ａ−１８９、γ−
アミノプロピルトリエトキシシランがＮＵＣ Ａ−１１
００、γ−ウレイドプロピルトリエトキシシランがＮＵ
Ｃ Ａ−１１６０、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ＮＵＣ Ａ−１１２０と
いう商品名で、いずれも日本ユニカ−株式会社から市販
されている。カップリング剤の配合量は、添加による効
果や耐熱性およびコストから、接着剤の樹脂固形分１０
０重量部に対し０．１〜１０重量部を添加するのが好ま
しい。
【００２８】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、イオン捕捉剤を配合
することができる。イオン捕捉剤の配合量は、添加によ
る効果や耐熱性、コストより、接着剤の樹脂固形分１０
０重量部に対し１〜１０重量部が好ましい。イオン捕捉
剤としては、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する
こともできる。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）等が挙げられる。ま
た、無機イオン吸着剤を配合することもできる。無機イ
オン吸着剤としては、ジリコニウム系化合物、アンチモ
ン・ビスマス系化合物、マグネシウム・アルミニウム系化
合物等が挙げられる。トリアジンチオール化合物を成分
とする銅害防止剤は、三協製薬株式会社から、ジスネッ
トＤＢという商品名で市販されている。ビスフェノール
系還元剤を成分とする銅害防止剤は、吉富製薬株式会社
から、ヨシノックスＢＢという商品名で市販されてい
る。また、無機イオン吸着剤は、東亜合成からＩＸＥと
いう商品名で各種市販されている。
【００２９】さらに、難燃化接着剤の取扱い性の向上、
熱伝導性の向上、溶融粘度の調整、、チクソトロピック
性の付与などを目的として、無機フィラーを配合するこ
とができる。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、ほう酸アルミウイスカ、窒化ホウ素、結晶性シ
リカ、非晶性シリカなどが挙げられる。熱伝導性向上の
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、非晶性シリカ等が好ましい。溶融粘度の
調整やチクソトロピック性の付与の目的には、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、結
晶性シリカ、非晶性シリカ等が好ましい。上記無機フィ
ラーの配合量は、接着剤の樹脂固形分１００体積部に対
して１〜２０体積部が好ましい。配合の効果の点から配
合量が１体積部以上、配合量が多くなると、難燃化接着
剤の貯蔵弾性率の上昇、接着性の低下、ボイド残存によ
る電気特性の低下等の問題を生じるので２０体積部以下
が好ましい。
【００３０】本発明の難燃化接着部材は、難燃化接着剤
のみで形成することができる。フィルム状の難燃化接着
剤のみからなる難燃化接着部材の厚みは、２５〜２５０
μｍが好ましいが、これに制限するものではない。２５
μｍよりも薄いと応力緩和効果に乏しく、厚いと経済的
でなくなる。また、複数の難燃化接着部材を貼合わせる
ことにより、所望の膜厚の難燃化接着部材を得ることも
できる。この場合には、難燃化接着部材同士の剥離が発
生しないような貼合わせ条件が必要である。
【００３１】本発明の難燃化接着部材は、基材の両面に
難燃化接着剤を形成したものであってもよく、基材の厚
みは、５〜２００μｍの範囲内であることが好ましい
が、制限するものではない。基材の両面に形成される難
燃化接着剤の厚みは、各々１０〜２００μｍの範囲がよ
り好ましい。５μｍ未満の薄さでは接着性や応力緩和効
果に乏しく、２００μｍを超える厚さでは経済的でなく
なるが、制限するものではない。基材としては、熱可塑
性フィルムが、コストや熱的安定性に優れているため好
ましい。さらに、軟化点が２６０℃以上の熱可塑性フィ
ルムまたは液晶ポリマを用いた熱可塑性フィルムが好ま
しく、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリエーテルイ
ミド、ポリエーテルスルホン、全芳香族ポリエステル、
ポリテトラフルオロエチレン、エチレンとテトラフルオ
ロエチレンのコポリマー（ＥＴＦＥ）、テトラフルオロ
エチレンとヘキサフルオロプロピレンのコポリマー（Ｆ
ＥＰ）、パーフルオロアルコキシエチレンとテトラフル
オロエチレンのコポリマー（ＰＦＡ）などが好適に用い
られる。また、基材は、難燃化接着部材の弾性率低減の
ために多孔質フィルムを用いることもできる。軟化点が
２６０℃未満の熱可塑性フィルムを基材に用いた場合
は、はんだリフロー時などの高温時に基材が変形し難燃
化接着剤との剥離を起こす場合がある。これらの中で
も、熱可塑性フィルムが、ポリアミドイミド、ポリイミ
ド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルスルホンが、軟
化点が高く好ましい。また、ポリテトラフルオロエチレ
ン、エチレンとテトラフルオロエチレンのコポリマー、
テトラフルオロエチレンとヘキサフルオロプロピレンの
コポリマー、パーフルオロアルコキシビニルエーテルと
テトラフルオロエチレンのコポリマーのいずれかである
と、誘電率が低く電気的な特性に優れ、吸水率も低く吸
湿耐熱性に優れるため好ましい。さらに、基材が液晶ポ
リマーであると、フッ素系フィルムと同様に誘電率が低
く電気的な特性に優れ、吸水率も低く吸湿耐熱性に優れ
るため好ましい。
【００３２】本発明で用いる基材の例として、ポリイミ
ドフィルムは、東レ、デュポン株式会社からカプトンと
いう商品名で、鐘淵化学工業株式会社からアピカルとい
う商品名で市販されている。ポリエチレンテレフタレー
トフィルムは、東レ、デュポン株式会社からルミラーと
いう商品名で、帝人株式会社からピューレックスという
商品名で市販されている。ポリテトラフルオロエチレン
フィルムは、三井・デュポンフロロケミカル株式会社か
らテフロンという商品名で、ダイキン工業株式会社から
ポリフロンという商品名で市販されている。エチレンと
テトラフルオロエチレンのコポリマーフィルムは、旭硝
子株式会社からアフロンＣＯＰという商品名で、ダイキ
ン工業株式会社からネオフロンＥＴＦＥという商品名で
市販されている。テトラフルオロエチレンとヘキサフル
オロプロピレンのコポリマーフィルムは、三井・デュポ
ンフロロケミカル株式会社からテフロンＦＥＰという商
品名で、ダイキン工業株式会社からネオフロンＦＥＰと
いう商品名で市販されている。パーフルオロアルコキシ
ビニルエーテルとテトラフルオロエチレンのコポリマー
フィルムは、三井・デュポンフロロケミカル株式会社か
らテフロンＰＦＡという商品名で、ダイキン工業株式会
社からネオフロンＰＦＡという商品名で市販されてい
る。液晶ポリマフィルムは、株式会社クラレからベクト
ラという商品名で市販されている。さらに、多孔質ポリ
テトラフルオロエチレンフィルムは、住友電気工業株式
会社からポアフロンという商品名で市販されている。ジ
ャパンゴアテックス株式会社からゴアテックスという商
品名で市販されている。
【００３３】難燃化接着剤をワニス化する際の溶剤は、
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
良い。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
ノンなどが挙げられる。ワニスの製造は、無機フィラー
の分散を考慮した場合には、らいかい機、３本ロール及
びビーズミル等により、またこれらを組み合わせて行な
うことができる。フィラーと低分子量物をあらかじめ混
合した後、高分子量物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も可能となる。また、ワニスと
した後、真空脱気によりワニス中の気泡を除去すること
が好ましい。
【００３４】この難燃化接着剤のワニスをキャリアフィ
ルム上に塗布、加熱し溶剤を除去することにより難燃化
接着部材をキャリアフィルム上に形成することができ
る。キャリアフィルムとしては、ポリテトラフルオロエ
チレンフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィル
ム、離型処理したポリエチレンテレフタレートフィル
ム、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、
ポリメチルペンテンフィルム、ポリイミドフィルムなど
の熱可塑性フィルムが使用できる。また、基材の両面に
難燃化接着剤層を有する難燃化接着部材は、基材のそれ
ぞれの面に難燃化接着剤を塗布、加熱して溶剤を除去す
ることによって得られる。また、キャリアフィルム上に
形成した難燃化接着剤層を基材の両面に張り合わせるこ
とによって得ることができる。両面に難燃化接着剤を形
成する場合は、片面と他面の接着剤の厚みが異なってい
ても良い。一方の被着体に回路等の凹凸があり、他方は
比較的平滑な場合、難燃化接着部材の両面に形成する難
燃化接着剤の一方は、回路等に凹凸を埋めるのに十分な
凹凸以上の厚みで、他方の被着体は、前者の厚みより薄
く、接着できる程度の厚みとすることもできる。
【００３５】本発明による難燃化接着部材の接着剤層
は、ＤＳＣ（示差走査熱量測定）を用いて測定した全硬
化発熱量の１０〜４０％の発熱を終えた状態とすること
が好ましい。溶剤を除去する際に加熱するが、この時、
難燃化接着剤の組成物の硬化反応が進行しゲル化してく
る。その際の硬化状態が接着剤の流動性に影響し、接着
性や取扱い性を適正化する。ＤＳＣ（示差走査熱量測
定）は、測定温度範囲内で、発熱、吸熱の無い標準試料
との温度差をたえず打ち消すように熱量を供給または除
去するゼロ位法を測定原理とするものであり、測定装置
が市販されておりそれを用いて測定できる。難燃化接着
剤の樹脂組成物の反応は、発熱反応であり、一定の昇温
速度で試料を昇温していくと、試料が反応し熱量が発生
する。その発熱量をチャートに出力し、ベースラインを
基準として発熱曲線とベースラインで囲まれた面積を求
め、これを発熱量とする。室温から３００℃まで５〜１
０℃／分の昇温速度で測定し、上記した発熱量を求め
る。これらは、全自動で行なうものもあり、それを使用
すると容易に行なうことができる。つぎに、上記基材に
塗布し、乾燥して得た難燃化接着剤の発熱量は、つぎの
ようにして求める。まず、２５℃で真空乾燥器を用いて
溶剤を乾燥させた未硬化試料の全発熱量を測定し、これ
をＡ（Ｊ／ｇ）とする。つぎに、塗工、乾燥した試料の
発熱量を測定し、これをＢとする。試料の硬化度Ｃ
（％）（加熱、乾燥により発熱を終えた状態）は、つぎ
の数１で与えられる。
【００３６】
【数１】Ｃ（％）＝（Ａ−Ｂ）×１００／Ａ
【００３７】本発明の難燃化接着剤の硬化物を動的粘弾
性測定装置で測定した貯蔵弾性率は、２５℃で２０〜
２，０００ＭＰａで、２６０℃で３〜５０ＭＰａという
低弾性率とすることが好ましい。貯蔵弾性率の測定は、
難燃性接着剤の硬化物に引張り荷重をかけて、周波数１
０Ｈｚ、昇温速度５〜１０℃／分で−５０℃から３００
℃まで測定する温度依存性測定モードで行った。２５℃
での貯蔵弾性率が２，０００ＭＰａを超えるものでは、
半導体チップと配線基板であるインターポーザとの熱膨
張係数の差によってリフロー時に発生する応力を緩和さ
せる効果が小さくなるためクラックを発生させてしま
う。一方、貯蔵弾性率が２０ＭＰａ未満では、接着剤の
取扱性が悪くなる。また、２６０℃で３〜５０ＭＰａと
することが好ましく、３ＭＰａ未満でははんだ温度にお
ける耐熱性に劣り、５０ＭＰａを超えるものは２５℃に
おける貯蔵弾性率が２，０００ＭＰａを超えさせてしま
うため望ましくない。
【００３８】本発明の半導体搭載用配線基板に用いる配
線基板としては、セラミック基板や有機基板など基板材
質に限定されることなく用いることができる。セラミッ
ク基板としては、アルミナ基板、窒化アルミ基板などを
用いることができる。有機基板としては、ガラスクロス
にエポキシ樹脂を含浸させたＦＲ−４基板、ビスマレイ
ミド樹脂を含浸させたＢＴ基板、さらにはポリイミドフ
ィルムを基材として用いたポリイミドフィルム基板など
を用いることができる。配線の形状としては、片面配
線、両面配線、多層配線いずれの構造でもよく、必要に
応じて電気的に接続された貫通孔、非貫通孔を設けても
よい。さらに、配線が半導体装置の外部表面に現われる
場合には、保護樹脂層を設けることが好ましい。難燃化
接着部材を配線基板へ貼り付け難燃化接着部材を備えた
半導体搭載用配線基板とするには、難燃化接着部材を所
定の形状に切断し、その切断された難燃化接着部材を配
線基板の所望の位置に熱圧着する方法が一般的ではある
が、これに限定するものではない（図２参照）。
【００３９】本発明の半導体装置の構造としては、半導
体チップの電極と配線基板とがワイヤボンディングで接
続されている構造、半導体チップの電極と配線基板とが
テープオートメーテッドボンディング（ＴＡＢ）のイン
ナーリードボンディングで接続されている構造等がある
がこれらに限定されるものではない（図３参照）。半導
体チップと配線基板の間に発生する熱応力は、半導体チ
ップと配線基板の面積差が小さい場合に著しいが、本発
明による半導体装置は低弾性率の難燃化接着部材を用い
ることによりその熱応力を緩和して信頼性を確保するも
のである。さらに、その難燃化接着部材が難燃化されて
いるため、半導体装置としての難燃性を有するものであ
る。これらの効果は、半導体チップの面積が、配線基板
の面積の７０％以上である場合に非常に有効に現われる
ものである。また、このように半導体チップと配線基板
の面積差が小さい半導体装置においては、外部接続端子
はエリア状に設けられる場合が多い。
【００４０】本発明の難燃化接着部材を用いて半導体チ
ップと配線板を接着させた半導体装置は、耐リフロー
性、温度サイクルテスト、難燃性、耐湿性（耐ＰＣＴ
性）等に優れる。以下実施例により本発明をさらに具体
的に説明する。
【００４１】
【実施例】（接着剤の組成物ワニス１）エポキシ樹脂と
してビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（エポキシ当量１
９０、油化シェルエポキシ株式会社製のエピコート８２
８を使用）５０重量部、クレゾールノボラック型エポキ
シ樹脂（エポキシ当量２２０、住友化学工業株式会社製
のＥＳＣＮ００１を使用）５０重量部、エポキシ樹脂の
硬化剤となる臭素化フェノール化合物（帝人化成株式会
社製ファイヤーガードＦG２０００を使用）１３５重量
部、エポキシ樹脂と相溶性が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フェノキシ樹脂（分子量
５万、東都化成株式会社製のフェノトートＹＰ−５０を
使用）２５重量部、エポキシ基含有アクリル系共重合体
としてエポキシ基含有アクリルゴム（分子量１００万、
帝国化学産業株式会社製のＨＴＲ−８６０Ｐ−３を使
用）２００重量部、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（キュアゾール２ＰＺ−Ｃ
Ｎを使用）１重量部、シランカップリング剤としてγ−
グリシドキシプロピルトリメトキシシラン（日本ユニカ
ー株式会社製のＮＵＣ Ａ−１８７を使用）４．５重量
部、アンチモン酸化物として三酸化二アンチモン（ＰＡ
ＴＯＸ−Ｕを使用）２３重量部からなる難燃化接着剤の
成分を、メチルエチルケトンに加えて撹拌混合し、さら
にビーズミルを用いて混練し、真空脱気し接着剤の組成
物ワニス１を得た。この接着剤の組成物ワニス１を硬化
させた硬化物の貯蔵弾性率を動的粘弾性測定装置（ＤＶ
Ｅ−Ｖ４、レオロジ社製商品名）を用いて測定（サンプ
ルサイズ 長さ２０ｍｍ、幅４ｍｍ、膜厚８０μｍ、昇
温速度５℃／分、引張りモード 自動静荷重）した結
果、２５℃で９００ＭＰａ、２６０℃で３ＭＰａであっ
た。
【００４２】（接着剤の組成物ワニス２）エポキシ樹脂
としてビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（エポキシ当量
１９０、油化シェルエポキシ株式会社製のエピコート８
２８を使用）２５重量部、クレゾールノボラック型エポ
キシ樹脂（エポキシ当量２２０、住友化学工業株式会社
製のＥＳＣＮ００１を使用）７５重量部、エポキシ樹脂
の硬化剤となる臭素化フェノール化合物（帝人化成株式
会社製のファイヤーガードＦG２０００を使用）１３０
重量部、エポキシ樹脂と相溶性が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フェノキシ樹脂（分
子量５万、東都化成株式会社製のフェノトートＹＰ−５
０を使用）２５重量部、エポキシ基含有アクリル系共重
合体としてエポキシ基含有アクリルゴム（分子量１００
万、帝国化学産業株式会社製のＨＴＲ−８６０Ｐ−３を
使用）２００重量部、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（キュアゾール２ＰＺ−
ＣＮを使用）１重量部、シランカップリング剤としてγ
−メルカプトプロピルトリメトキシシラン（日本ユニカ
ー株式会社製のＮＵＣ Ａ−１８９を使用）４．５重量
部、アンチモン酸化物として三酸化二アンチモン（ＰＡ
ＴＯＸ−Ｕを使用）２３重量部からなる難燃化接着剤の
成分を、メチルエチルケトンに加えて撹拌混合し、さら
にビーズミルを用いて混練し、真空脱気し接着剤の組成
物ワニス２を得た。この接着剤の組成物ワニス２を硬化
させた硬化物の貯蔵弾性率を動的粘弾性測定装置を用い
て測定（サンプルサイズ 長さ２０ｍｍ、幅４ｍｍ、膜
厚８０μｍ、昇温速度５℃／分、引張りモード 自動静
荷重）した結果、２５℃で１０００ＭＰａ、２６０℃で
４ＭＰａであった。
【００４３】（接着剤の組成物ワニス３）エポキシ樹脂
としてビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（エポキシ当量
１７５、東都化成株式会社製のＹＤ−８１２５を使用）
５０重量部、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂（エ
ポキシ当量２２０、東都化成株式会社製のＹＤＣＮ−７
０３を使用）５０重量部、エポキシ樹脂の硬化剤となる
臭素化フェノール化合物（帝人化成株式会社製のファイ
ヤーガードＦG２０００を使用）１３５重量部、エポキ
シ基含有アクリル系共重合体としてエポキシ基含有アク
リルゴム（分子量１００万、帝国化学産業株式会社製の
ＨＴＲ−８６０Ｐ−３を使用）２００重量部、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
（キュアゾール２ＰＺ−ＣＮを使用）１重量部、シラン
カップリング剤としてγ−メルカプトプロピルトリメト
キシシラン（日本ユニカー株式会社製のＮＵＣ Ａ−１
８９を使用）４．５重量部、アンチモン酸化物として三
酸化二アンチモン（ＰＡＴＯＸ−ＨＳを使用）２２重量
部からなる難燃化接着剤の成分を、メチルエチルケトン
に加えて撹拌混合し、さらにビーズミルを用いて混練
し、真空脱気し接着剤の硬化物の貯蔵弾性率を動的粘弾
性測定装置を用いて測定した結果、２５℃で９００ＭＰ
ａ、２６０℃で３ＭＰａであった。
【００４４】（接着剤の組成物ワニス４）接着剤の組成
物ワニス１に無機フィラーとしてシリカ（電気化学工業
株式会社製のＦＢ−３０１）８５重量部（１０体積％）
を加えた組成物を、メチルエチルケトンに加えて撹拌混
合し、真空脱気した。この難燃化接着剤の硬化物の貯蔵
弾性率を動的粘弾性測定装置を用いて測定した結果、２
５℃で１２００ＭＰａ、２６０℃で４ＭＰａであった。
【００４５】（接着剤の組成物ワニス５）エポキシ樹脂
としてビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（エポキシ当量
１９０、油化シェルエポキシ株式会社製のエピコート８
２８を使用）５０重量部、クレゾールノボラック型エポ
キシ樹脂（エポキシ当量２２０、住友化学工業株式会社
製のＥＳＣＮ００１を使用）５０重量部、エポキシ樹脂
の硬化剤としてフェノールノボラック樹脂（大日本イン
キ化学工業株式会社製のプライオーフェンＬＦ２８８２
を使用）６０重量部、エポキシ樹脂と相溶性がありかつ
重量平均分子量が３万以上の高分子量樹脂としてフェノ
キシ樹脂（分子量５万、東都化成株式会社製のフェノト
ートＹＰ−５０を使用）２５重量部、エポキシ基含有ア
クリル系共重合体としてエポキシ基含有アクリルゴム
（分子量１００万、帝国化学産業株式会社製のＨＴＲ−
８６０Ｐ−３を使用）２００重量部、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（キュア
ゾール２ＰＺ−ＣＮを使用）１重量部、シランカップリ
ング剤としてγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシ
ラン（日本ユニカー株式会社製のＮＵＣ Ａ−１８７を
使用）４重量部からなる難燃化接着剤の成分を、メチル
エチルケトンに加えて撹拌混合し、さらにビーズミルを
用いて混練し、真空脱気した。この難燃化接着剤の硬化
物の貯蔵弾性率を動的粘弾性測定装置を用いて測定（サ
ンプルサイズ 長さ２０ｍｍ、幅４ｍｍ、膜厚８０μ
ｍ、昇温速度５℃／分、引張りモード 自動静荷重）し
た結果、２５℃で９００ＭＰａ、２６０℃で５ＭＰａで
あった。
【００４６】（接着剤の組成物ワニス６）エポキシ樹脂
としてビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（エポキシ当量
１９０、油化シェルエポキシ株式会社製のエピコート８
２８を使用）５０重量部、クレゾールノボラック型エポ
キシ樹脂（エポキシ当量２２０、住友化学工業株式会社
製のＥＳＣＮ００１を使用）５０重量部、エポキシ樹脂
の硬化剤となる臭素化フェノール化合物（帝人化成株式
会社製のファイヤーガードＦG２０００を使用）１３５
重量部、エポキシ基含有アクリル系共重合体としてエポ
キシ基含有アクリルゴム（分子量１００万、帝国化学産
業株式会社製のＨＴＲ−８６０Ｐ−３を使用）６０重量
部、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（キュアゾール２ＰＺ−ＣＮを使用）１重
量部、シランカップリング剤としてγ−グリシドキシプ
ロピルトリメトキシシラン（日本ユニカー株式会社製の
ＮＵＣＡ−１８７を使用）３重量部、アンチモン酸化物
として三酸化二アンチモン（ＰＡＴＯＸ−Ｕを使用）１
６重量部からなる難燃化接着剤の成分を、メチルエチル
ケトンに加えて撹拌混合し、さらにビーズミルを用いて
混練し、真空脱気した。この難燃化接着剤の硬化物の貯
蔵弾性率を動的粘弾性測定装置を用いて測定（サンプル
サイズ 長さ２０ｍｍ、幅４ｍｍ、膜厚８０μｍ、昇温
速度５℃／分、引張りモード 自動静荷重）した結果、
２５℃で２２００ＭＰａ、２６０℃で３ＭＰａであっ
た。
【００４７】（実施例１）接着剤の組成物ワニス１を、
キャリアフィルムとして厚さ７５μｍの離型処理したポ
リエチレンテレフタレートフィルム上に塗布し、１５０
℃で５分間加熱乾燥して、膜厚が１５０μｍのＢステー
ジ状態の塗膜を形成し、キャリアフィルムを備えた単層
フィルム状の難燃化接着部材を作製した。なおこの状態
での難燃化接着剤の硬化度は、ＤＳＣ（デュポン社製９
１２型ＤＳＣ）を用いて測定（昇温速度、１０℃／分）
した結果、全硬化発熱量の２０％の発熱を終えた状態で
あった。また、残存溶媒量は、１．５重量％であった。
残存溶媒量は、難燃化接着剤を１７０℃で３０分間加熱
した際の加熱前後の重量を測定することにより求めた。
【００４８】（実施例２）接着剤の組成物ワニス１を接
着剤の組成物ワニス２とした以外は実施例１と同様にし
て、キャリアフィルムを備えた単層フィルム状の難燃化
接着部材を作製した。なおこの状態での難燃化接着剤の
硬化度は、ＤＳＣ（デュポン社製９１２型ＤＳＣ）を用
いて測定（昇温速度、１０℃／分）した結果、全硬化発
熱量の２０％の発熱を終えた状態であった。また、残存
溶媒量は、１．５重量％であった。
【００４９】（実施例３）接着剤の組成物ワニス１を接
着剤の組成物ワニス３とした以外は実施例１と同様にし
て、キャリアフィルムを備えた単層フィルム状の難燃化
接着部材を作製した。なおこの状態での難燃化接着剤の
硬化度は、ＤＳＣ（デュポン社製９１２型ＤＳＣ）を用
いて測定（昇温速度、１０℃／分）した結果、全硬化発
熱量の２０％の発熱を終えた状態であった。また、残存
溶媒量は、１．５重量％であった。
【００５０】（実施例４）接着剤の組成物ワニス１を接
着剤の組成物ワニス４とした以外は実施例１と同様にし
て、キャリアフィルムを備えた単層フィルム状の難燃化
接着部材を作製した。なおこの状態での難燃化接着剤の
硬化度は、ＤＳＣ（デュポン社製９１２型ＤＳＣ）を用
いて測定（昇温速度、１０℃／分）した結果、全硬化発
熱量の２０％の発熱を終えた状態であった。また、残存
溶媒量は、１．２重量％であった。
【００５１】（実施例５）接着剤の組成物ワニス３を、
基材として厚さ２５μｍのポリイミドフィルム（宇部興
産製のユーピレックスＳＧＡ−２５を使用）上に塗布
し、１２０℃で５分間加熱乾燥して、膜厚が７５μｍの
Ｂステージ状態の塗膜を形成し、さらに接着剤層を形成
した反対面に同じワニスを塗布し、１４０℃で５分間加
熱乾燥して、膜厚が７５μｍのＢステージ状態の塗膜を
形成し、ポリイミドフィルムの両面に接着剤層を備えた
難燃化接着部材を作製した。なおこの状態での接着剤の
硬化度は、ＤＳＣ（デュポン社製９１２型ＤＳＣ）を用
いて測定（昇温速度、１０℃／分）した結果、第１形成
層で全硬化発熱量の２５％、第２形成層で全硬化発熱量
の１５％の発熱を終えた状態であった。また、残存溶媒
量は、第１形成層で、１．２重量％であり、第２形成層
で１．５重量％であった。
【００５２】（実施例６）接着剤の組成物ワニス３を、
キャリアフィルムとして厚さ７５μｍの離型処理したポ
リエチレンテレフタレートフィルム上に塗布し、１４０
℃で５分間加熱乾燥して、膜厚が７５μｍのＢステージ
状態の塗膜を形成し、キャリアフィルムを備えた単層フ
ィルム状の難燃化接着部材を作製した。この単層フィル
ムを、基材として厚さ２５μｍのポリイミドフィルム
（宇部興産製のユーピレックスＳＧＡ−２５を使用）の
両面に温度１００℃、圧力０．３ＭＰａ、速度０．２ｍ
／分の条件でホットロールラミネーターを用いて貼り付
け、ポリイミドフィルムの両面に難燃化接着剤層を備え
た難燃化接着部材を作製した。なおこの状態での接着剤
の硬化度は、ＤＳＣ（デュポン社製９１２型ＤＳＣ）を
用いて測定（昇温速度、１０℃／分）した結果、両面の
接着剤層ともに全硬化発熱量の２０％の発熱を終えた状
態であった。また、両面の接着剤層ともに残存溶媒量
は、１．５重量％であった。
【００５３】（実施例７）基材のポリイミドフィルムを
厚さ２５μｍの液晶ポリマフィルム（株式会社クラレ製
のベクトラＬＣＰ−Ａを使用）にしたこと以外は実施例
６と同様にして液晶ポリマフィルム両面に難燃化接着剤
層を備えた難燃化接着部材を作製した。なおこの状態で
の難燃化接着剤の硬化度は、ＤＳＣ（デュポン社製９１
２型ＤＳＣ）を用いて測定（昇温速度、１０℃／分）し
た結果、両面の難燃化接着剤層ともに全硬化発熱量の２
０％の発熱を終えた状態であった。また、残存溶媒量
は、１．５重量％であった。
【００５４】（実施例８）基材のポリイミドフィルムを
厚さ２５μｍのテトラフルオロエチレンとヘキサフルオ
ロプロピレンのコポリマーフィルム（三井・デュポンフ
ロロケミカル株式会社製のテフロンＦＥＰを使用）にし
たこと以外は実施例６と同様にしてテトラフルオロエチ
レンとヘキサフルオロプロピレンのコポリマーフィルム
両面に難燃化接着剤層を備えた難燃化接着部材を作製し
た。テトラフルオロエチレンとヘキサフルオロプロピレ
ンのコポリマーフィルムについては、濡れ性を向上して
接着性を上げるのためにその両面を化学処理（株式会社
潤工社製テトラエッチを使用）したものを用いた。なお
この状態での難燃化接着剤の硬化度は、ＤＳＣ（デュポ
ン社製９１２型ＤＳＣ）を用いて測定（昇温速度、１０
℃／分）した結果、両面の難燃化接着剤層ともに全硬化
発熱量の２０％の発熱を終えた状態であった。また、両
面の難燃化接着剤層ともに残存溶媒量は、１．５重量％
であった。
【００５５】（実施例９）接着剤の組成物ワニス３を、
キャリアフィルムとして厚さ７５μｍの離型処理したポ
リエチレンテレフタレートフィルム上に塗布し、１４０
℃で５分間加熱乾燥して、膜厚が５０μｍのＢステージ
状態の塗膜を形成し、キャリアフィルムを備えた単層フ
ィルム状の難燃化接着部材を作製した。この単層フィル
ムを、厚さ１００μｍの多孔質ポリテトラフルオロエチ
レンフィルム（住友電気工業株式会社製のポアフロンＷ
Ｐ−１００−１００を使用）の両面に温度１００℃、圧
力０．３Ｍｐａ、速度０．２ｍ／分の条件でらホットロ
ールラミネーターを用いて貼り付け、多孔質ポリテトラ
フルオロエチレンフィルムの両面に難燃化接着剤層を備
えた難燃化接着部材を作製した。なおこの状態での接着
剤の硬化度は、ＤＳＣ（デュポン社製９１２型ＤＳＣ）
を用いて測定（昇温速度、１０℃／分）した結果、両面
の難燃化接着剤層ともに全硬化発熱量の２０％の発熱を
終えた状態であった。また、両面の難燃化接着剤層とも
に残存溶媒量は、１．５重量％であった
【００５６】（比較例１）接着剤の組成物ワニス１を接
着剤の組成物ワニス５とした以外は実施例１と同様にし
て、キャリアフィルムを備えた単層フィルム状の接着部
材を作製した。なおこの状態での接着剤の硬化度は、Ｄ
ＳＣ（デュポン社製９１２型ＤＳＣ）を用いて測定（昇
温速度、１０℃／分）した結果、全硬化発熱量の２０％
の発熱を終えた状態であった。また、残存溶媒量は、
１．５重量％であった。
【００５７】（比較例２）接着剤の組成物ワニス１を接
着剤の組成物ワニス６とした以外は実施例１と同様にし
て、キャリアフィルムを備えた単層フィルム状の難燃化
接着部材を作製した。なおこの状態での難燃化接着剤の
硬化度は、ＤＳＣ（デュポン社製９１２型ＤＳＣ）を用
いて測定（昇温速度、１０℃／分）した結果、全硬化発
熱量の２０％の発熱を終えた状態であった。また、残存
溶媒量は、１．５重量％であった。
【００５８】（参考例１）乾燥条件を１５０℃で５分か
ら１７０℃で１０分とした以外は実施例１と同様にし
て、キャリアフィルムを備えた単層フィルム状の難燃化
接着部材を作製した。 なおこの状態での接着剤の硬化
度は、ＤＳＣ（デュポン社製９１２型ＤＳＣ）を用いて
測定（昇温速度、１０℃／分）した結果、全硬化発熱量
の５０％の発熱を終えた状態であった。また、残存溶媒
量は、０．８重量％であった。
【００５９】得られた接着部材を用いて図３（ｃ）また
は（ｄ）に示すような半導体チップと厚み２５μｍのポ
リイミドフィルムを基板基材に用いた配線基板を接着部
材で貼り合せた半導体装置サンプル（片面にはんだボー
ルを形成）を作製し、耐熱性、難燃性、耐湿性を調べ
た。耐熱性の評価方法には、耐リフロークラック性と温
度サイクル試験を適用した。耐リフロークラック性の評
価は、サンプル表面の最高温度が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
サンプルを通し、室温で放置することにより冷却する処
理を２回繰り返したサンプル中のクラックの観察で行っ
た。クラックの発生していないものを○とし、発生して
いたものを×とした。温度サイクル試験は、サンプルを
−５５℃雰囲気に３０分間放置し、その後１２５℃の雰
囲気に３０分間放置する工程を１サイクルとして測定
し、５００サイクルまでに破壊が生じたものを×とし、
５００サイクルを超えても破壊が生じなかったものを○
で示した。また、難燃性は、難燃化接着部材のみを用い
てＵＬ９４垂直燃焼試験に準じて行い、分類が９４ＶＴ
Ｍ−０または９４ＶＴＭ−１のものを○、それ以外を×
とした。また、耐湿性評価は、プレッシャークッカーテ
スター中で９６時間処理（１２１℃、２気圧、ＰＣＴ処
理）後接着部材の接着剤の剥離及び変色の認められなか
ったものを○とし、剥離のあったもの又は変色のあった
ものを×とした。その結果を表１に示した。
【００６０】
【表１】 評価項目 実施例 比較例 参考例 １ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ ９ １ ２ １ 耐熱性 耐リフロークラック ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ × × 耐温度サイクル ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ × × 難燃性 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ × ○ ○ 耐湿性 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ×
【００６１】実施例１、２及び４は、何れも、エポキシ
樹脂と臭素化フェノール化合物、エポキシ樹脂と相溶性
の高分子量樹脂、エポキシ基含有アクリル系共重合体、
硬化促進剤、アンチモン酸化物をともに含む難燃化接着
剤を用いた難燃化接着部材であり、実施例３及び５〜９
は、エポキシ樹脂及びその硬化剤、エポキシ基含有アク
リル系共重合体、硬化促進剤、臭素化フェノール化合
物、アンチモン酸化物をともに含む難燃化接着剤を用い
た難燃化接着部材であり、その難燃化接着剤の硬化物
は、本発明で規定した２５℃及び２６０℃での貯蔵弾性
率を満たしている。これらの難燃化接着部材を用いた半
導体装置は、耐リフロークラック性、温度サイクル試
験、難燃性、耐ＰＣＴ性が良好であった。実施例５〜８
は基材を備えた接着部材であるが、取り扱い性が良好で
あった。比較例１は、本発明で規定した臭素化フェノー
ル化合物、アンチモン酸化物を含まず、耐熱性と耐湿性
には優れるが、難燃性に劣る。比較例２は、本発明で規
定したエポキシ基含有アクリル系共重合体の配合量が１
５０〜５００重量部に対し６０重量部と少ないため貯蔵
弾性率が高く、耐熱性に劣る。参考例１は、難燃化接着
剤が、本発明で規定したＤＳＣによる測定で、全硬化発
熱量の１０〜４０％の発熱を終了した状態を超え、全硬
化発熱量の５０％の発熱を終了した状態であったために
配線の回路充填性や接着性が悪く、耐熱性、耐湿性に劣
る。
【００６２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の難燃化接
着剤及び難燃化接着部材は、室温付近での弾性率が低い
ために、半導体装置において、半導体チップと配線基板
との熱膨張率差から加熱冷却時に発生する熱応力を緩和
させることができる。そのため、リフロー時のクラック
の発生が認められず、耐熱性に優れている。また、臭素
化フェノ−ル化合物とアンチモン酸化物を含有してお
り、難燃性に優れる。さらに、エポキシ基含有アクリル
系共重合体を低弾性率成分として含んでおり、耐湿性、
特にＰＣＴ処理等厳しい条件下で耐湿試験を行なった場
合の劣化が少なく優れた特徴を有する難燃化接着剤、難
燃化接着部材、難燃化接着部材を備えた半導体搭載用配
線基板及びこれを用い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】 （ａ）は本発明による難燃化接着剤の単層か
らなる難燃化接着部材の断面図。（ｂ）は本発明による
基材の両面に難燃化接着剤を備えた難燃化接着部材の断
面図。
【図２】 （ａ）は本発明による難燃化接着剤の単層か
らなる難燃化接着部材を用いた半導体搭載用配線基板の
断面図。（ｂ）は本発明による基材の両面に難燃化接着
剤を備えた難燃化接着部材を用いた半導体搭載用配線基
板の断面図。
【図３】 （ａ）は本発明による難燃化接着剤の単層か
らなる接着部材を用いた半導体装置の断面図。（ｂ）は
本発明による基材の両面に難燃化接着剤を備えた難燃化
接着部材を用いた半導体装置の断面図。（ｃ）は本発明
による難燃化接着剤の単層からなる接着部材を用いた半
導体装置の断面図。（ｄ）は本発明による基材の両面に
難燃化接着剤を備えた難燃化接着部材を用いた半導体装
置の断面図。
【符号の説明】
１．難燃化接着剤 ２．基材 ３．配線 ４．配線基板基材 ５．半導体チップ ６．半導体チップ接続部材 ７．封止材 ８．外部接続端子
───────────────────────────────────────────────────── 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 (72)発明者 神代 恭 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 (72)発明者 山本 和徳 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 (19)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 （１）エポキシ樹脂１００重量部、
    （２）臭素化フェノール化合物１００〜２００重量部、
    （３）グリシジル（メタ）アクリレート２〜６重量％を
    含むＴｇ（ガラス転移温度）が−１０℃以上でかつ重量
    平均分子量が８０万以上であるエポキシ基含有アクリル
    系共重合体１５０〜５００重量部、（４）硬化促進剤
    ０．１〜５重量部、（５）アンチモン酸化物１０〜７５
    重量部を含有する難燃化接着剤。
  2. 【請求項２】 （１）エポキシ樹脂１００重量部、
    （２）臭素化フェノール化合物１００〜２００重量部、
    （３）エポキシ樹脂と相溶性がありかつ重量平均分子量
    が３万以上の高分子量樹脂１０〜１００重量部、（４）
    グリシジル（メタ）アクリレート２〜６重量％を含むＴ
    ｇ（ガラス転移温度）が−１０℃以上でかつ重量平均分
    子量が８０万以上であるエポキシ基含有アクリル系共重
    合体１５０〜５００重量部、（５）硬化促進剤０．１〜
    ５重量部、（６）アンチモン酸化物１０〜７５重量部を
    含有する難燃化接着剤。
  3. 【請求項３】 （１）エポキシ樹脂が２官能エポキシ樹
    脂及び多官能エポキシ樹脂である請求項１または請求項
    ２に記載の難燃化接着剤。
  4. 【請求項４】 難燃化接着剤を、ＤＳＣ（示差走査熱量
    測定）を用いて測定した場合の全硬化発熱量の１０〜４
    ０％の発熱を終えた状態にしたことを特徴とする請求項
    １ないし請求項３のいずれかに記載の難燃化接着剤。
  5. 【請求項５】 残存溶媒量が５重量％以下であることを
    特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の
    難燃化接着剤。
  6. 【請求項６】 動的粘弾性測定装置を用いて測定した場
    合の難燃化接着剤の硬化物の貯蔵弾性率が２５℃で２０
    〜２，０００ＭＰａであり、２６０℃で３〜５０ＭＰａ
    であることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいず
    れかに記載の難燃化接着剤。
  7. 【請求項７】 無機フィラーを、接着剤の樹脂固形分１
    ００体積部に対して１〜２０体積部含有する請求項１な
    いし請求項６のいずれかに記載の難燃化接着剤。
  8. 【請求項８】 無機フィラーがアルミナまたはシリカで
    ある請求項７に記載の難燃化接着剤。
  9. 【請求項９】 請求項１ないし請求項８のいずれかに記
    載の難燃化接着剤をフィルム状に形成して得られる難燃
    化接着部材。
  10. 【請求項１０】 請求項１ないし請求項８のいずれかに
    記載の難燃化接着剤を基材の両面に形成して得られる難
    燃化接着部材。
  11. 【請求項１１】 基材が熱可塑性フィルムである請求項
    ９または請求項１０に記載の難燃化接着部材。
  12. 【請求項１２】 熱可塑性フィルムの軟化点が２６０℃
    以上である請求項１１に記載の難燃化接着部材。
  13. 【請求項１３】 基材が多孔質フィルムである請求項９
    ないし請求項１２のいずれかに記載の難燃化接着部材。
  14. 【請求項１４】 基材が液晶ポリマである請求項９ない
    し請求項１３のいずれかに記載の難燃化接着部材。
  15. 【請求項１５】 熱可塑性フィルムがポリアミドイミ
    ド、ポリイミド、ポリエーテルイミドまたはポリエーテ
    ルスルホンのうちいずれかである請求項９ないし請求項
    １３のいずれかに記載の難燃化接着部材。
  16. 【請求項１６】 熱可塑性フィルムがポリテトラフルオ
    ロエチレン、エチレンとテトラフルオロエチレンのコポ
    リマー、テトラフルオロエチレンとヘキサフルオロプロ
    ピレンのコポリマー、パーフルオロアルコキシエチレン
    とテトラフルオロエチレンのコポリマーのいずれかであ
    る請求項９ないし請求項１３のいずれかに記載の難燃化
    接着部材。
  17. 【請求項１７】 配線基板の半導体チップ搭載面に請求
    項９ないし請求項１６のいずれかに記載の難燃化接着部
    材を備えた半導体搭載用配線基板。
  18. 【請求項１８】 半導体チップと配線基板を請求項９な
    いし請求項１６のいずれかに記載の難燃化接着部材を用
    いて接着させた半導体装置。
  19. 【請求項１９】 半導体チップの面積が、配線基板の面
    積の７０％以上である半導体チップと配線基板を請求項
    ９ないし請求項１６のいずれかに記載の難燃化接着部材
    を用いて接着させた半導体装置。
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