JPWO2001051580A1 - 多孔性接着シートおよびそれを用いた多孔性接着シート付き半導体ウェハ、ならびにそれらの製造方法 - Google Patents

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Abstract

接着性を有する有機フィルム３の厚み方向Ａに互いに略平行に走る複数個の、その一方の開口２ａから他方の開口２ｂに至るまで径方向断面が略合同形である多孔性接着シート１およびその製造方法、ならびに該多孔性接着シート１を電極部３３を有する半導体ウェハ３２に貼付け、電極部３３の上にある貫通孔２を導電性材料で充填して導通部３４とした多孔性接着シート付き半導体ウェハ３１およびその製造方法。

Description

技術分野
本発明は、多孔性接着シート、特に半導体実装における接着材料として好適に用いることができる多孔性接着シート、ならびにその好適な製造方法に関する。また本発明は、上記の多孔性接着シートを用いた多孔性接着シート付き半導体ウェハ、ならびにその好適な製造方法に関する。
背景技術
近年、より生産性が向上される半導体実装の方法として、バンプ付きの半導体素子と基板とを接合した後に、両者間の空間にアンダーフィル剤などを含浸させるベアチップ実装の開発が進められている。このようなベアチップ実装では、半導体素子上の電極部をたとえば半田ペーストを用いて凸状に形成し（バンプを形成し）、このバンプを基板の回路部と金属接合し、半導体素子と基板との間の空間（バンプ以外の部分）をアンダーフィル剤で充填してバンプ接合部を形成する。
しかしこのような方法で実装した半導体素子は、基板と半導体素子との間の膨張係数差によりストレスが発生し易く、バンプ接合部に欠陥を発生しやすい。この場合、半導体素子と基板との距離を離して上記の接合を行えば、半導体素子と基板との間の膨張係数差によるストレスを軽減できるが、半導体素子および基板間の距離を離すとそれに合わせてバンプの径を大きく形成しなければならず、ファインピッチ接続が困難なものとなる。
またアンダーフィル剤は接着に液状樹脂を使用するので接着材料の流動性をコントロールする必要があるため、これに換えてより簡易な接着が可能な接着材料の開発が望まれている。
半導体実装の他の方法として、異方導電性フィルムを用いて半導体素子と回路基板とを接着して導通させる方法も知られているが、上記のバンプ接合部を形成する方法に比べ接続抵抗が高めになるため、高速半導体デバイスに使用すると半導体素子の発熱や作動時におけるノイズ信号の発生などが見られるなどの問題があった。
これらの欠点を解決するために、本発明者らはフィルターなど通気性を付与するための接着に通常使用される多孔性接着シートを半導体ウェハに貼った後、該多孔性接着シートの一部の貫通孔を半田ペーストで充填して半導体素子と多孔性接着シートの片面側とを電気的に接合すると共に、基板の回路側に接続する多孔性接着シートの片側にはバンプを形成し、回路側との接続信頼性をあげることに想達した。このような半導体実装に好適に用いることができる多孔性接着シートとしては、貫通孔それぞれの形状が規則性を有し、かつ接着状態において該貫通孔が塞がりにくいものが好ましい。
ところが、かかる多孔性接着シートの製造において、成形後の接着シートに多数の微細な貫通孔を形成して多孔性接着シートに加工する製造方法を採用した場合、接着の際に該シート材料の樹脂が流動して貫通孔を塞いでしまい導通が充分にとれないという問題がある。
また、例えば製膜した有機フィルムを延伸してなる接着シートに多数の微細な貫通孔を形成するような多孔性接着シートの製造方法を採用した場合、各貫通孔はそれぞれの形状が規則性を有するようには形成されない。したがって、該有機フィルム自身が加熱および／または加圧によって接着可能となる接着性を有する場合、貫通孔によっては接着の際に開口が塞がってしまいやすく、接着前後で多孔性接着シートの開口度が大幅に減少してしまう。このような製造方法では、多孔性接着シートが目的を達成し得る開口度を有するように貫通孔を形成することが難しい。
また、本発明者らは有機フィルムに多数の微細な貫通孔を形成する方法として、下記のような加工方法を想定した。ところが、これらの方法によれば各貫通孔はそれぞれの形状が規則性を有するように形成されるけれども、それぞれ下記に列挙するような問題点を有している。
▲１▼ドリル加工
生産性が低く、微細な多数の貫通孔を有する多孔性接着シートの製造には不向きである。
▲２▼パンチ加工
微細な貫通孔を形成することができず、したがって上記多孔性接着シートの製造には不向きである。
▲３▼レーザー加工
各貫通孔の形状が略台形状に形成され、これによってその一方側の片面ともう他方側の片面とでの貫通孔の形成による開口度（多孔性接着シートの全面に対する貫通孔の開口の面積比）が大きく異なるような多孔性接着シートが製造されてしまう。このような多孔性接着シートでは、貫通孔の一方の開口から他方の開口に至るまでの各径方向断面のうち最大の面積Ｓｍａｘに対する最小の面積Ｓｍｉｎの割合Ｓｍｉｎ／Ｓｍａｘ（％）が４０％〜８０％であり、開口度の大きい側の片面の接着できる面積が開口度の小さい側の片面よりも小さくなってしまう。したがって場合によっては該開口度の大きい側の片面において該接着シートが被接着物に接着し得るだけの接着力を保持できない不具合がある。
▲４▼フォト加工
レーザー加工の場合と同様に、各貫通孔の形状が略台形状に形成されてしまう。このような多孔性接着シートでは、貫通孔の一方の開口から他方の開口に至るまでの各径方向断面のうち最大の面積Ｓｍａｘに対する最小の面積Ｓｍｉｎの割合Ｓｍｉｎ／Ｓｍａｘ（％）が４０％〜８０％であり、その一方側の片面ともう他方側の片面とでの開口度が大きく異なるような多孔性接着シートが製造されてしまい好ましくない。
本発明は、上記の問題点を解決しようとするものであり、その目的は下記の通りである。
（１）電子材料分野にも好適に用いることのできる多孔性接着シートを提案するものである。
（２）上記（１）の接着シート（例えば、貫通孔それぞれの形状が規則性を有し、かつ接着状態において該貫通孔が塞がりにくい多孔性接着シート）の好適な製造方法、
（３）ベアチップ実装に好適な多孔性接着シート付き半導体ウェハ、およびその好適な製造方法を提供することである。
発明の開示
本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意研究を行った結果、特異な構造および／または特異な製造方法を採用することによって、上記問題点の解決された多孔性接着シートが得られ、さらにこの多孔性接着シートがベアチップ実装の接着材料として非常に好ましく、多孔性接着シート付き半導体ウェハを製造することでその生産性をより向上することができることを見出し、本発明を完成するに至った。
即ち、本発明は以下のとおりである。
〔１〕有機フィルムの厚み方向に互いに略平行に走る複数個の貫通孔を有する接着シートであって、各々の貫通孔はその一方の開口から他方の開口に至るまで径方向断面が略合同形であることを特徴とする多孔性接着シート。
〔２〕貫通孔が、接着によってもその開口が維持されていることを特徴とする上記〔１〕に記載の多孔性接着シート。
〔３〕有機フィルムの軟化温度より１０℃以上高い軟化温度を有する有機材料層が前記貫通孔の周囲を形成していることを特徴とする上記〔１〕に記載の多孔性接着シート。
〔４〕有機フィルムの有する各貫通孔の全部または一部と前記厚み方向に連通する複数個の連通孔を有する易接着材料層を当該有機フィルムの少なくとも片面に有し、該易接着材料層は、有機フィルムの軟化温度より１０℃〜３０℃低い軟化温度を有する熱可塑性樹脂または熱硬化性ポリマーからなり、且つ接着状態において有機フィルムの貫通孔が塞がれ得ないような厚みに選ばれることを特徴とする上記〔１〕または〔３〕に記載の多孔性接着シート。
〔５〕有機フィルムの有する各貫通孔の全部または一部と前記厚み方向に連通する複数個の連通孔を有する易接着材料層を当該有機フィルムの少なくとも片面に有し、該易接着材料層は、有機フィルムの軟化温度より１０℃以上低い溶融開始温度を有する熱硬化性オリゴマーからなり、且つ接着状態において有機フィルムの貫通孔が塞がれ得ないような厚みに選ばれることを特徴とする上記〔１〕または〔３〕に記載の多孔性接着シート。
〔６〕少なくとも一部の貫通孔を導電性材料で充填した際に、各導電性材料が互いに絶縁されることを特徴とする上記〔１〕〜〔５〕のいずれかに記載の多孔性接着シート。
〔７〕複数個の線材が互いに略平行にその厚み方向に概ね沿って貫通する接着性の有機フィルムを形成する線材含有フィルム形成工程、ならびに該有機フィルム中の線材を除去する線材除去工程を有することを特徴とする多孔性接着シートの製造方法。
〔８〕線材が、該有機フィルムの軟化温度より１０℃以上高い軟化温度を有する有機材料にて被覆されていることを特徴とする上記〔７〕に記載の多孔性接着シートの製造方法。
〔９〕線材含有フィルムの少なくとも片面側の線材端部を該フィルム面から突出させる線材突出工程と、
当該有機フィルムの軟化温度より１０℃〜３０℃低い軟化温度を有する熱可塑性樹脂または熱硬化性ポリマーからなり、前記線材の突出部分とフィルム面との段差を埋める易接着材料層を形成する易接着材料層形成工程とを、前記線材含有フィルム形成工程と線材除去工程との間にさらに有することを特徴とする上記〔７〕または〔８〕に記載の多孔性接着シートの製造方法。
〔１０〕線材含有フィルムの少なくとも片面側の線材端部を該フィルム面から突出させる線材突出工程と、
当該有機フィルムの軟化温度より１０℃以上低い溶融開始温度を有する熱硬化性オリゴマーからなり、前記線材の突出部分とフィルム面との段差を埋める易接着材料層形成工程とを、前記線材含有フィルム形成工程と線材除去工程との間にさらに有することを特徴とする上記〔７〕または〔８〕に記載の多孔性接着シートの製造方法。
〔１１〕線材が、互いに絶縁された状態である上記〔７〕〜〔１０〕のいずれかに記載の多孔性接着シートの製造方法。
〔１２〕少なくともその片面に一または複数個の電極部を有する半導体ウェハと、該半導体ウェハの片面上に接着される上記〔６〕に記載の多孔性接着シートと、多孔性接着シートの半導体ウェハの電極部上に位置する各貫通孔に導電性材料が充填されて形成される各導通部とを備えることを特徴とする多孔性接着シート付き半導体ウェハ。
〔１３〕少なくともその片面に一または複数個の電極部を有する半導体ウェハの片面上に上記〔６〕に記載の多孔性接着シートを接着する貼り合わせ工程と、多孔性接着シートの半導体ウェハの電極部上に位置する各貫通孔に導電性材料を充填しかつ当該電極部と導電性材料とを接合する導通部形成工程とを有することを特徴とする多孔性接着シート付き半導体ウェハの製造方法。
発明の詳細な説明
以下、本発明を詳細に説明する。
図１は、本発明の好ましい一例の多孔性接着シート１を示す簡略化した断面図である。なお図１は、多孔性接着シート１の厚み方向Ａに平行でありかつ貫通孔２を通る仮想一平面における断面図である。図１に示す多孔性接着シート１は、複数個の貫通孔２を有する接着性の有機フィルム３である。該貫通孔２は、有機フィルム３の厚み方向Ａに互いに略平行に走る貫通孔であり、有機フィルム３をその厚み方向Ａに概ね沿って貫通し、多孔性接着シート１の厚み方向一方Ａ１側の片面１ａと、厚み方向他方Ａ２側の片面１ｂとにそれぞれ開口２ａ，２ｂを有する。なお本発明において、多孔性接着シート１および有機フィルム３の各々の厚み方向は同一の方向Ａである。
上記貫通孔２の各中心軸線Ｂは直線状であっても曲線状であってもよいが、好ましくは直線状である。また該各貫通孔２は、その一方の開口２ａから他方の開口２ｂに至るまで径方向断面が略合同形である。なお本明細書中でいう「径方向断面」とは、各貫通孔２の中心軸線Ｂに対して垂直な仮想平面Ｃにおける断面をさす。また上記「略合同形」とは実質的に同一な形状であることをさし、換言すれば、本発明における各貫通孔２の一方の開口２ａから他方の開口２ｂに至るまでの各径方向断面の形状および面積が、製造上の誤差を含んだ上で同一であることをさす。上記製造上の誤差は、具体的には各径方向断面のうち最大の面積Ｓｍａｘに対する最小の面積Ｓｍｉｎの割合Ｓｍｉｎ／Ｓｍａｘ（％）が好ましくは８５％〜１００％であり、より好ましくは９０％〜１００％である。なお本発明における貫通孔２は、前記各径方向断面が略合同形ではあるけれども略同一ではない形状、すなわちねじれの形状は含まない。
貫通孔２の径方向断面の形状は特に限定されず、円状、方形状、三角形状、その他の形状に、本発明の多孔性接着シートの用途に応じて適宜選択されるが、好ましくは円状であり、より好ましくは真円状である。また各貫通孔２同士での各中心軸線Ｂに対して垂直な仮想平面Ｃにおける各断面形状は、互いに略合同形であってもよくまた互いに異なってもよいが、より好ましくは互いに略合同形であるように実現される。図１には、いずれの貫通孔２も前記断面形状が略合同な真円状な場合を示す。
上記のように複数個の貫通孔２は互いに略平行であり、前記有機フィルム３をその厚み方向Ａに概ね沿って貫通して形成される。前記貫通孔２は、互いに略平行であれば有機フィルム３の厚み方向Ａに平行である必要はないが、好ましくは前記厚み方向Ａに平行でありかつ互いに平行である。このような各貫通孔２は、図１のようにそれぞれ前記断面形状が略合同な真円状である場合、その直径が好ましくは１８μｍ〜１５０μｍ、より好ましくは３０μｍ〜１００μｍである。また各貫通孔２の前記断面形状が真円状以外の他の形状である場合には、上記の真円状の場合と同程度の断面積を有することが望ましい。
多孔性接着シート１は、上記のような複数個の貫通孔２を実用上支障のない接着性を保持し得る程度に有する。すなわち、貫通孔２は、常温（２３℃）における多孔性接着シート１の開口度、言い換えれば、多孔性接着シート１のいずれか一方の片面、たとえば厚み方向一方Ａ１側の片面１ａにおける各貫通孔２の開口２ａも含めた面積Ｓ１に対する各貫通孔２の開口面積Ｓ２の総計の割合が、好ましくは３０％〜８０％、より好ましくは４０％〜７０％となるように選ばれる。
このように多孔性接着シート１は、レーザー加工やフォト加工で貫通孔を形成した従来の多孔性接着シートとは異なりその厚み方向一方Ａ１側の片面１ａの開口度と、厚み方向他方Ａ２側の片面１ｂの開口度とが大きく異なることがなく、かつ実用上支障のない程度の接着性を有する。
本発明の多孔性接着シートは、単層体、積層体のいずれの構造で実現されてもよい。図１のように該接着シート１が単層体の有機フィルム３で実現される場合には、当該単層体自体が接着性を有することが必要である。また後述するように積層体で実現される場合には、その少なくとも片側の最外層が接着性を有することが必要である。この場合は、有機フィルム自体が必ずしも接着性を有していなくてもよい。また多孔性接着シート１の厚みＤ１は、好ましくは３０μｍ〜５００μｍ、より好ましくは５０μｍ〜３００μｍである。
前記単層体で実現される場合、有機フィルム３は、好ましくは少なくとも加熱によって、より好ましくは加熱および加圧によって接着可能となるような接着性を有する。このような接着性を有する有機フィルム３の材料としては、少なくとも加熱によって接着性を有する樹脂ならば特には限定されず、熱可塑性樹脂、未反応熱硬化性樹脂組成物などの公知の接着性材料が挙げられる。このような材料としては、該樹脂を各々フィルムに成形した状態である熱可塑性樹脂あるいは熱硬化性ポリマーの軟化温度が、好ましくは１００℃〜２５０℃、より好ましくは１５０℃〜２００℃のものが選ばれる。上記軟化温度が１００℃未満の材料を用いると、該接着シートの接着信頼性が低下するので好ましくない。また上記軟化温度が２５０℃を超える材料を用いると、たとえば半導体素子上のアルミ電極などの使用周辺材料も含めた材料が劣化したり、接着作業性が低下するので好ましくない。なお本明細書中でいう「軟化温度」とは、ＴＭＡ（熱機械分析）の引張モードにて１０℃／ｍｉｎで昇温して測定したときの変曲点温度をいう。本発明に用いられる有機フィルム３は、特に、１０５℃〜２２０℃の温度範囲で、かつ０．４９ＭＰａ〜２．９４Ｍｐａの範囲の前記厚み方向に概ね沿った加圧によって接着可能となるようなものが好ましい。一般的には、上記のような有機フィルムに貫通孔を形成してなる多孔性接着シートは、該有機フィルムの軟化温度より５℃〜１０℃高い温度で接着させると、貫通孔の形状変化を抑制しかつ好適な接着性を保持した状態で被着体に接着することができる。
有機フィルム３の材料としては、具体的には、熱可塑性樹脂では、ポリアミド樹脂（軟化温度：１６０℃）、ポリイミド樹脂（軟化温度：１９０℃）、飽和ポリエステル樹脂（軟化温度：１７０℃）などが挙げられる。熱硬化性ポリマーでは、ポリカルボジイミド樹脂が好適である。これらの樹脂は目的に応じて適宜選択され、単独でも、２種以上混合して使用してもよい。なお有機フィルム３に用いられる熱硬化性樹脂は、フィルム成形時には、自己支持性を有し軟化温度を測定可能な熱硬化性ポリマーであるものとする。ここで言う熱硬化性ポリマーは、モノマーである未反応熱硬化性樹脂組成物を重合または縮合して架橋性のポリマーとしてなる、いわゆるＢステージ状態の固形状のものをさす。
また多孔性接着シート１は、該接着シートを被接着体に接着しても、貫通孔２の開口２ａ，２ｂが維持される。具体的には、該開口２ａ，２ｂは、上記の常温における状態の開口度から接着後の開口度への減少割合が好ましくは０％〜２０％、より好ましくは０％〜１０％であるように維持される。このように多孔性接着シート１は、各貫通孔２それぞれの形状が規則性を有するとともに、接着によっても各開口２ａ，２ｂが維持されるので、接着前後でその開口度が大幅に変化してしまうことがなく、充分な貫通孔空間を保持することができる。
また本発明の多孔性接着シートは、好ましくは、前記各貫通孔の周囲を形成する有機材料層をさらに有する。図２は、その好ましい一例の多孔性接着シート１１の、厚み方向Ａに平行でありかつ貫通孔１２および有機材料層１４を通る仮想一平面における簡略化した断面図である。図２に示される多孔性接着シート１１は、図１に示した多孔性接着シート１の各貫通孔２および有機フィルム３と各々同様の各貫通孔１２および有機フィルム１３に加えて、各貫通孔１２の周囲を形成している有機材料層１４をさらに有する。
該有機材料層１４は、自己支持性を有し、かつ有機フィルム１３を形成する熱可塑性樹脂あるいは熱硬化性ポリマーより軟化温度が少なくとも１０℃以上、好ましくは３０℃以上高い有機材料で実現される。このような有機材料としては、軟化温度が好ましくは１６０℃以上、より好ましくは１７０℃以上のものが好ましい。具体的には、たとえばポリアミドイミド樹脂（軟化温度：１７０℃）、飽和ポリエステル樹脂などが挙げられ、有機フィルム１３を形成する材料との組合せで上記の条件を達成するものを適宜選択すればよい。有機材料層１４を形成する有機材料として未反応熱硬化性樹脂組成物を用いる場合は、該有機材料層１４形成時には、三次元構造を示す熱硬化樹脂となることが好ましい。
図２に示すように各貫通孔１２の前記断面形状がそれぞれ略合同な真円状である場合、有機材料層１４は、好ましくは貫通孔１２と同心円の円筒状に形成される。このときの有機材料層１４の厚みＤ２、言い換えるとその半径方向に延びる仮想一直線上における外周と内周との直線距離は、好ましくは１μｍ〜１０μｍ、より好ましくは２μｍ〜８μｍである。
このような有機材料層１４は、軟化温度が有機フィルム１３の軟化温度よりも高いので、上記加熱によって有機フィルム１３が軟化して接着可能な状態になった場合において、有機フィルム１３よりも軟化状態に転移しにくい。したがってこのような有機材料層が形成されない場合と比較して、各貫通孔１２の周囲でその形状を保持しやすい。これによって多孔性接着シート１１は、図１に示す多孔性接着シート１の上記した各効果に加えて、各貫通孔１２の各開口がさらに塞がりにくく、接着前後でその開口度の減少をより低下することが可能である。さらに貫通孔全体の変形も少なく、貫通孔をより機能的に用いることができる高品位な多孔性接着シート１１を提供することができる。
また本発明の多孔性接着シートは、好ましくは、有機フィルムの少なくとも片面に、易接着材料層をさらに有する。易接着材料層は、有機フィルムの各貫通孔の全部または一部と上記厚み方向に連通する各連通孔を有する。図３は、その好ましい一例の多孔性接着シート２１の、厚み方向Ａに平行でありかつ貫通孔２２および易接着材料層２５ａを通る仮想一平面における簡略化した断面図である。図３に示される多孔性接着シート２１は、図２に示した多孔性接着シート１１の各貫通孔１２、有機フィルム１３および有機材料層１４と各々同様の各貫通孔７１、有機フィルム２３および有機材料層２４に加えて、多孔性接着シート２１の厚み方向一方Ａ１側の片面２１ａにおいて有機材料層２４を除く領域を形成する易接着材料層２５ａをさらに有する。このように図３の多孔性接着シート２１は、有機フィルム２３と易接着材料層２５ａとの積層体で実現される。該多孔性接着シート２１は、有機フィルム２３の貫通孔７１と、該易接着材料層２５ａ内において該貫通孔７１の上記厚み方向Ａに連通する連通孔７２とからなる貫通孔２２を有する。連通孔７２は、貫通孔７１と径方向断面が略合同形であり、その軸線方向が同一のままで連続的に連なるように形成される。言い換えれば、図３の多孔性接着シート２１は、上述した各態様の場合と同様に、その貫通孔２２がその一方の開口から他方の開口に至るまで径方向断面が略合同形であるように実現される。
該易接着材料層２５ａは、熱可塑性樹脂、熱硬化性ポリマーあるいは熱硬化性オリゴマーで実現される。易接着材料層２５ａを熱可塑性樹脂あるいは熱硬化性ポリマーで実現する場合には、有機フィルム２３の軟化温度よりも１０℃〜３０℃低い軟化温度を有するものが用いられる。また易接着材料層２５ａを熱硬化性オリゴマーで実現する場合には、有機フィルム２３の軟化温度よりも１０℃以上低い溶融開始温度を有するものが用いられる。本明細書においては、熱硬化性樹脂について、「未反応熱硬化性樹脂」とは液状のいわゆるＡステージ状態のものをさし、「熱硬化性オリゴマー」とはいわゆるＢステージ状態のもののうち溶融開始温度を測定可能でありかつ軟化温度を測定できない半固形状のものをさし、「熱硬化性ポリマー」とはいわゆるＢステージ状態のもののうち軟化温度を測定可能な固形状のものをさすものとする。また本明細書でいう「熱硬化樹脂」とは、熱硬化性樹脂が熱硬化して三次元構造を有する硬化物のいわゆるＣステージ状態のものをさすものとする。なお本明細書において、単に「熱硬化性樹脂」という場合には、上記の「未反応熱硬化性樹脂」、「熱硬化性オリゴマー」および「熱硬化性ポリマー」を含んでさすものとする。また本明細書中において「溶融開始温度」とは、上記易接着材料をＤＳＣ（示差走査熱量計）を用いて融解させた際の示差熱量曲線において、上記融解に対応して得られるピーク上の各点のうち該点への接線が基線に交わる点における温度をさす。
熱硬化性樹脂は、塗工する際には、一般に主剤および硬化剤を含有する液状の未反応熱硬化性樹脂組成物が用いられる。この組成物を塗工などした後、加熱などを施すことによって適宜コントロールしながら反応を進めることによって、溶融開始温度を測定可能な熱硬化性オリゴマーとすることができる。熱硬化性オリゴマーは、軟化温度が常温以下であり、軟化温度を決定できない。したがって本明細書においては、熱硬化性オリゴマーに関して、熱硬化性ポリマーおよび熱可塑性樹脂の場合における「軟化温度」に相当するものとして、上記のように「溶融開始温度」を設定する。
ここで、軟化温度を決定できる熱硬化性ポリマーおよび熱可塑性樹脂は、上記のようにして溶融開始温度も決定できる。軟化温度および溶融開始温度が共に有機フィルムの軟化温度より１０℃〜３０℃低い易接着材料で実現される該易接着材料層を備える多孔性接着シートも、本発明に含まれる。
このような易接着材料層を実現する易接着材料としては、熱硬化性ポリマーあるいは熱可塑性樹脂を用いる場合には、その軟化温度が好ましくは１２０℃〜２４０℃、より好ましくは１５０℃〜２００℃、特に好ましくは１６０℃〜１９０℃である。このような軟化温度を示す熱硬化性ポリマーあるいは熱可塑性樹脂としては、たとえば飽和ポリエステル樹脂（軟化温度：１７０℃）、ポリアミド樹脂（軟化温度：１６０℃）、ポリカルボジイミド樹脂などが例示される。また熱硬化性オリゴマーを用いる場合には、その溶融開始温度が１７０℃以下、より好ましくは１５０℃以下、特に好ましくは１２０℃以下である。このような溶融開始温度を示す熱硬化性オリゴマーとしては、たとえば未反応の液状エポキシ樹脂組成物に加熱などを適宜施して半固形状としてなるものが挙げられる。このような易接着材料は、上記条件を満たすものであるならば特には限定されず、有機フィルム２３を形成する材料との組合せで上記の条件を達成するものを適宜選択すればよいが、中でも上記のエポキシ樹脂の熱硬化性オリゴマーを用いるのが好ましい。
易接着材料は、熱可塑性樹脂、熱硬化性ポリマーおよび熱硬化性オリゴマーのいずれを用いて形成する場合においても、一般的に該層形成時には液状である。このため易接着材料層が厚過ぎると、易接着材料がにじみ出て貫通孔２２の開口を塞いでしまう恐れがある。したがって易接着材料層２５ａは、接着条件、粘性特性および厚みを勘案して、貫通孔２２の開口を塞ぐことのないように適宜調整しながら形成する。特に熱硬化性オリゴマーにおいては、加熱接着時に粘度低下が起こり易いため、接着条件を含めてより注意を要する。上記のように多孔性接着シートが積層体で実現される場合、多孔性接着シートは少なくとも最外層である易接着材料層が接着性を有していればよく、有機フィルム自体は必ずしも接着性を有している必要はない。
また該易接着材料層２５ａは、有機フィルム２３が接着可能な状態において貫通孔２２が塞がれ得ないような前記厚み方向Ａに沿った厚みＤ３に選ばれる。このような易接着材料層２５ａの厚みＤ３は、たとえば図３に示す多孔性接着シート２１のように、各貫通孔２２の前記断面形状がそれぞれ略合同な真円状である場合には、貫通孔２２の直径Ｒ１の１％〜１０％、好ましくは５％〜１０％に選ばれる。
このような易接着材料層は、有機フィルムの少なくとも片面の貫通孔の各開口および有機材料層を除く全面にわたって形成されなくともよいが、好ましくは、図３に示すように多孔性接着シート２１の少なくとも片面の貫通孔７１の各開口７１ａおよび有機材料層２４を除く全面を形成するように設けられる。
このような易接着材料層２５ａを有する多孔性接着シート２１は、図２の多孔性接着シート１１の上記した各効果に加えて、易接着材料層２５ａが形成する多孔性接着シート面２１ａの接着性をより高めることができる。ここで、このような易接着材料層を形成することで被接着体への接着後に各貫通孔が塞がれ易くなることが考えられる。しかしながら易接着材料層の厚みがそのような不具合を抑制するように予め選ばれていることに加えて、各貫通孔の周囲に有機材料層が形成されているので、貫通孔はつぶれにくく、接着前後でその開口度が大幅に減少するようなことはない。したがって易接着材料層が形成されないような構成と比較してより接着性が向上された、より高品位な多孔性接着シートを提供することができる。
また本発明の多孔性接着シートは、各貫通孔の周囲に有機材料層が形成されずに、易接着材料層が多孔性接着シートの少なくとも片面の貫通孔の各開口を除く面を形成するような構成であってもよい。
また本発明の多孔性接着シートは、少なくとも一部の貫通孔を導電性材料で充填した際に、各導電性材料が互いに絶縁されるような絶縁性を有する。上記した図１〜図３の各多孔性接着シート１，１１，２１は、いずれも上記の絶縁性を有する。前記「互いに絶縁される」状態とは、各導電性材料が互いに導通せずに、有機フィルム内で相互に絶縁されている状態をいう。このような絶縁性を有する多孔性接着シートの有機フィルムを実現する材料としては上述した具体的な材料がいずれも好適であり、各貫通孔の縁間の直線距離は１μｍ〜３０μｍが好ましく、５μｍ〜２０μｍが特に好ましい。また多孔性接着シート１１，２１の場合、各有機材料層１４，２４は、好ましくは絶縁性を有する材料で実現される。このような絶縁性を有する有機材料層を実現する有機材料としては、上述した具体的な材料がいずれも好適である。
このようなさらに絶縁性を有する本発明の多孔性接着シートは、少なくとも一部の貫通孔に半田ペーストなどの導電性材料を充填し、電極部を有する半導体素子に接着することによって、半導体素子の電極部を導通させることができる。このように本発明の多孔性接着シートは、半導体ウェハに接着し、これを小片化することによって、基板に接着可能な小片化多孔性接着シート付きの半導体素子を得る、というようにウェハスケールチップサイズパッケージにおける電気的接続を伴った接着に好適に用いることができる。また他にも、一部の貫通孔に銀ペーストなどの高熱伝導性材料を充填すれば高熱放散性接着シートとして好適に用いることができ、またさらに貫通孔を空洞のまま使用することによって低誘電性接着シートとして好適に用いることができる。なお本明細書において、多孔性接着シートは、貫通孔が充填されたものも含めてさし、たとえ全ての貫通孔が充填されたものであっても多孔性接着シートであるものとする。
図４は、本発明の好ましい一例の多孔性接着シート付き半導体ウェハ３１を示す、上記厚み方向Ａに平行でありかつ貫通孔２および電極部３３を通る仮想一平面における簡略化した断面図である。ただし簡略化のために半導体ウェハの大きさと多孔性接着シートの大きさとは同一のスケールで表示していない。上記の絶縁性をさらに有する多孔性接着シートは、ベアチップ実装用材料として好適に用いることができる。前記ベアチップ実装とは、半導体ウェハに接着材料を予め載せておき、これを小片化して実装を行う半導体実装方法である。本発明の多孔性接着シート付き半導体ウェハは、少なくともその片面に一または複数個の電極部を有する半導体ウェハと、該半導体ウェハの片面上に接着される多孔性接着シートと、多孔性接着シートの半導体ウェハの電極部上に位置する各貫通孔に導電性材料が充填されて形成される各導通部とを備える。図４では、複数個の電極部３３が形成される半導体ウェハ３２の片側の面３２ａに図１に示す多孔性接着シート１を接着し、さらに多孔性接着シート１の複数個の貫通孔２のうち少なくとも半導体ウェハ３２の電極部３３上に位置する各貫通孔２に導電性材料を充填して各導通部３４を形成した多孔性接着シート付き半導体ウェハ３１を示す。
このような多孔性接着シート付き半導体ウェハ３１の各導通部３４は、絶縁性を有する有機フィルム３内で互いに絶縁される。上記の各電極部３３上にある各貫通孔２に充填するための導電性材料は、電子材料用途に用いられる金属であれば特には限定されないが、好ましくは半田ペーストが用いられる。各導通部３４は、導通が必要な位置の貫通孔にたとえば半田ペーストをスクリーン印刷した後、加熱処理することにより、半田ペーストを貫通孔に充填して形成させ、かつ半導体ウェハの電極部と金属接合する。また前記各導通部３４は、多孔性接着シート１の半導体ウェハ３２に接着される側とは反対側の端部にそれぞれバンプ３６を有する。バンプ３６は、図４に示すように多孔性接着シート１の厚み方向一方Ａ１側に凸に突出するボール状に形成される。このようなバンプ３６は、上記スクリーン印刷の際に導通部３４の厚みを調整するか、あるいは再度スクリーン印刷および加熱処理することによって形成される。
図１に示した多孔性接着シート１は、ベアチップ実装において、半導体素子と基板との間の空間を液状樹脂で充填接着する従来のアンダーフィル剤と異なり接着材料の流動性のコントロールの必要がないため、半導体素子だけでなく半導体ウェハ３２により簡易に貼り合わせて図４に示す多孔性接着シート付き半導体ウェハ３１を形成することが可能である。このような多孔性接着シート付き半導体ウェハ３１を小片化すると、電極部３３上に導通部３４を有する小片化多孔性接着シート付き半導体素子を得ることができる。このような半導体素子は、小片化多孔性接着シートの、半導体素子への接着面とは反対側の面（図４においては、前記厚み方向一方Ａ１側の面１ａ）で、基板などに好適に接着することができる。
上記の小片化多孔性接着シート付き半導体素子は、各導通部３４の先端部にバンプ３６を有する。該バンプ３６は、半導体素子の電極部３３から多孔性接着シート１の厚みＤ１分概ね垂直に立ち上がる各導通部３４の先端部にボール状に形成される。これによってこのような半導体素子を基板に接着する際には、従来のアンダーフィル剤のように半導体素子と基板とが全面にわたって接着している必要がない。またこのようにバンプ３６を有することによって、バンプ３６を介して半導体素子と基板との間の距離を充分に稼ぐことができるため、半導体素子と基板との膨張係数差に基づく接合不良の発生を防ぐことができる。
またここで、貫通孔２のうち半導体ウェハ３２の電極部３３上に位置する各貫通孔２にのみ導電性材料を充填して各導通部３４を形成した場合、半導体素子と基板との間には、空洞部としての貫通孔２が存在することになる。これによって誘電特性にすぐれた半導体素子と基板との接着が可能となる。またさらに多孔性接着シート１と半導体ウェハ３２とを貼り合わせた後、必要に応じて接着性材料、低弾性材料、低線膨張性材料などを該電極部３３上に位置しない各貫通孔２に充填することで、さらに接着性、低弾性、低線膨張性などを付与した多孔性接着シート付き半導体ウェハを実現することができる。
また図５は、本発明の好ましい一例の多孔性接着シート付き半導体ウェハ４１を示す、上記厚み方向Ａに平行でありかつ貫通孔１２および電極部３３を通る仮想一平面における簡略化した断面図である。多孔性接着シート付き半導体ウェハ４１は、上記の図４に示した多孔性接着シート付き半導体ウェハ３１において、多孔性接着シート１に換えて図２の多孔性接着シート１１を用いた以外は同様であり、図２および図４と同様の構成を有する部分には同一の参照符を付して説明を省略する。
このような図５に示す多孔性接着シート付き半導体ウェハ４１は、多孔性接着シート１１が有機材料層１４を有するので、図４の多孔性接着シート付き半導体ウェハ３１の上記した各効果に加えて、多孔性接着シート１１の各貫通孔１２の開口面積がより大きく保持される。したがって熱伝導性、誘電特性制御などをより付与しやすいさらに高品位な多孔性接着シート付き半導体ウェハ４１を提供することができる。
また図６は、本発明の多孔性接着シート付き半導体ウェハ５１の好ましい一例を示す、上記厚み方向Ａに平行でありかつ貫通孔２２および電極部３３を通る仮想一平面における簡略化した断面図である。多孔性接着シート付き半導体ウェハ５１は、図３に示す多孔性接着シート２１を、半導体ウェハ３２の片面３２ａ上に接着し、電極部３３上に位置する各貫通孔２２に導電性材料を充填して各導通部３４を形成してなるものである。図３および図５と同様の構成を有する部分には同一の参照符を付して説明を省略する。
図６に示す多孔性接着シート付き半導体ウェハ５１に用いられている多孔性接着シート２１は、有機材料層２４および易接着材料層２５ａを有し、易接着材料層２５ａが形成される側の面、換言すれば厚み方向一方Ａ１側の片面２１ａが半導体ウェハ３２の片面３２ａと概ね全面にわたって接するように接着される。
このような図６に示す多孔性接着シート付き半導体ウェハ５１は、多孔性接着シート２１の半導体ウェハ３２に接着される側（前記厚み方向一方Ａ１側）の面２１ａに易接着材料層２５ａが形成されているので、図５に示す多孔性接着シート付き半導体ウェハ４１の上記した各効果に加えて、多孔性接着シート２１と半導体ウェハ３２とがより強固に接着される。これによって多孔性接着シート付き半導体ウェハ５１を小片化して得た小片化多孔性接着シート付き半導体素子は、小片化多孔性接着シートと半導体素子との間の接着性をより安定して保持することができる。また該半導体素子は、小片化多孔性接着シートの、半導体素子への接着面とは反対側（図６においては、前記厚み方向他方Ａ２側）にはバンプ３６が形成されているので、基板上の回路に強固に接合ができ、該接合部の抵抗値も小さくすることができる。なお上記易接着材料層を有する多孔性接着シートにおいて、該易接着材料層が熱硬化性オリゴマーからなる場合、図６のように半導体ウェハに接着して多孔性接着シート付き半導体ウェハとした時点では、熱硬化性オリゴマーは三次元構造を有する熱硬化樹脂と化す。
有機材料層および易接着材料層を有する多孔性接着シートを備える本発明の多孔性接着シート付き半導体ウェハは、図６の態様には限定されないが、易接着材料層が多孔性接着シートのいずれか片側の面のみを形成するように実現されるのが好ましい。
以下に、本発明の多孔性接着シートの製造方法を示す。
本発明の多孔性接着シートの製造方法は、基本的には、線材が互いに略平行に複数個その厚み方向に概ね沿って貫通する接着性の有機フィルムを形成する線材含有フィルム形成工程と、該有機フィルム中の線材を除去する線材除去工程とを有する。
線材含有フィルム形成工程は、たとえば、次のような手順によって行う。
まず金属材料からなる線材を、上述した本発明の多孔性接着シートの有機フィルムを形成する材料で被覆する。線材として好ましい金属材料としては、銅、金、アルミニウム、ステンレス鋼が挙げられる。また線材としてポリビニルアルコールなどの水溶性の繊維を用いてもよい。線材は、その中心軸線に対して垂直な仮想平面それぞれにおける各断面形状がいずれも略合同形なものを用いる。線材の上記断面形状は特に限定されず、円状、方形状、三角形状、その他の形状に、本発明の多孔性接着シートの用途に応じて適宜選択されるが、好ましくは円状であり、より好ましくは真円状である。
次に、上記の被覆された線材を芯材上に巻線して、ロール状の巻線コイルを形成する。巻線は、リレー、トランスなどの電磁コイルを製造するための公知技術、たとえば、芯材を回転させるスピンドル方式や、線材を周回させるフライヤー方式などを応用してもよい。巻線は、１本の線材を芯材に巻き付ける一般的な方法や、複数本の線材を芯材に巻き取る方法などが挙げられる。複数本の線材を芯材に巻き取る場合、各線材同士での各中心軸線に対して垂直な仮想平面における各断面形状は、略合同形であってもよくまた互いに異なってもよいが、より好ましくは略合同形であるように実現される。
また巻線としては、荒い送りピッチと高速回転による乱巻きや、送りピッチを線材の外径程度として比較的低速回転で密着巻きし下層の線材に対して俵積みのように細密に線材を積み重ねていく最密巻きが挙げられる。これらの巻線の態様は、線径、コスト、用途などに応じて適宜選択できるが、品質の面から、最密巻きが好ましい。巻幅（電磁コイルにおけるボビンの全長であって、１層内のターン数に関係する）および厚み（層数に関係する）などの巻線仕様は、目的の多孔性接着シートの寸法に応じて適宜決定することができる。
次に、前記の巻線を行いながら形成中の巻線コイル、または前記の巻線終了後の完成された巻線コイルに対して、加熱および／または加圧を施す。この加熱および／または加圧は、巻線の際にある程度のテンションを作用させているので、加熱だけを施す加工や、加熱および加圧を同時に施す加工が好ましい。このような加工によって、互いに隣接する有機フィルムを形成する材料で被覆された線材同士を融着および／または圧着させて一体化し、巻線コイルブロックを形成する。
加熱の温度は、有機フィルムを形成する材料に応じて適宜選択されるが、通常は、材料の軟化温度〜３００℃程度であり、具体的には５０℃〜３００℃程度である。熱硬化性ポリマーで有機フィルムを実現する場合には、硬化温度よりも低い温度で加熱するのがよい。また、加圧する場合、好ましくは０．０９８ＭＰａ〜９．８ＭＰａ、より好ましくは０．１９６ＭＰａ〜１．９６ＭＰａ程度である。
前記巻線コイルブロックは、好ましくは、各線材が互いに絶縁されるように形成される。これによって後述する線材含有フィルム中においても各線材は互いに絶縁され、上記のような各貫通孔を導電性材料で充填した際に、各導電性材料が互いに絶縁されるような本発明の多孔性接着シートを好適に製造することができる。
次に、フィルム形成手段を用いて前記巻線コイルブロックを薄くシート状にスライスして、線材含有フィルムを得る。このとき、芯材を抜いてスライスするか、または芯材ごとスライスするか、あるいは芯材ごとスライスした後に芯材部分を分離するなど、目的とする多孔性接着シートの態様に応じて自由に選択できる。この時のスライスは、巻き付けられた線材の中心軸線と概ね垂直に交差する平面をその断面とし、多孔性接着シートが目的に応じた厚みＤ１となるように切断する。ここで、巻線コイルブロックの巻線方向は、後に多孔性接着シートに成形したときのシートの厚み方向に概ね沿った各貫通孔の貫通方向に相当する。
上記フィルム形成手段には、スライス用の刃物など全ての切断手段が含まれ、目的に応じて適宜選択できる。また、１つの巻線コイルブロックから１枚の線材含有フィルムを得るだけならば、上記フィルム形成手段は巻線コイルブロックの両サイドから切削、研磨するための各種手段であってもよい。線材含有フィルムの各面の仕上げは、必要に応じて行う。
上記の一連の操作によって線材含有フィルムを形成する線材含有フィルム形成工程の後、該有機フィルム中の線材を除去する線材除去工程を行う。具体的には、線材として金属材料を用いた場合は、酸またはアルカリエッチングによって、線材含有フィルム中の線材を除去する。また線材として水溶性の繊維を用いた場合は、水洗することで線材含有フィルム中の線材を除去する。この線材を除去した跡が、有機フィルムの厚み方向に互いに略平行に走る複数個の貫通孔に相当する。
このような製造方法によって、本発明の多孔性接着シートが製造される。たとえばいずれの断面形状も略合同な真円状である線材を用いた場合には、上記の図１に示したような本発明の多孔性接着シート１を好適に製造することができる。このような製造方法によって、レーザー加工やフォト加工で貫通孔を形成した従来の多孔性接着シートとは異なり、各径方向断面のうち最大の面積Ｓｍａｘに対する最小の面積Ｓｍｉｎの割合Ｓｍｉｎ／Ｓｍａｘ（％）が、好ましくは８５％〜１００％、より好ましくは９０％〜１００％であるような貫通孔を有する本発明の多孔性接着シートを好適に製造することができる。言い換えれば、上記製造方法によって、その厚み方向一方側の片面と、厚み方向他方側の片面とでの、貫通孔の形成による開口度が概ね同一であるような本発明の多孔性接着シートを好適に製造することができる。
また、本発明の多孔性接着シートの製造方法においては、上記の製造方法で用いた線材が、該有機フィルムを形成する材料の軟化温度より１０℃以上、好ましくは３０℃以上高い軟化温度を有する有機材料で被覆されていてもよい。詳しく述べると、上記の線材含有フィルム形成工程の最初の操作において、線材をまず上記の軟化温度を有する有機材料で被覆した後、さらに該有機材料を上記と同様の本発明の多孔性接着シートの有機フィルムを形成する材料で被覆する。あとは上記と同様の一連の操作によって線材含有フィルムを形成した後、該線材含有フィルムから線材を除去する。これによって、上記の図２に示したような各貫通孔１２の周囲を形成する有機材料層１４を有する本発明の多孔性接着シート１１を好適に製造することができる。
また本発明の製造方法は、上記の線材除去工程の前の段階において線材含有フィルムの少なくとも片面側の線材端部を該フィルム面から突出させる線材突出工程と、該線材突出工程で形成された線材の突出部分とフィルム面との段差を埋める易接着材料を形成する易接着材料形成工程とをさらに有していてもよい。線材突出工程は、たとえば有機フィルムの表面を形成する部分を適宜エッチングによって除去し線材を突出させてもよいし、あるいは線材含有有機フィルムから露出させた線材の端部をメッキすることによって線材を突出させてもよい。続く易接着材料層形成工程では、前記線材の突出部分とフィルム面との段差を易接着材料で埋めて、易接着材料層を形成する。該易接着材料層は、フィルム形成時において、上記のように有機フィルムの軟化温度より１０℃〜３０℃低い軟化温度を有する熱可塑性樹脂あるいは熱硬化性ポリマー、または有機フィルムの軟化温度より１０℃以上低い溶融開始温度を有する熱硬化性オリゴマーよりなる。この易接着材料層形成工程の後、上記の線材除去工程において線材を除去すればよい。
ここで、上記の線材の突出部分とフィルム面との段差は、製造される多孔性接着フィルムの有機フィルムが接着可能な状態において、貫通孔が塞がれ得ないような長さに選ばれる。この段差が、上記の易接着材料層の厚みＤ３に相当する。この段差は、たとえば、各線材の前記断面形状が略合同な真円状である場合には、線材の直径の１％〜１０％、好ましくは５％〜１０％に選ばれる。これによって、線材が該有機フィルムの片面のみから突出して形成される場合には、上記の図３に示すような易接着材料層２５ａを有する本発明の多孔性接着シート２１を好適に製造することができる。
ここで、上記したそれぞれの製造方法によって、図１〜図３にそれぞれ好ましい各例として示される本発明の多孔性接着シート１，１１，２１が好適に製造されるけれども、これらの各多孔性接着シート１，１１，２１を製造する方法は上記の各製造方法には限定されず、上記以外の製造方法によって製造されたものであってもよい。
以下に、本発明の多孔性接着シート付き半導体ウェハの製造方法を示す。
本発明の多孔性接着シート付き半導体ウェハの製造方法は、少なくともその片面に一または複数個の電極部を有する半導体ウェハの片面上に本発明の多孔性接着シートを接着する貼り合わせ工程と、多孔性接着シートの複数個の貫通孔のうち少なくとも半導体ウェハの電極部上に位置する各貫通孔に導電性材料を充填しかつ当該電極部と導電性材料とを接合する導通部形成工程とを有する。なお導通部形成工程には、上記導電性材料の充填の後、導電性材料が充填された貫通孔の電極部と接合される側とは反対側の端部にバンプを形成する工程が含まれる。このようにして導通部が形成される。
上記貼り合わせ工程を行う方法としては、特には限定されず、たとえば、オートクレーブ、プレスなどを用いた加熱、加圧によって行う従来公知の方法でよい。また導通部形成工程を行う方法も、特には限定されず、スクリーン印刷など従来公知の方法でよい。
本発明の多孔性接着シートとして、たとえば図１に示す多孔性接着シート１を用いた場合には図４の多孔性接着シート付き半導体ウェハ３１が好適に製造され、図２に示す多孔性接着シート１１を用いた場合には図５の多孔性接着シート付き半導体ウェハ４１が好適に製造され、図３に示す多孔性接着シート２１を用いた場合には図６の多孔性接着シート付き半導体ウェハ５１が好適に製造される。
ここで、上記したそれぞれの製造方法によって、図４〜図６にそれぞれ好ましい各例として示される本発明の多孔性接着シート付き半導体ウェハ３１，４１，５１が好適に製造されるけれども、これらの各多孔性接着シート付き半導体ウェハ３１，４１，５１を製造する方法は上記の各製造方法には限定されず、上記以外の製造方法によって製造されたものであってもよい。
実施例
以下に実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、これらは単なる例示であり、本発明は、これらにより何ら限定されるものではない。
実施例１
３０μｍ径の銅よりなる線材を複数本含有し、該線材の周囲を有機材料層である５μｍ厚のポリアミドイミド樹脂（軟化温度：１７０℃）で形成した１００μｍ厚のポリカルボジイミドフィルム（軟化温度：１５０℃）から、エッチングによって線材を除去して、本発明の多孔性接着シートを作製した。この多孔性接着シートを１６０℃で基板に接着したところ、接着前後で開口度は４０％と不変であった。
なお、開口度はＣＣＤカメラ付き顕微鏡によって画像を取り込み、コンピュータによる計算で求めた。また軟化温度は、ＴＭＡ（熱機械分析）の引張モードにて１０℃／ｍｉｎで昇温して測定したときの変曲点の温度から求めた。結果を表１に示す。
実施例２
１８μｍ径の銅よりなる線材を複数本含有し、該線材の周囲を有機材料層である２μｍ厚のポリアミドイミド樹脂（軟化温度：１７０℃）で形成した５０μｍ厚のポリカルボジイミドフィルム（軟化温度：１５０℃）から、エッチングによって線材を除去して、本発明の多孔性接着シートを作製した。この多孔性接着シートを１６０℃で基板に接着したところ、接着前後で開口度は６０％と不変であった。結果を第１表に示す。
Figure 2001051580
実施例３
８０μｍ径の銅よりなる線材を複数本含有し、該線材の周囲を有機材料層である５μｍ厚のポリアミドイミド樹脂（軟化温度：１７０℃）で形成した１５０μｍ厚の接着性および絶縁性を有するポリカルボジイミドフィルム（軟化温度：１５０℃）から、エッチングによって線材を除去して、本発明の多孔性接着シートを作製した。この多孔性接着シートをオートクレーブによって１９０℃、１．９６ＭＰａ（２０ｋｇｆ／ｃｍ２）の貼り付け条件で、半導体ウェハに貼り付けた。このときの多孔性接着シートの開口度は６０％であった。
この多孔性接着シート付き半導体ウェハの電極部の上にある貫通孔にのみスクリーン印刷で半田を充填してバンプを有する導通部を形成した。このようにして作製された本発明の多孔性接着シート付き半導体ウェハを８ｍｍ角チップにダイシングし、基板に接続させたところ、導通率が１００％であった。結果を第２表に示す。
Figure 2001051580
実施例４
５０μｍ径の銅よりなる線材を複数本含有し、該線材の周囲を有機材料層である３μｍ厚のポリアミドイミド樹脂（軟化温度：１７０℃）で形成した７０μｍ厚の接着性および絶縁性を有するポリカルボジイミドフィルム（軟化温度：１５０℃）から、該有機フィルム表面のうち線材および有機材料層を除く部分をプラズマエッチングにより５μｍ除去し、線材を突出させた。これにビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（Ｅｐ８２７）とメチルヘキサヒドロ無水フタル酸（ＮＨ−８２１０）とを重量１：１で混合した液状の未反応熱硬化性樹脂組成物を塗布し、その後１００℃、３０分加熱して、熱硬化性オリゴマー（溶融開始温度：１２０℃）よりなる５μｍ厚の易接着材料層を形成した。このフィルムから線材をアルカリエッチングによって除去して、本発明の多孔性接着シートを作製した。作製された接着シートの開口度は、４０％であった。このような本発明の多孔性接着シートを、１２０℃、１．９６ＭＰａ（２０ｋｇｆ／ｃｍ２）の貼り付け条件で、オートクレーブによって半導体ウェハに貼り付けた。
この多孔性接着シート付き半導体ウェハの電極部の上にある貫通孔にのみスクリーン印刷で半田を充填してバンプを有する導通部を形成した。このようにして作製された本発明の多孔性接着シート付き半導体ウェハを８ｍｍ角チップにダイシングし、基板に接着させたところ、導通率が１００％であった。
接着後の開口度は４０％であり、接着前後での開口度に変化はなかった。結果を第３表に示す。
Figure 2001051580
比較例
１００μｍ厚のポリイミドフィルムにレーザー加工によって、フィルム表側１２０μｍ、フィルム裏側６０μｍ、平均９０μｍ直径の貫通孔をあけた多孔性接着シートをオートクレーブによって半導体ウェハに貼り付けた。貼り付け後、実施例４と同様にフィルム表側にスクリーン印刷でバンプを有する導通部を形成した。
外観検査を行ったところ、バンプ間で接触している部分が認められた。
発明の効果
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、多数の微細な貫通孔それぞれの形状が規則性を有し、かつ有機フィルムが接着可能な状態において該貫通孔が塞がりにくい多孔性接着シート、およびそれの好適な製造方法、ならびにベアチップ実装に好適な多孔性接着シート付き半導体ウェハ、およびその製造方法を提供することができる。
本出願は日本で出願された特願２０００−００５０８４、特願２０００−２４３３９８を基礎としており、その内容は本明細書に全て包含するものとする。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の好ましい一例の多孔性接着シート１を示す簡略化した断面図である。
図２は、本発明の好ましい一例の多孔性接着シート１１を示す簡略化した断面図である。
図３は、本発明の好ましい一例の多孔性接着シート２１を示す簡略化した断面図である。
図４は、本発明の好ましい一例の多孔性接着シート付き半導体ウェハ３１を示す簡略化した断面図である。
図５は、本発明の好ましい一例の多孔性接着シート付き半導体ウェハ４１を示す簡略化した断面図である。
図６は、本発明の好ましい一例の多孔性接着シート付き半導体ウェハ５１を示す簡略化した断面図である。

Claims (13)

  1. 有機フィルムの厚み方向に互いに略平行に走る複数個の貫通孔を有する接着シートであって、各々の貫通孔はその一方の開口から他方の開口に至るまで径方向断面が略合同形であることを特徴とする多孔性接着シート。
  2. 貫通孔が、接着によってもその開口が維持されていることを特徴とする請求の範囲１に記載の多孔性接着シート。
  3. 有機フィルムの軟化温度より１０℃以上高い軟化温度を有する有機材料層が前記貫通孔の周囲を形成していることを特徴とする請求の範囲１に記載の多孔性接着シート。
  4. 有機フィルムの有する各貫通孔の全部または一部と前記厚み方向に連通する複数個の連通孔を有する易接着材料層を当該有機フィルムの少なくとも片面に有し、該易接着材料層は、有機フィルムの軟化温度より１０℃〜３０℃低い軟化温度を有する熱可塑性樹脂または熱硬化性ポリマーからなり、且つ接着状態において有機フィルムの貫通孔が塞がれ得ないような厚みに選ばれることを特徴とする請求の範囲１または３に記載の多孔性接着シート。
  5. 有機フィルムの有する各貫通孔の全部または一部と前記厚み方向に連通する複数個の連通孔を有する易接着材料層を当該有機フィルムの少なくとも片面に有し、該易接着材料層は、有機フィルムの軟化温度より１０℃以上低い溶融開始温度を有する熱硬化性オリゴマーからなり、且つ接着状態において有機フィルムの貫通孔が塞がれ得ないような厚みに選ばれることを特徴とする請求の範囲１または３に記載の多孔性接着シート。
  6. 少なくとも一部の貫通孔を導電性材料で充填した際に、各導電性材料が互いに絶縁されることを特徴とする請求の範囲１〜５のいずれかに記載の多孔性接着シート。
  7. 複数個の線材が互いに略平行にその厚み方向に概ね沿って貫通する接着性の有機フィルムを形成する線材含有フィルム形成工程、ならびに該有機フィルム中の線材を除去する線材除去工程を有することを特徴とする多孔性接着シートの製造方法。
  8. 線材が、該有機フィルムの軟化温度より１０℃以上高い軟化温度を有する有機材料にて被覆されていることを特徴とする請求の範囲７に記載の多孔性接着シートの製造方法。
  9. 線材含有フィルムの少なくとも片面側の線材端部を該フィルム面から突出させる線材突出工程と、
    当該有機フィルムの軟化温度より１０℃〜３０℃低い軟化温度を有する熱可塑性樹脂または熱硬化性ポリマーからなり、前記線材の突出部分とフィルム面との段差を埋める易接着材料層を形成する易接着材料層形成工程とを、前記線材含有フィルム形成工程と線材除去工程との間にさらに有することを特徴とする請求の範囲７または８に記載の多孔性接着シートの製造方法。
  10. 線材含有フィルムの少なくとも片面側の線材端部を該フィルム面から突出させる線材突出工程と、
    当該有機フィルムの軟化温度より１０℃以上低い溶融開始温度を有する熱硬化性オリゴマーからなり、前記線材の突出部分とフィルム面との段差を埋める易接着材料層形成工程とを、前記線材含有フィルム形成工程と線材除去工程との間にさらに有することを特徴とする請求の範囲７または８に記載の多孔性接着シートの製造方法。
  11. 線材が、互いに絶縁された状態である請求の範囲７〜１０のいずれかに記載の多孔性接着シートの製造方法。
  12. 少なくともその片面に一または複数個の電極部を有する半導体ウェハと、該半導体ウェハの片面上に接着される請求の範囲６に記載の多孔性接着シートと、多孔性接着シートの半導体ウェハの電極部上に位置する各貫通孔に導電性材料が充填されて形成される各導通部とを備えることを特徴とする多孔性接着シート付き半導体ウェハ。
  13. 少なくともその片面に一または複数個の電極部を有する半導体ウェハの片面上に請求の範囲６に記載の多孔性接着シートを接着する貼り合わせ工程と、多孔性接着シートの半導体ウェハの電極部上に位置する各貫通孔に導電性材料を充填しかつ当該電極部と導電性材料とを接合する導通部形成工程とを有することを特徴とする多孔性接着シート付き半導体ウェハの製造方法。
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