JPWO2019022062A1 - 半導体用接着フィルム及び半導体用接着シート - Google Patents
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Abstract
熱硬化性接着剤と、25質量%以上80質量%以下のチタン酸バリウムフィラーとを含有する、半導体用接着フィルムを提供する。
Description
本発明は、半導体用接着フィルム及び半導体用接着シートに関する。
本願は、2017年7月26日に、日本に出願された特願2017−144519号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
本願は、2017年7月26日に、日本に出願された特願2017−144519号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
半導体用接着フィルムは、例えば、指紋認証用センサーを封止する封止樹脂とカバー等とを接着させるフィルム等が挙げられる。近年、指紋認証用センサーに用いる部材には、静電容量型センサーとして指紋の凹凸を電荷によって読み取るため、比誘電率が高いものが求められている。
特許文献1には、基板上に設けられた検出電極を封止する絶縁体に、エポキシ樹脂と無機充填剤を備える静電容量型指紋センサーが開示されている。
しかしながら、特許文献1には、静電容量型指紋センサーを封止する封止樹脂と当該静電容量型指紋センサーを保護するカバー等とを接着させる接着フィルムについては何ら開示されていない。
そこで、本発明は、指紋認証用センサー等の半導体を封止する封止樹脂と、当該半導体を保護するカバー等の部材とを接着させ、且つ、熱硬化後の比誘電率が高く、誘電特性に優れた半導体用接着フィルムを提供することを目的とする。
発明者らは、熱硬化性樹脂に、チタン酸バリウムフィラーを25質量%以上80質量%以下添加することにより、熱硬化後の比誘電率が高く、誘電特性に優れた半導体用接着フィルムを得られることを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明は、下記の特徴を有する半導体用接着フィルム及び半導体用接着シートを提供するものである。
[1] 熱硬化性接着剤と、25質量%以上80質量%以下のチタン酸バリウムフィラーとを含有する、半導体用接着フィルム。
[2] 前記チタン酸バリウムフィラーの平均粒径が、10nm以上500nm以下である、[1]に記載の半導体用接着フィルム。
[3] 前記半導体用接着フィルムが、厚さ20μmでの、波長380〜780nmの光線透過率が10%以下である、[1]又は[2]に記載の半導体用接着フィルム。
[4] 前記半導体用接着フィルムの熱硬化後の1MHzにおける比誘電率が、5.0以上である[1]〜[3]のいずれか一つに記載の半導体用接着フィルム。
[5] 前記半導体用接着フィルムが、静電容量型指紋センサー用接着フィルムである、[1]〜[4]のいずれか一つに記載の半導体用接着フィルム。
[6] 剥離シート上に、[1]〜[5]のいずれか一つに記載の半導体用接着フィルムが設けられた、半導体用接着シート。
すなわち、本発明は、下記の特徴を有する半導体用接着フィルム及び半導体用接着シートを提供するものである。
[1] 熱硬化性接着剤と、25質量%以上80質量%以下のチタン酸バリウムフィラーとを含有する、半導体用接着フィルム。
[2] 前記チタン酸バリウムフィラーの平均粒径が、10nm以上500nm以下である、[1]に記載の半導体用接着フィルム。
[3] 前記半導体用接着フィルムが、厚さ20μmでの、波長380〜780nmの光線透過率が10%以下である、[1]又は[2]に記載の半導体用接着フィルム。
[4] 前記半導体用接着フィルムの熱硬化後の1MHzにおける比誘電率が、5.0以上である[1]〜[3]のいずれか一つに記載の半導体用接着フィルム。
[5] 前記半導体用接着フィルムが、静電容量型指紋センサー用接着フィルムである、[1]〜[4]のいずれか一つに記載の半導体用接着フィルム。
[6] 剥離シート上に、[1]〜[5]のいずれか一つに記載の半導体用接着フィルムが設けられた、半導体用接着シート。
本発明によれば、熱硬化後の1MHzにおける比誘電率が高く、誘電特性に優れた半導体用接着フィルムが提供される。
本発明の半導体用接着フィルムは、熱硬化性接着剤と、25質量%以上80質量%以下のチタン酸バリウムフィラーとを含有する。
本発明の半導体用接着フィルムを構成する熱硬化性接着剤は、熱硬化性成分とバインダーポリマー成分とを含有することが好ましい。
熱硬化性成分としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、ポリイミド樹脂、ベンゾオキサジン樹脂等及びこれらの混合物が挙げられる。これらの中でも、エポキシ樹脂、フェノール樹脂及びこれらの混合物が好ましく用いられる。
エポキシ樹脂は、加熱を受けると三次元網状化し、強固な被膜を形成する性質を有する。このようなエポキシ樹脂としては、従来より、公知の種々のエポキシ樹脂が用いられるが、通常は、分子量200〜2000程度のものが好ましく、特に分子量300〜500のものが好ましい。さらには、分子量310〜400の常態で液状のエポキシ樹脂と、分子量400〜2500、特に500〜2000の常温で固体のエポキシ樹脂とをブレンドした形で用いることが好ましい。また、エポキシ樹脂のエポキシ当量は、50〜5000g/eqであることが好ましい。
本明細書において、「エポキシ当量」とは1グラム当量のエポキシ基を含むエポキシ化合物のグラム数(g/eq)を意味し、JIS K 7236:2001の方法に従って測定することができる。
本明細書において、「エポキシ当量」とは1グラム当量のエポキシ基を含むエポキシ化合物のグラム数(g/eq)を意味し、JIS K 7236:2001の方法に従って測定することができる。
このようなエポキシ樹脂としては、具体的には、ビスフェノールA、ビスフェノールF、レゾルシノール、フェニルノボラック、クレゾールノボラック等のフェノール類のグリシジルエーテル;ブタンジオール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のアルコール類のグリシジルエーテル;フタル酸、イソフタル酸、テトラヒドロフタル酸等のカルボン酸のグリシジルエーテル;アニリンイソシアヌレート等の窒素原子に結合した活性水素をグリシジル基もしくはアルキルグリシジル基で置換したグリシジル型もしくはアルキルグリシジル型のエポキシ樹脂;ビニルシクロヘキサンジエポキシド、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル−3,4−ジシクロヘキサンカルボキシレート、2−(3,4−エポキシ)シクロヘキシル−5,5−スピロ(3,4−エポキシ)シクロヘキサン−m−ジオキサン等のように、分子内の炭素−炭素二重結合を例えば酸化することによりエポキシが導入された、いわゆる脂環型エポキシドを挙げることができる。その他、ビフェニル骨格、ジシクロペンタジエン骨格、ジシクロヘキサジエン骨格、ナフタレン骨格等を有するエポキシ樹脂を用いることもできる。
これらの中でも、ビスフェノール系グリシジル型エポキシ樹脂、o−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及びジシクロペンタジエン骨格を有するエポキシ樹脂が好ましく用いられる。
これらエポキシ樹脂は、1種を単独で、または2種以上を組み合わせて用いることができる。
これらエポキシ樹脂は、1種を単独で、または2種以上を組み合わせて用いることができる。
エポキシ樹脂を用いる場合には、助剤として、熱硬化性接着剤に熱活性型潜在性エポキシ樹脂硬化剤を併用することが好ましい。熱活性型潜在性エポキシ樹脂硬化剤とは、室温ではエポキシ樹脂と反応せず、ある温度以上の加熱により活性化し、エポキシ樹脂と反応するタイプの硬化剤である。熱活性型潜在性エポキシ樹脂硬化剤の活性化方法には、加熱による化学反応で活性種(アニオン、カチオン)を生成する方法;室温付近ではエポキシ樹脂中に安定に分散しており高温でエポキシ樹脂と相溶・溶解し、硬化反応を開始する方法;モレキュラーシーブ封入タイプの硬化剤で高温で溶出して硬化反応を開始する方法;マイクロカプセルによる方法等が存在する。
熱活性型潜在性エポキシ樹脂硬化剤の具体例としては、各種オニウム塩や、二塩基酸ジヒドラジド化合物、ジシアンジアミド、アミンアダクト硬化剤、イミダゾール化合物等の高融点活性水素化合物等を挙げることができる。これら熱活性型潜在性エポキシ樹脂硬化剤は、1種を単独で、または2種以上を組み合わせて用いることができる。上記のような熱活性型潜在性エポキシ樹脂硬化剤は、エポキシ樹脂100質量部に対して、好ましくは0.1〜20質量部、特に好ましくは0.2〜10質量部、さらに好ましくは0.3〜5質量部の割合で用いられる。
フェノール樹脂としては、アルキルフェノール、多価フェノール、ナフトール等のフェノール類とアルデヒド類との縮合物などが特に制限されることなく用いられる。具体的には、フェノールノボラック樹脂、o−クレゾールノボラック樹脂、p−クレゾールノボラック樹脂、t−ブチルフェノールノボラック樹脂、ジシクロペンタジエンクレゾール樹脂、ポリパラビニルフェノール樹脂、ビスフェノールA型ノボラック樹脂、あるいはこれらの変性物等が用いられる。
これらのフェノール樹脂に含まれるフェノール性水酸基は、上記エポキシ樹脂のエポキシ基と加熱により容易に付加反応して、耐衝撃性の高い硬化物を形成することができる。このため、エポキシ樹脂とフェノール樹脂とを併用してもよい。
バインダーポリマー成分は、半導体用接着フィルムに適度なタックを与え、半導体用接着シート2の操作性を向上することができる。バインダーポリマーの質量平均分子量は、通常は2万〜200万、好ましくは5万〜150万、特に好ましくは10万〜100万の範囲にある。分子量が低過ぎると、半導体用接着フィルムのフィルム形成が不十分となり、高過ぎると他の成分との相溶性が悪くなり、結果として均一なフィルム形成が妨げられる。質量平均分子量が、2万〜200万、好ましくは5万〜150万、特に好ましくは10万〜100万の範囲にあると、半導体用接着フィルムのフィルムが十分に形成され、また、他の成分との相溶性もよく、均一なフィルムが形成される。このようなバインダーポリマーとしては、例えば、アクリル系ポリマー、ポリエステル樹脂、フェノキシ樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ゴム系ポリマー等が用いられ、特にアクリル系ポリマーが好ましく用いられる。
なお、本明細書において、「質量平均分子量」とは、特に断りのない限り、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー(GPC)法により測定されるポリスチレン換算値である。
なお、本明細書において、「質量平均分子量」とは、特に断りのない限り、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー(GPC)法により測定されるポリスチレン換算値である。
アクリル系ポリマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸アルキルエステルモノマーと、それ以外の(メタ)アクリル酸誘導体から導かれる構成単位とからなる(メタ)アクリル酸エステル共重合体が挙げられる。ここで(メタ)アクリル酸アルキルエステルモノマーとしては、好ましくはアルキル基の炭素数が1〜18である(メタ)アクリル酸アルキルエステル、例えば(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸ブチル等が用いられる。また、(メタ)アクリル酸誘導体としては、例えば、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸グリシジル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチル等を挙げることができる。
上記の中でもアクリル系ポリマーにグリシジル基を導入すると、前述した熱硬化性成分としてのエポキシ樹脂との相溶性が向上し、半導体用接着フィルムの硬化後のガラス転移温度(Tg)が高くなり、耐熱性が向上する。また、上記の中でもアクリル酸ヒドロキシエチル等を構成単位として用いてアクリル系ポリマーに水酸基を導入すると、半導体への密着性や粘着物性をコントロールすることができる。
バインダーポリマーとしてアクリル系ポリマーを使用した場合における当該ポリマーの質量平均分子量は、好ましくは10万以上であり、特に好ましくは15万〜100万である。アクリル系ポリマーのガラス転移温度(Tg)は通常40℃以下、好ましくは−70〜20℃程度である。
本明細書において「ガラス転移温度(Tg)」とは、示差走査熱量計を用いて、試料のDSC曲線を測定し、得られたDSC曲線の変曲点の温度で表される。
本明細書において「ガラス転移温度(Tg)」とは、示差走査熱量計を用いて、試料のDSC曲線を測定し、得られたDSC曲線の変曲点の温度で表される。
熱硬化性成分とバインダーポリマー成分との配合比率は、バインダーポリマー成分100質量部に対して、熱硬化性成分を、好ましくは50〜1500質量部、特に好ましくは70〜1200質量部、さらに好ましくは80〜1000質量部配合することが好ましい。このような割合で熱硬化性成分とバインダーポリマー成分とを配合すると、硬化前には適度なタックを示し、貼付作業を安定して行うことができ、また硬化後には、被膜強度に優れたフィルムが得られる。
本発明の半導体用接着フィルムにおける、熱硬化性接着剤の含有量は、半導体用接着フィルムの総質量に対して、20〜75質量%であることが好ましく、20〜50質量%であることがより好ましく、20〜40質量%であることが特に好ましい。
熱硬化性接着剤の総含有量に対する、熱硬化性成分の含有量は、30〜95質量%であることが好ましく、40〜95質量%であることがより好ましく、40〜92質量%であることが特に好ましい。また、熱硬化性接着剤の総含有量に対する、バインダーポリマー成分の含有量は、5〜70質量%であることが好ましく、5〜60質量%であることがより好ましく、8〜60質量%であることが特に好ましい。ただし、熱硬化性成分の含有量とバインダーポリマー成分の含有量との総和は、100質量%を超えない。
熱硬化性接着剤の総含有量に対する、熱硬化性成分の含有量は、30〜95質量%であることが好ましく、40〜95質量%であることがより好ましく、40〜92質量%であることが特に好ましい。また、熱硬化性接着剤の総含有量に対する、バインダーポリマー成分の含有量は、5〜70質量%であることが好ましく、5〜60質量%であることがより好ましく、8〜60質量%であることが特に好ましい。ただし、熱硬化性成分の含有量とバインダーポリマー成分の含有量との総和は、100質量%を超えない。
本発明の半導体用接着フィルムには、カップリング剤を含有させてもよい。カップリング剤として、無機化合物と反応する官能基及び有機官能基と反応する官能基を有するものを用いることにより、半導体用接着フィルムの被着体に対する接着性及び密着性を向上させることができる。また、カップリング剤を用いることで、半導体用接着フィルムを硬化して得られる硬化物について、その耐熱性を損なうことなく、耐水性を向上させることができる。
カップリング剤は、アクリル系ポリマー、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等が有する官能基と反応する官能基を有する化合物であることが好ましく、シランカップリング剤であることが望ましい。
好ましい前記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(3−グリシドキシプロピルトリメトキシシランともいう)、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、γ−(メタクリロキシプロピル)トリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−6−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−6−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、N−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)テトラスルファン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、イミダゾールシラン等のシラン化合物や、これらシラン化合物の加水分解縮合物等が例示できる。
カップリング剤は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
好ましい前記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(3−グリシドキシプロピルトリメトキシシランともいう)、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、γ−(メタクリロキシプロピル)トリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−6−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−6−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、N−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)テトラスルファン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、イミダゾールシラン等のシラン化合物や、これらシラン化合物の加水分解縮合物等が例示できる。
カップリング剤は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
カップリング剤を用いる場合、半導体用接着フィルムのカップリング剤の含有量は、熱硬化性成分及びバインダーポリマーの総含有量100質量部に対して、0.03〜20質量部であることが好ましく、0.05〜10質量部であることがより好ましく、0.1〜5質量部であることが特に好ましい。カップリング剤の含有量が少な過ぎると、カップリング剤を用いたことによる上述の効果が得られないことがあり、カップリング剤の含有量が多過ぎると、アウトガスが発生する可能性がある。カップリング剤の含有量を上記範囲にすることにより、アウトガスが発生することなく、半導体用接着フィルムの被着体に対する接着性及び密着性を向上させることができ、また、半導体用接着フィルムを硬化して得られる硬化物について、その耐熱性を損なうことなく、耐水性を向上させることができる。
(チタン酸バリウムフィラー)
本発明の半導体用接着フィルムは、半導体用接着フィルムの総質量に対して、25質量%以上80質量%以下のチタン酸バリウムフィラーを含有するが、50質量%以上80質量%以下であることが好ましく、60質量%以上80質量%であることがより好ましい。チタン酸バリウムフィラーの含有量を上記下限以上とすることにより、半導体用接着フィルムの誘電特性をより一層向上させ、半導体センサーの感度をより一層向上させることができる。
本発明の半導体用接着フィルムは、半導体用接着フィルムの総質量に対して、25質量%以上80質量%以下のチタン酸バリウムフィラーを含有するが、50質量%以上80質量%以下であることが好ましく、60質量%以上80質量%であることがより好ましい。チタン酸バリウムフィラーの含有量を上記下限以上とすることにより、半導体用接着フィルムの誘電特性をより一層向上させ、半導体センサーの感度をより一層向上させることができる。
チタン酸バリウムフィラーの平均粒径は、10nm以上500nm以下であることが好ましく、30nm以上300nm以下であることがより好ましく、50nm以上200nm以下であることが特に好ましい。チタン酸バリウムフィラーの平均粒径を上限値以上にすると、粒子の最密充填ができず、誘電パスが繋がりにくくなる。チタン酸バリウムフィラーの平均粒径を上記の範囲にすることにより、粒子の最密充填をすることができ、誘電パスが繋がりやすくなる。
本明細書において、平均粒径は、走査型電子顕微鏡により観察された粒子径を測定して求めることができる。
本明細書において、平均粒径は、走査型電子顕微鏡により観察された粒子径を測定して求めることができる。
本発明の半導体用接着フィルムは、本発明の効果を損なわない範囲内において、汎用添加剤を含有していてもよい。
汎用添加剤は、公知のものでよく、目的に応じて任意に選択でき、特に限定されないが、好ましいものとしては、例えば、チタン酸バリウムフィラー以外のフィラー、可塑剤、酸化防止剤、着色剤(染料、顔料)、ゲッタリング剤等が挙げられる。
汎用添加剤は、公知のものでよく、目的に応じて任意に選択でき、特に限定されないが、好ましいものとしては、例えば、チタン酸バリウムフィラー以外のフィラー、可塑剤、酸化防止剤、着色剤(染料、顔料)、ゲッタリング剤等が挙げられる。
本発明の半導体用接着フィルムは、厚さ20μmでの、波長380〜780nmの可視光線の光線透過率が、10%以下であることが好ましい。厚さ20μmでの、波長380〜780nmの可視光線の光線透過率が、10%以下となることで、粒子の最密充填ができたことを確認することができる。すなわち、厚さ20μmでの、波長380〜780nmの可視光線の光線透過率を10%以下にすることにより、チタン酸バリウムフィラーによる誘電パスが繋がることを確認することができる。厚さ20μmでの、波長380〜780nmの可視光線の光線透過率が、10%を超えると、半導体接着フィルムにおいて、チタン酸バリウムフィラーの最密充填ができていないことになり、チタン酸バリウムフィラーによる誘電パスが繋がりにくくなる。なお、厚さ20μmでの、波長380〜780nmの可視光線の光線透過率は、0%以上であっても、1%以上であってもよく、0%以上10%以下、1%以上10%以下であってもよい。
本明細書において、光線透過率は、所定の波長の光線を照射し、試料を透過した透過光量を分光光度計により測定し、照射光量に対する透過光量の割合(%)を求めることにより算出することができる。
本明細書において、光線透過率は、所定の波長の光線を照射し、試料を透過した透過光量を分光光度計により測定し、照射光量に対する透過光量の割合(%)を求めることにより算出することができる。
半導体用接着フィルムの熱硬化後の1MHzにおける比誘電率(εr)は、好ましくは5以上であり、より好ましくは7以上である。比誘電率(εr)が上記下限値以上であることにより、半導体用接着フィルムの誘電特性をより一層向上させることができ、半導体センサーの感度をより一層向上させることができる。
また、比誘電率(εr)は、好ましくは、100以下であり、より好ましくは50以下である。
また、比誘電率(εr)は、好ましくは、100以下であり、より好ましくは50以下である。
半導体用接着フィルムは1層(単層)からなるものでもよいし、2層以上の複数層からなるものでもよい。半導体用接着フィルムが複数層からなる場合、これら複数層は互いに同一でも異なっていてもよく、これら複数層の組み合わせは、本発明の効果を損なわない限り、特に限定されない。
前記半導体用接着フィルムの厚さは、特に限定されないが、5〜50μmであることが好ましく、10〜30μmであることがより好ましく、15〜20μmであることが特に好ましい。半導体用接着フィルムの厚さが上記下限値以上であることにより、半導体センサー等の被着体に対してより高い接着力が得られる。また、半導体用接着フィルムの厚さが前記上限値以下であることにより、半導体センサーの誘電パスが繋がりやすくなる。
ここで、「半導体用接着フィルムの厚さ」とは、半導体用接着フィルム全体の厚さを意味し、例えば、複数層からなる半導体用接着フィルムの厚さとは、半導体用接着フィルムを構成するすべての層の合計の厚さを意味する。
ここで、「半導体用接着フィルムの厚さ」とは、半導体用接着フィルム全体の厚さを意味し、例えば、複数層からなる半導体用接着フィルムの厚さとは、半導体用接着フィルムを構成するすべての層の合計の厚さを意味する。
本明細書において、「厚さ」は、任意の5箇所で厚さを測定した平均で表される値として、JIS K 6783:1994に従い、定圧厚さ測定器を用い、測定子径5mm、加圧荷重1.22Nで測定できる。
本発明の半導体用接着フィルムは、熱硬化性接着剤と、チタン酸バリウムフィラーと、その他の上記添加剤と、を混合し、必要に応じ、酢酸エチル等の有機溶媒で希釈することにより、半導体用接着フィルム用塗布剤を調製し、これを剥離シート等の被接着体に塗布後、乾燥させることにより製造することができる。
本発明の半導体用接着フィルムは、静電容量型指紋センサー用接着フィルムとして、静電容量型指紋センサーの封止樹脂と当該封止樹脂と保護カバーを接着させるために用いることができる。本発明の半導体用接着フィルムは、熱硬化後に高い比誘電率を有するため、静電容量型指紋センサーにおいて、指紋の凹凸を感度良く、読み取ることができる。
〔半導体用接着シート〕
本発明は、剥離シート上に、本発明の半導体用接着フィルムを設けた半導体用接着シートを提供する。図1は本発明の実施形態に係る半導体用接着シートの断面図である。図1に示すように、本実施形態に係る半導体用接着シート2は、半導体用接着フィルム1と、剥離シート21を備えて構成される。ただし、剥離シート21は、半導体用接着フィルム1の使用時に剥離されるものである。
本発明は、剥離シート上に、本発明の半導体用接着フィルムを設けた半導体用接着シートを提供する。図1は本発明の実施形態に係る半導体用接着シートの断面図である。図1に示すように、本実施形態に係る半導体用接着シート2は、半導体用接着フィルム1と、剥離シート21を備えて構成される。ただし、剥離シート21は、半導体用接着フィルム1の使用時に剥離されるものである。
剥離シート21は、半導体用接着フィルム1が使用されるまでの間、半導体用接着フィルムを保護するものであり、必ずしもなくてもよい。剥離シート21の構成は任意であり、フィルム自体が半導体用接着フィルム1に対し剥離性を有するプラスチックフィルム、及びプラスチックフィルムを剥離剤等により剥離処理したものが例示される。プラスチックフィルムの具体例としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステルフィルム、及びポリプロピレンやポリエチレン等のポリオレフィンフィルムが挙げられる。剥離剤としては、シリコーン系、フッ素系、長鎖アルキル系等を用いることができるが、これらの中で、安価で安定した性能が得られるシリコーン系が好ましい。剥離シート21の厚さについては特に制限はないが、通常20〜250μm程度である。
上記のような剥離シート21は、半導体用接着フィルム1の他方の面(図1では上側の面)にも積層されてもよい。この場合は、一方の剥離シート21の剥離力を大きくして重剥離型剥離シートとし、他方の剥離シート21の剥離力を小さくして軽剥離型剥離シートとすることが好ましい。
本実施形態に係る半導体用接着シート2を製造するには、剥離シート21の剥離面(剥離性を有する面;通常は剥離処理が施された面であるが、これに限定されない)に、半導体用接着フィルム1を形成する。具体的には、半導体用接着フィルム1を構成する半導体用接着フィルム用塗布剤を調製し、ロールコーター、ナイフコーター、ロールナイフコーター、エアナイフコーター、ダイコーター、バーコーター、グラビアコーター、カーテンコーター等の塗工機によって剥離シート21の剥離面に塗布して乾燥させて、半導体用接着フィルム1を形成する。
半導体用接着フィルム用塗布剤の乾燥条件は、特に限定されないが、半導体用接着フィルム用塗布剤が、酢酸エチル等の有機溶媒を含有している場合、加熱乾燥させることが好ましく、この場合、例えば、70〜130℃で10秒間〜5分間の条件で乾燥させることが好ましい。
(半導体用接着シートの使用方法)
本実施形態に係る半導体用接着シート2の使用方法の一例として、静電容量型指紋センサーへ使用する方法を以下に説明する。
セラミック等の静電容量型指紋センサー保護用カバー31に半導体用接着シート2を貼付する。次いで、半導体用接着シート2から剥離シート21を剥離した後に、基板35上の層間膜34と指紋センサー33をエポキシ樹脂等により封止形成した静電容量型指紋センサーの封止樹脂32の表面に貼付し、半導体用接着フィルム1を硬化させる(図2参照)。
本実施形態に係る半導体用接着シート2の使用方法の一例として、静電容量型指紋センサーへ使用する方法を以下に説明する。
セラミック等の静電容量型指紋センサー保護用カバー31に半導体用接着シート2を貼付する。次いで、半導体用接着シート2から剥離シート21を剥離した後に、基板35上の層間膜34と指紋センサー33をエポキシ樹脂等により封止形成した静電容量型指紋センサーの封止樹脂32の表面に貼付し、半導体用接着フィルム1を硬化させる(図2参照)。
以下、具体的実施例により、本発明についてより詳細に説明する。ただし、本発明は、以下に示す実施例に、何ら限定されるものではない。
[実施例1、比較例1]
次の各成分を表1に示す配合比(固形物換算)で混合し、固形物濃度が60質量%となるようにメチルエチルケトンで希釈して、半導体用接着フィルム用塗布剤を調製した。
(a):アクリル共重合体(ナガセケムテックス社製「テイサンレジンSG−P3」)
(b)−1:ビスフェノールF型エポキシ樹脂(三菱ケミカル社製「jER YL983U」)
(b)−2: ジシクロペンタジエン骨格エポキシ樹脂(日本化薬社製「XD−1000」)
(c):o−クレゾール型ノボラック樹脂(DIC社製「フェノライトKA−1160」)
(d):イミダゾール系熱活性型潜在性エポキシ樹脂硬化剤(四国化成工業社製「キュアゾール2PHZ−PW」)
(e):シランカップリング剤(信越化学工業社製「X−41−1056」)
(f)−1:チタン酸バリウムフィラー(堺化学工業社製「高純度ペロブスカイトBT−01」;平均粒径100nm)
次の各成分を表1に示す配合比(固形物換算)で混合し、固形物濃度が60質量%となるようにメチルエチルケトンで希釈して、半導体用接着フィルム用塗布剤を調製した。
(a):アクリル共重合体(ナガセケムテックス社製「テイサンレジンSG−P3」)
(b)−1:ビスフェノールF型エポキシ樹脂(三菱ケミカル社製「jER YL983U」)
(b)−2: ジシクロペンタジエン骨格エポキシ樹脂(日本化薬社製「XD−1000」)
(c):o−クレゾール型ノボラック樹脂(DIC社製「フェノライトKA−1160」)
(d):イミダゾール系熱活性型潜在性エポキシ樹脂硬化剤(四国化成工業社製「キュアゾール2PHZ−PW」)
(e):シランカップリング剤(信越化学工業社製「X−41−1056」)
(f)−1:チタン酸バリウムフィラー(堺化学工業社製「高純度ペロブスカイトBT−01」;平均粒径100nm)
上記半導体用接着フィルム用塗布剤を、ハンドコートにて、片面に剥離処理を施したポリエチレンテレフタレート系フィルムである剥離シート(SP−PET381031、リンテック社製)上に塗布後、100℃のオーブンで1分間乾燥し、厚み20μmの半導体用接着フィルムが剥離シート上に設けられた半導体用接着シートを得た。
[実施例2]
半導体用接着フィルムを構成する各成分の配合量を表1に示すように変更する以外は、実施例1と同様にして半導体用接着シートを製造した。
半導体用接着フィルムを構成する各成分の配合量を表1に示すように変更する以外は、実施例1と同様にして半導体用接着シートを製造した。
[実施例3]
チタン酸バリウムフィラー(f)−1の代わりに、チタン酸バリウムフィラー(f)−2[堺化学工業社製「高純度ペロブスカイトBT−02」;平均粒径200nm]を用いる以外は、実施例1と同じ方法で、半導体用接着シートを製造した。
チタン酸バリウムフィラー(f)−1の代わりに、チタン酸バリウムフィラー(f)−2[堺化学工業社製「高純度ペロブスカイトBT−02」;平均粒径200nm]を用いる以外は、実施例1と同じ方法で、半導体用接着シートを製造した。
[実施例4]
チタン酸バリウムフィラー(f)−1の代わりに、チタン酸バリウムフィラー(f)−3[堺化学工業社製「高純度ペロブスカイトBT−05」;平均粒径500nm]を用いる以外は、実施例1と同じ方法で、半導体用接着シートを製造した。
チタン酸バリウムフィラー(f)−1の代わりに、チタン酸バリウムフィラー(f)−3[堺化学工業社製「高純度ペロブスカイトBT−05」;平均粒径500nm]を用いる以外は、実施例1と同じ方法で、半導体用接着シートを製造した。
[比較例1、2]
半導体用接着フィルムを構成する各成分の種類及び配合量を表1に示すように変更する以外は、実施例1と同様にして半導体用接着シートを製造した。
半導体用接着フィルムを構成する各成分の種類及び配合量を表1に示すように変更する以外は、実施例1と同様にして半導体用接着シートを製造した。
[比較例3〜5]
チタン酸バリウムフィラーの代わりに、酸化チタンフィラー(g)[堺化学工業社製「A−120」;平均粒径150nm]を用いる以外は、実施例1と同じ方法で、半導体用接着シートを製造した。
チタン酸バリウムフィラーの代わりに、酸化チタンフィラー(g)[堺化学工業社製「A−120」;平均粒径150nm]を用いる以外は、実施例1と同じ方法で、半導体用接着シートを製造した。
[試験例1]<比誘電率評価>
実施例1〜4、及び比較例1〜5で得られた各半導体用接着シートから剥離シートを剥離して半導体用接着フィルムを積層後、積層体を打ち抜き、直径10mm、厚さ1mmのサンプル片を得た。そのサンプル片を160℃オーブンで1時間加熱硬化した。ヒューレットパッカード社製4194Aを用い、JIS C 2138に則り1MHzの静電容量を測定し、静電容量値より比誘電率を算出した。結果を表1及び2に示す。
実施例1〜4、及び比較例1〜5で得られた各半導体用接着シートから剥離シートを剥離して半導体用接着フィルムを積層後、積層体を打ち抜き、直径10mm、厚さ1mmのサンプル片を得た。そのサンプル片を160℃オーブンで1時間加熱硬化した。ヒューレットパッカード社製4194Aを用い、JIS C 2138に則り1MHzの静電容量を測定し、静電容量値より比誘電率を算出した。結果を表1及び2に示す。
[試験例2]<光線透過性評価>
分光光度計(SHIMADZU社製,UV−VIS−NIR SPECTROPHOTOMETER UV−3600)を用い、直接受光ユニットを用いて、積分球を使用せずに剥離フィルム(SP−PET381031、リンテック社製)をリファレンスとしたときの実施例1〜4及び比較例1〜5の半導体用接着シートの波長380−780nmの光線透過率を求め、380−780nmの領域で光線透過率が10%以下であるものを〇とし、10%を超えるものを×とした。結果を表1及び2に示す。
分光光度計(SHIMADZU社製,UV−VIS−NIR SPECTROPHOTOMETER UV−3600)を用い、直接受光ユニットを用いて、積分球を使用せずに剥離フィルム(SP−PET381031、リンテック社製)をリファレンスとしたときの実施例1〜4及び比較例1〜5の半導体用接着シートの波長380−780nmの光線透過率を求め、380−780nmの領域で光線透過率が10%以下であるものを〇とし、10%を超えるものを×とした。結果を表1及び2に示す。
表1から明らかなように、チタン酸バリウムフィラーの含有量が25質量%未満である、半導体用接着フィルムは、比誘電率が5.0未満であり、誘電特性が劣っていたのに対し、チタン酸バリウムフィラーの含有量が25質量%以上である半導体用接着フィルムは、比誘電率が5.0以上であり、誘電特性が優れていた。また、20μmでの波長380−780nmでの光線透過率が10%以下の半導体用接着シートは、比誘電率が5.0以上であり、誘電特性が優れていた。
また、表2から明らかなように、チタン酸バリウムフィラーの代わりに酸化チタンフィラーを用いた、半導体用接着フィルムは、酸化チタンフィラーの含有量が60%以上であっても、誘電率が5.0未満であり、誘電特性が劣っていた。
また、表2から明らかなように、チタン酸バリウムフィラーの代わりに酸化チタンフィラーを用いた、半導体用接着フィルムは、酸化チタンフィラーの含有量が60%以上であっても、誘電率が5.0未満であり、誘電特性が劣っていた。
本発明の半導体用接着フィルムは、1MHzにおける比誘電率が高く、誘電特性に優れており、静電容量型指紋センサーのような半導体センサーの感度を上げることができる。
1・・・半導体用接着フィルム
2・・・半導体用接着シート
21・・・剥離シート
3・・・静電容量型指紋センサー
31・・・保護カバー
32・・・封止樹脂
33・・・指紋センサー
34・・・層間膜
35・・・基板
2・・・半導体用接着シート
21・・・剥離シート
3・・・静電容量型指紋センサー
31・・・保護カバー
32・・・封止樹脂
33・・・指紋センサー
34・・・層間膜
35・・・基板
Claims (6)
- 熱硬化性接着剤と、25質量%以上80質量%以下のチタン酸バリウムフィラーとを含有する、半導体用接着フィルム。
- 前記チタン酸バリウムフィラーの平均粒径が、10nm以上500nm以下である、請求項1に記載の半導体用接着フィルム。
- 前記半導体用接着フィルムが、厚さ20μmでの、波長380〜780nmの光線透過率が10%以下である、請求項1又は2に記載の半導体用接着フィルム。
- 前記半導体用接着フィルムの熱硬化後の1MHzにおける比誘電率が、5.0以上である請求項1〜3のいずれか一項に記載の半導体用接着フィルム。
- 前記半導体用接着フィルムが、静電容量型指紋センサー用接着フィルムである、請求項1〜4のいずれか一項に記載の半導体用接着フィルム。
- 剥離シート上に、請求項1〜5のいずれか一項に記載の半導体用接着フィルムが設けられた、半導体用接着シート。
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