KR102183279B1 - 접착 필름, 반도체 웨이퍼 가공용 테이프, 반도체 패키지 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

열경화성 수지, 열가소성 수지 및 열 전도 필러를 함유하는 접착제층으로 이루어지는 접착 필름으로서,
상기 열 전도 필러가, 열 전도율 12W/m·K 이상으로서 상기 접착제층 중의 함유량이 30∼50체적%이고, 상기 열가소성 수지가 적어도 1종의 페녹시 수지를 포함하고, 또한, 경화 후의 접착제층이,
하기 수학식 (1)로 산출되는 신뢰성 계수 S1이 50∼220(×10-6GPa)이고, 하기 수학식 (2)로 산출되는 신뢰성 계수 S2가 10∼120(×10-8GPa)이고,
열 전도율이 0.5W/m·K 이상인 접착 필름, 반도체 웨이퍼 가공용 테이프, 반도체 패키지 및 그 제조 방법.
S1=(Tg-25[℃])×(CTEα1[ppm/K])×(저장 탄성율 E'[GPa] at 260℃)…(1)
S2=S1×(포화 흡수율 WA[질량%]) …(2)
수학식 (1), (2)에 있어서, S1, S2, Tg, CTEα1, 저장 탄성률 E' 및 포화 흡수율 WA는, 경화 후의 접착제층에 대한 것이다. Tg는 유리 전이 온도이고, CTEα1은 그 유리 전이 온도 이하에서의 선 팽창 계수이고, 저장 탄성률 E'는 260℃에서 측정한 값이다. 또,［］안은 단위를 나타낸다.

Description

접착 필름, 반도체 웨이퍼 가공용 테이프, 반도체 패키지 및 그 제조 방법
본 발명은, 접착 필름, 반도체 웨이퍼 가공용 테이프, 반도체 패키지 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
근래, 전자 기기의 소형화 및 고기능화, 다기능화가 진행되는 가운데, 그 내부에 탑재되는 반도체 패키지에 있어서도 고기능화, 다기능화가 진행되고 있으며, 반도체 웨이퍼 배선 룰의 미세화가 진행되고 있다. 고기능화, 다기능화에 수반하여, 반도체 칩을 다단으로 적층하고, 고용량화한 스택드 MCP(Multi Chip Package)가 보급되어 있다. 반도체 칩의 실장에는 기판 또는 반도체 칩 상에 직접 탑재하는 방법[FOD(Film on Device) 실장]과 기판상에 이미 실장되어 있는 반도체 칩 또는 와이어를 매립하여 탑재하는 방법[FOW(Film on Wire) 실장]이 있다. 와이어 매립형의 반도체 패키지(FOW 실장)는, 와이어가 접속된 반도체 칩에 고유동인 접착제를 압착시켜 와이어를 접착제로 덮은 반도체 패키지이며, 휴대 전화, 휴대 오디오 기기용의 메모리 패키지 등에 탑재되어 있다.
상기와 같이, 반도체 장치의 데이터 처리의 고속화가 진행됨에 따라서, 반도체 칩으로부터의 발열량이 많아지고, 방열성을 갖게 한 반도체 장치의 설계 중요성이 늘어나고 있다. 열은, 반도체 장치 그 자체에 대해서는 물론, 그것을 내장한 전자 기기 본체에도 다양한 악영향을 미친다. 방열을 위한 패키지 대책으로서는 여러가지 방법이 생각되지만, 가장 중요한 것이 프린트 기판이나 리드 프레임 등의 기판을 통한 방열이다.
그래서 종래, 기판과 반도체 칩의 접착에는 고열 전도성을 가지는 접착제가 사용되는 경우가 있다. 이와 같은 접착제로서는, 비교적 열 전도율이 높은 은(銀) 페이스트나, 최근이 되어 제안되어 있는 시트모양의 접착 필름(다이본드 필름)이 알려져 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).
그 중에서도, 시트모양의 접착 필름은, 칩의 갈라짐(crack), 접착제의 돌아들어감, 칩의 기울기는 억제할 수가 있지만, 은 페이스트에 비해 열 전도성이 낮다.
일본공개특허공보 특개2008-218571호
반도체 패키지나 반도체 장치 중에서도 고주파 디바이스(RF 디바이스)는 특히 발열량이 많아, 방열성이 문제로 된다. 한편, 고주파 디바이스 등의 반도체 패키지나 반도체 장치에는, 흡습 리플로우 시험(반도체 내열성 시험)의 Moisture　Sensitivity　Levels(MSL)1 등을 만족시키는 신뢰성이 요구된다.
또한, MSL1은, IPC/JEDEC(미국 공동 전자 기기 기술 위원회)가 규정하는 레벨 규격이다.
그렇지만, 종래의 접착 필름은 리드 프레임에의 밀착성이 높지 않고, 접착 필름과 리드 프레임 사이에서 박리가 생기는 일이 있고, 상기와 같은 반도체 패키지의 신뢰성에 대하여, 한층 고레벨화하는 것이 중요하다.
따라서, 본 발명은, 상기 상황을 감안하여 이루어진 것이며, 방열성이 높고, 반도체 패키지의 신뢰성이 고도로 우수한 접착 필름, 이것에 더하여, 반도체의 가공성이 우수한 반도체 웨이퍼 가공용 테이프, 그 접착 필름 또는 반도체 웨이퍼 가공용 테이프를 이용한 반도체 패키지 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.
본 발명자들은, 예의 연구를 거듭한 결과, 열 전도율 12W/m·K 이상의 열 전도 필러, 열경화성 수지에 더하여, 열가소성 수지의 페녹시 수지를 사용하고, 경화 후의 접착제층의 유리 전이 온도 이하에서의 선 팽창 계수, 260℃에서의 저장 탄성률 E＇에 더하여, 특히 포화 흡수율을 포함하여, 특정의 관계로 만족시킴으로써, 상기 과제가 해결될 수 있을 전망을 얻었다.
즉, 상기 과제는 하기 구성에 의해 달성되는 것을 알 수 있었다.
(1) 열경화성 수지, 열가소성 수지 및 열 전도 필러를 함유하는 접착제층으로 이루어지는 접착 필름으로서,
상기 열 전도 필러가, 열 전도율 12W/m·K 이상으로서 상기 접착제층 중의 함유량이 30∼50체적%이고, 상기 열가소성 수지가 적어도 1종의 페녹시 수지를 포함하고, 또한, 경화 후의 접착제층이,
하기 수학식 (1)로 산출되는 신뢰성 계수 S1이 50∼220(×10-6GPa)이고,
하기 수학식 (2)로 산출되는 신뢰성 계수 S2가 10∼120(×10-8GPa)이며,
열 전도율이 0.5W/m·K 이상인 것을 특징으로 하는 접착 필름.
S1=(Tg-25[℃])×(CTEα1[ppm/K])×(저장 탄성율 E'[GPa] at 260℃)…(1)
S2=S1×(포화 흡수율 WA[질량%]) …(2)
수학식 (1), (2)에 있어서, S1, S2, Tg, CTEα1, 저장 탄성률 E＇ 및 포화 흡수율 WA는, 경화 후의 접착제층에 대한 것이다. Tg는 유리 전이 온도이고, CTEα1은 그 유리 전이 온도 이하에서의 선 팽창 계수이고, 저장 탄성률 E＇는 260℃에서 측정한 값이다. 또한,［］안은 단위를 나타낸다.
(2) 상기 페녹시 수지의 유리 전이 온도(Tg)가, -50∼50℃이고, 또한 질량 평균 분자량이, 10,000∼100,000인 것을 특징으로 하는 (1)에 기재된 접착 필름.
(3) 상기 페녹시 수지가, 하기 일반식(I)로 표현되는 반복 단위를 가지는 것을 특징으로 하는 (1) 또는 (2)에 기재된 접착 필름.
Figure 112019003650064-pct00001
일반식(I)에 있어서, La는, 단결합 또는 2가의 연결기를 표시하고, Ra1 및 Ra2는, 각각 독립적으로 치환기를 표시한다. ma 및 na는 각각 독립적으로, 0∼4의 정수를 표시한다. X는 알킬렌기를 표시하고, nb는 1∼10의 정수를 표시한다.
(4) 상기 열경화성 수지가 에폭시 수지인 것을 특징으로 하는 (1) 내지 (3) 중 어느 한 항에 기재된 접착 필름.
(5) 상기 열 전도 필러가, 알루미나 및 질화 알루미늄으로부터 선택되는 적어도 1종인 것을 특징으로 하는 (1) 내지 (4) 중 어느 한 항에 기재된 접착 필름.
(6) 경화제로서 페놀계 수지를 함유하는 것을 특징으로 하는 (1) 내지 (5) 중 어느 한 항에 기재된 접착 필름.
(7) 경화 촉진제로서 포스포늄염 화합물을 함유하는 것을 특징으로 하는 (1) 내지 (6) 중 어느 한 항에 기재된 접착 필름.
(8) 기재 필름 상에, 점착제층을 가지고, 그 점착제층 상에 (1) 내지 (7) 중 어느 한 항에 기재된 접착 필름을 가지는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 가공용 테이프.
(9) 상기 (1) 내지 (7) 중 어느 한 항에 기재된 접착 필름을 이용하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지.
(10) 표면에 적어도 1개의 반도체 회로가 형성된 반도체 칩의 이면에, (1) 내지 (7) 중 어느 한 항에 기재된 접착 필름의 접착제층을 접합(貼合)한 접착제층이 마련된 반도체 칩과 배선 기판을 그 접착제층을 통하여 열 압착하는 제1의 공정, 및,
상기 접착제층을 열경화하는 제2의 공정,
을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지의 제조 방법.
본 발명에 의해, 방열성이 높고, 반도체 패키지의 신뢰성이 고도로 우수한 접착 필름, 반도체 웨이퍼 가공용 테이프, 그 접착 필름 또는 반도체 웨이퍼 가공용 테이프를 이용한 반도체 패키지 및 그 제조 방법을 제공하는 것이 가능해졌다.
또한, 본 발명의 반도체 웨이퍼 가공용 테이프는, 방열성이 높고, 반도체 패키지의 신뢰성이 고도로 우수한 접착 필름을 가지고, 이들 성능에 더하여, 반도체의 가공성이 우수하다.
본 발명의 상기 및 다른 특징 및 이점은, 하기의 기재로부터 보다 명확해질 것이다.
<<접착 필름>>
본 발명의 접착 필름은, 적어도, 열경화성 수지, 열가소성 수지 및 열 전도 필러를 함유하는 접착제층으로 이루어지고, 경화 후의 접착제층이, 특정의 신뢰성 계수의 범위를 만족시키고, 열 전도율이 0.5W/m·K 이상이다.
또한, 본 발명에서는, 접착 필름이란, 필름모양의 접착제(이후, 단지 접착제 혹은 접착제층이라고도 칭한다)이고, 이 접착제층 단독의 필름이라도, 이형(離型) 필름 상에 접착제층을 가지는 필름이라도 좋다.
<접착제층의 성분>
본 발명의 접착 필름(접착제층)은, 적어도, 열경화성 수지, 열가소성 수지 및 열 전도 필러를 함유하고, 특히 바람직하게는, 경화제, 경화 촉진제를 함유한다.
(열가소성 수지)
열가소성 수지로서는, 천연 고무, 부틸 고무, 이소프렌 고무, 클로로프렌 고무, 에틸렌-초산 비닐 공중합체, 에틸렌-아크릴산 공중합체, 에틸렌-아크릴산 에스테르 공중합체, 폴리부타디엔 수지, 폴리카보네이트 수지, 열가소성 폴리이미드 수지, 6-나일론이나 6,6-나일론 등의 폴리아미드 수지, 페녹시 수지, 아크릴 수지, 폴리에틸렌 테레프탈레이트나 폴리부틸렌 테레프탈레이트 등의 폴리에스테르 수지, 폴리아미드이미드 수지 또는 불소 수지 등을 들 수 있다. 이들 열가소성 수지는 단독으로, 혹은 2종 이상을 조합하여 이용해도 좋다.
본 발명에서는, 이들 열가소성 수지 가운데, 적어도 1종의 페녹시 수지를 사용한다. 페녹시 수지는 내열성이 높고, 포화 흡수율이 작고, 반도체 패키지의 신뢰성을 확보하기 위해서도 바람직하다. 또, 페녹시 수지는, 에폭시 수지와 구조가 유사한 것으로 인해 상용성(相溶性)이 좋고, 수지 용융 점도도 낮고, 접착성도 좋다.
페녹시 수지는, 비스페놀 혹은 비페놀 화합물과 에피클로르히드린과 같은 에피할로히드린과의 반응, 액상 에폭시 수지와 비스페놀 혹은 비페놀 화합물과의 반응으로 얻을 수가 있다.
어느 반응에 있어서도, 비스페놀 혹은 비페놀 화합물로서는, 하기 일반식(A)로 표시되는 화합물이 바람직하다.
Figure 112019003650064-pct00002
일반식(A)에 있어서, La는, 단결합 또는 2가의 연결기를 표시하고, Ra1 및 Ra2는, 각각 독립적으로 치환기를 표시한다. ma 및 na는 각각 독립적으로, 0∼4의 정수를 표시한다.
La에 있어서, 2가의 연결기는, 알킬렌기, 페닐렌기, -O-, -S-, -SO-, -SO2 -또는 알킬렌기와 페닐렌기가 조합된 기가 바람직하다.
알킬렌기는, 탄소수가 1∼10이 바람직하고, 1∼6이 보다 바람직하고, 1∼3이 더욱더 바람직하고, 1 또는 2가 특히 바람직하고, 1이 가장 바람직하다.
알킬렌기는, -C(Rα)(Rβ)-가 바람직하고, 여기서, Rα 및 Rβ는 각각 독립적으로, 수소 원자, 알킬기, 아릴기를 표시한다. Rα와 Rβ가 서로 결합하여, 고리를 형성해도 좋다. Rα 및 Rβ는 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 알킬기(예를 들면, 메틸, 에틸, 이소프로필, n-프로필, n-부틸, 이소부틸, 헥실, 옥틸, 2-에틸헥실)가 바람직하다. 알킬렌기는, 그 중에서도 -CH2-, -CH(CH3), -C(CH3)2-가 바람직하고, -CH2-, -CH(CH3)가 보다 바람직하고, -CH2-가 더욱더 바람직하다.
페닐렌기는, 탄소수가 6∼12가 바람직하고, 6∼8이 보다 바람직하고, 6이 더욱더 바람직하다. 페닐렌기는, 예를 들면, p-페닐렌, m-페닐렌, o-페닐렌을 들 수 있고, p-페닐렌, m-페닐렌이 바람직하다.
알킬렌기와 페닐렌기가 조합된 기로서는, 알킬렌-페닐렌-알킬렌기가 바람직하고, -C(Rα)(Rβ)-페닐렌-C(Rα)(Rβ)-가 보다 바람직하다.
Rα와 Rβ가 결합하여 형성하는 고리는, 5 또는 6원환(圓環)이 바람직하고, 시클로펜탄 고리, 시클로헥산 고리가 보다 바람직하고, 시클로헥산 고리가 더욱더 바람직하다.
La는, 단결합 또는 알킬렌기, -O-, -SO2-가 바람직하고, 알킬렌기가 보다 바람직하다.
Ra1 및 Ra2에 있어서, 치환기는, 알킬기, 아릴기, 알콕시기, 알킬티오기, 할로겐 원자가 바람직하고, 알킬기, 아릴기, 할로겐 원자가 보다 바람직하며, 알킬기가 더욱더 바람직하다.
ma 및 na는, 0∼2가 바람직하고, 0 또는 1이 보다 바람직하며, 0이 더욱더 바람직하다.
비스페놀 혹은 비페놀 화합물은, 예를 들면, 비스페놀 A, 비스페놀 AD, 비스페놀 AP, 비스페놀 AF, 비스페놀 B, 비스페놀 BP, 비스페놀 C, 비스페놀 E, 비스페놀 F, 비스페놀 G, 비스페놀 M, 비스페놀 S, 비스페놀 P, 비스페놀 PH, 비스페놀 TMC, 비스페놀 Z나, 4,4＇-비페놀, 2,2＇-디메틸-4,4＇-비페놀, 2,2＇,6,6＇-테트라메틸-4,4＇-비페놀 등을 들 수 있고, 비스페놀 A, 비스페놀 AD, 비스페놀 C, 비스페놀 E, 비스페놀 F, 4,4＇-비페놀이 바람직하며, 비스페놀 A, 비스페놀 E, 비스페놀 F가 보다 바람직하고, 비스페놀 F가 특히 바람직하다.
한편, 액상 에폭시 수지로서는, 지방족 디올 화합물의 디글리시딜에테르가 바람직하고, 하기 일반식(B)로 표시되는 화합물이 보다 바람직하다.
Figure 112019003650064-pct00003
일반식(B)에 있어서, X는 알킬렌기를 표시하고, nb는 1∼10의 정수를 표시한다.
알킬렌기는, 탄소수가 2∼10이 바람직하고, 2∼8이 보다 바람직하며, 3∼8이 더욱더 바람직하고, 4∼6이 특히 바람직하며, 6이 가장 바람직하다.
예를 들면, 에틸렌, 프로필렌, 부틸렌, 펜틸렌, 헥실렌, 옥틸렌을 들 수 있고, 에틸렌, 트리메틸렌, 테트라메틸렌, 펜타메틸렌, 헵타메틸렌, 헥사메틸렌, 옥타메틸렌이 바람직하다.
nb는 1∼6이 바람직하고, 1∼3이 보다 바람직하고, 1이 더욱더 바람직하다.
여기서, nb가 2∼10인 경우, X는 에틸렌 또는 프로필렌이 바람직하고, 에틸렌이 더욱더 바람직하다.
디글리시딜에테르에 있어서의 지방족 디올 화합물로서는, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올, 1,5-헵탄디올, 1,6-헥산디올, 1,7-펜탄디올, 1,8-옥탄디올을 들 수 있다.
상기 반응에 있어서, 비스페놀 혹은 비페놀 화합물이나 지방족 디올 화합물은 각각에 있어서, 단독으로 반응하여 얻어진 페녹시 수지라도, 2종 이상 혼합해서 반응하여 얻어진 페녹시 수지라도 상관없다. 예를 들면, 1,6-헥산디올의 디글리시딜에테르와 비스페놀 A와 비스페놀 F의 혼합물과의 반응을 들 수 있다.
페녹시 수지는, 본 발명에서는, 액상 에폭시 수지와 비스페놀 혹은 비페놀 화합물과의 반응으로 얻어진 페녹시 수지가 바람직하고, 하기 일반식(I)로 표시되는 반복 단위를 가지는 페녹시 수지가 보다 바람직하다.
Figure 112019003650064-pct00004
일반식(I)에 있어서의 La, Ra1, Ra2, ma 및 na는, 일반식(A)에 있어서의 La, Ra1, Ra2, ma 및 na와 동의(同義)이며, 바람직한 범위도 동일하다. X 및 nb는, 일반식(B)에 있어서의 X 및 nb와 동의이며, 바람직한 범위도 동일하다.
본 발명에서는, 이들 중에서도, 비스페놀 F와 1,6-헥산디올의 디글리시딜에테르와의 중합체가 바람직하다.
페녹시 수지의 질량 평균 분자량은, 10,000 이상이 바람직하고, 10,000∼100,000이 보다 바람직하다.
또, 에폭시기가 약간 잔존하지만, 에폭시 당량은, 5,000g/eq 이상이 바람직하다.
여기서, 질량 평균 분자량은, GPC[겔 침투 크로마토그래피(Gel　Permeation　Chromatography)]에 의한 폴리스틸렌 환산으로 구한 값이다.
페녹시 수지의 유리 전이 온도(Tg)는, 100℃ 미만이 바람직하고, 80℃ 미만이 보다 바람직하며, 본 발명에서는, -50℃∼50℃가 특히 바람직하고, -50℃∼30℃이 가장 바람직하다.
페녹시 수지는, 상기와 같은 방법으로 합성해도 좋고, 또 시판품을 사용해도 상관없다. 시판품으로서는, 예를 들면, YX7180(상품명：비스페놀 F+1, 6-헥산디올디글리시딜에테르형 페녹시 수지, 미츠비시 화학(주)(Mitsubishi Chemical Corporation)제), 1256(상품명：비스페놀 A형 페녹시 수지, 미츠비시 화학(주)제), YP-70(상품명：비스페놀 A/F형 페녹시 수지, 신닛카 에폭시 제조(주)(NIPPON STEEL & SUMIKIN CHEMICAL CO., LTD.)제), FX-316(상품명：비스페놀 F형 페녹시 수지, 신닛카 에폭시 제조(주)제), 및, FX-280S(상품명：카르도 골격형 페녹시 수지, 신닛카 에폭시 제조(주)제), 4250(상품명：비스페놀 A/비스페놀 F 혼합형 페녹시 수지, 미츠비시 화학(주)제) 등을 들 수 있다.
열가소성 수지의 함유량은, 열경화성 수지(특히 에폭시 수지) 100질량부에 대해서, 10∼500질량부가 바람직하고, 30∼450질량부가 보다 바람직하며, 60∼400질량부가 더욱더 바람직하다. 함유량을 이와 같은 범위로 함으로써, 경화 전의 접착 필름의 강성과 유연성을 조정할 수가 있다.
(열경화성 수지)
열경화성 수지는, 에폭시 수지, 페놀 수지, 요소 수지, 멜라민 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 실리콘 수지, 폴리우레탄 수지가 알려져 있지만, 본 발명에서는, 에폭시 수지가 특히 바람직하다.
에폭시 수지는, 액체, 고체 또는 반고체의 어느것이더라도 좋다. 본 발명에 있어서 액체란, 연화점이 50℃ 미만인 것을 말하고, 고체란, 연화점이 60℃ 이상인 것을 말하고, 반고체란, 연화점이 상기 액체의 연화점과 고체의 연화점 사이(50℃ 이상 60℃ 미만)에 있는 것을 말한다. 본 발명에서 사용하는 에폭시 수지로서는, 호적한 온도 범위(예를 들면 60∼120℃)에서 저용융 점도에 도달할 수가 있는 점착제층이 얻어진다고 하는 관점으로부터, 연화점은 100℃ 이하가 바람직하다. 또한, 본 발명에 있어서, 연화점이란, 연화점 시험(환구식(環球式)법(측정 조건：JIS-2817에 준거)에 의해 측정한 값이다.
본 발명에서 사용하는 에폭시 수지에 있어서, 경화체의 가교 밀도가 높아지고, 결과적으로, 배합되는 필러끼리의 접촉 확률이 높고 접촉 면적이 넓어짐으로써 보다 높은 열 전도율이 얻어진다고 하는 관점으로부터, 에폭시 당량은 600g/eq 이하가 바람직하고, 150∼550g/eq가 보다 바람직하고, 150∼450g/eq가 더욱더 바람직하고, 150∼300g/eq가 특히 바람직하고, 150∼200g/eq가 가장 바람직하다. 또한, 본 발명에 있어서, 에폭시 당량이란, 1그램 당량의 에폭시기를 포함하는 수지의 그램수(g/eq)를 말한다.
에폭시 수지의 분자량 혹은 질량 평균 분자량은, 3,000 미만이 바람직하고, 150 이상 3,000 미만이 보다 바람직하며, 200∼2,000이 더욱더 바람직하고, 200∼1,000이 특히 바람직하며, 300∼600이 가장 바람직하다.
여기서, 질량 평균 분자량은, GPC[겔 침투 크로마토그래피(Gel　Permeation　Chromatography)]에 의한 폴리스틸렌 환산으로 구한 값이다.
에폭시 수지의 골격으로서는, 페놀 노볼락형, 오르소크레졸 노볼락형, 크레졸 노볼락형, 디시클로펜타디엔형, 비페닐형, 플루오렌비스페놀형, 트리아진형, 나프톨형, 나프탈렌디올형, 트리페닐메탄형, 테트라페닐형, 비스페놀 A형, 비스페놀 F형, 비스페놀 AD형, 비스페놀 S형, 트리메틸올메탄형, 다이머산 에스테르형 등을 들 수 있다. 이 중, 수지의 결정성이 낮고, 양호한 외관을 가지는 접착제층을 얻을 수 있다고 하는 관점으로부터, 트리페닐메탄형, 비스페놀 A형, 비스페놀 F형, 크레졸 노볼락형, 오르소크레졸 노볼락형이 바람직하고, 트리페닐메탄형, 비스페놀 A형, 비스페놀 F형이 보다 바람직하고, 트리페닐메탄형, 비스페놀 A형이, 이들 중서도 바람직하다.
에폭시 수지는 1종을 단독으로, 혹은 2종 이상을 조합하여 이용해도 좋다.
에폭시 수지의 함유량은, 접착 필름을 구성하는 성분의 총질량 100질량부에 대해서, 1∼20질량부가 바람직하고, 4∼10질량부가 보다 바람직하다. 이와 같은 범위로 함으로써, 경화시켰을 때에 가교 밀도가 바람직한 범위로 되고, 열 전도율이 향상하기 어려워지는 가교 밀도가 높은 수지 성분의 생성을 억제하고, 게다가, 조금의 온도 변화에서도 필름 상태(필름 택성(tackiness) 등)가 변화하기 쉬워지는 올리고머 성분의 생성을 억제할 수가 있다.
(경화제 및 경화 촉진제)
본 발명에 있어서, 에폭시 수지를 열 경화하기 위해서, 경화제 혹은 경화 촉진제를 사용하는 것이 특히 바람직하다.
에폭시 수지를 열 경화하기 위한 경화제 혹은 경화 촉진제로서는, 예를 들면, 디시안디아미드계 수지, 3불화 붕소 착화합물, 유기 히드라지드 화합물, 아민류, 폴리아미드 수지, 이미다졸 화합물, 요소 혹은 티오 요소 화합물, 폴리메르캅탄 화합물, 메르캅토기를 말단에 가지는 폴리술피드 수지, 산 무수물, 경화 촉매 복합계 다가 페놀류 등의 페놀계 수지, 광·자외선 경화제, 인-붕소계 경화 촉진제(포스포늄염 화합물 등)를 들 수 있다.
이 중, 3불화 붕소 착화합물로서는, 여러 가지 아민 화합물(바람직하게는 제1급 아민 화합물)과의 3불화 붕소-아민 착체를 들 수 있고, 유기 히드라지드 화합물로서는, 이소프탈산 디히드라지드를 들 수 있다.
아민류로서는, 사슬모양 지방족 아민 화합물(디에틸렌트리아민, 트리에틸렌테트라민, 헥사메틸렌디아민, N,N-디메틸프로필아민, 벤질디메틸아민, 2-(디메틸아미노)페놀, 2,4,6-트리스(디메틸아미노메틸)페놀, m-크실렌디아민 등), 고리모양 지방족아민 화합물(N-아미노에틸피페라진, 비스(3-메틸-4-아미노시클로헥실)메탄, 비스(4-아미노시클로헥실)메탄, 멘텐디아민, 이소포론디아민, 1,3-비스(아미노메틸)시클로헥산 등), 헤테로고리 아민 화합물(피페라진, N,N-디메틸피페라진, 트리에틸렌디아민, 멜라민, 구아나민 등), 방향족 아민 화합물(메타페닐렌디아민, 4,4＇-디아미노디페닐메탄, 디아미노, 4,4＇-디아미노디페닐술폰 등), 폴리아미드 수지(폴리아미드아민이 바람직하고, 다이머산과 폴리아민의 축합물)를 들 수 있다.
이미다졸 화합물로서는, 2-페닐-4,5-디히드록시메틸이미다졸, 2-메틸이미다졸, 2,4-디메틸이미다졸, 2-n-헵타데실이미다졸, 1-시아노에틸-2-운데실이미다졸륨·트리멜리테이트, 에폭시·이미다졸 부가체, 이미다졸 화합물과 방향족 다가 카르본산 화합물과의 복합 화합물 등을 들 수 있다.
요소 혹은 티오 요소 화합물로서는, N,N-디알킬 요소 화합물, N,N-디알킬티오 요소 화합물 등을 들 수 있다.
산 무수물로서는 테트라히드로 무수 프탈산, 무수 프탈산, 무수 트리멜리트산, 무수 필로멜리트산 등을 들 수 있다.
경화 촉매 복합계 다가 페놀류로서는, 노볼락형 페놀 수지, 페놀 아랄킬형 페놀 수지, 폴리비닐형 페놀 수지, 크레졸형 페놀 수지를 들 수 있다.
광·자외선 경화제로서는, 디페닐요오드늄헥사플루오로포스페이트, 트리페닐술포늄헥사플루오로포스페이트 등을 들 수 있다.
인-붕소계 경화 촉진제로서는, 테트라페닐포스포늄테트라페닐보레이트(상품명；TPP-K), 테트라페닐포스포늄테트라-p-트리보레이트(상품명；TPP-MK), 트리페닐포스핀트리페닐보란(상품명；TPP-S) 등의 인-붕소계 경화 촉진제를 들 수 있다(어느것이나 홋코 화학 공업(주)(HOKKO CHEMICAL INDUSTRY CO., LTD)제). 그 중에서도, 잠재성이 우수하기 때문에 실온에서의 보존 안정성이 양호하다고 하는 점으로부터, 테트라페닐포스포늄테트라페닐보레이트, 테트라페닐포스포늄테트라-p-트리보레이트가 바람직하다.
본 발명에서는, 경화제로서, 경화 촉매 복합계 다가 페놀류가 바람직하고, 수산기 당량은, 100∼150g/eq가 바람직하다.
또한, 본 발명에 있어서, 수산기 당량이란, 1그램 당량의 수산기를 포함하는 수지의 그램수(g/eq)를 말한다.
경화 촉매 복합계 다가 페놀류 가운데, 본 발명에서는, 노볼락형 페놀 수지가 바람직하고, 크레졸 노볼락형 페놀 수지가 보다 바람직하다.
또, 경화 촉진제로서는, 잠재성이 우수하고 접착 필름의 신뢰성을 장기간 유지할 수가 있는 관점으로부터, 인-붕소계 경화 촉매나, 캡슐화한 이미다졸이 바람직하다.
본 발명에서는, 경화 촉진제는, 특히, 인-붕소계 경화 촉진제가 바람직하고, 테트라페닐포스포늄테트라페닐보레이트가 가장 바람직하다.
경화제 혹은 경화 촉진제의 접착제층 중의 함유량은, 특별히 한정되지 않고, 최적인 함유량은 경화제 혹은 경화 촉진제의 종류에 따라서 다르다.
경화제의 함유량은, 에폭시 수지 100질량부에 대해서, 0.5∼80질량부가 바람직하고, 1∼70질량부가 보다 바람직하다.
경화 촉진제의 함유량은, 경화제의 함유량보다 적은 쪽이 바람직하고, 경화제 100질량부에 대해서, 0.1∼50질량부가 바람직하고, 0.5∼20질량부가 보다 바람직하고, 1∼15질량부가 더욱더 바람직하다.
(열 전도 필러)
본 발명에서는, 접착제층 중에, 열 전도율이 12W/m·K 이상인 적어도 1종의 열 전도 필러를 함유한다.
열 전도 필러의 열 전도율이 12W/m·K 미만이면, 목적의 열 전도율을 얻기 위해서 보다 많은 열 전도 필러를 배합하게 되고, 그 결과, 접착 필름의 용융 점도가 상승하고, 실장 기판에 압착할 때에 기판의 요철을 매립할 수가 없어 밀착성이 저하한다.
열 전도율이 12W/m·K 이상인 열 전도 필러는, 알루미나 입자(열 전도율：36W/m·K), 질화 알루미늄 입자(열 전도율：150∼290W/m·K), 질화 붕소 입자(열 전도율：60W/m·K), 산화 아연 입자(열 전도율：54W/m·K), 질화 규소 필러(열 전도율：27W/m·K), 탄화 규소 입자(열 전도율：200W/m·K) 및 산화 마그네슘 입자(열 전도율：59W/m·K)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 필러가 바람직하다. 특히 알루미나 입자는 고열 전도율을 가지고, 분산성, 입수 용이성의 점에서 바람직하다. 또, 질화 알루미늄 입자나 질화 붕소 입자는, 알루미나 입자보다도 더욱더 높은 열 전도율을 가지는 것이 바람직하다. 본 발명에서는, 그 중에서도 알루미나 입자와 질화 알루미늄 입자가 바람직하다.
질화 알루미늄 입자는, 고열 전도화, 선 팽창 계수의 저감에 공헌한다.
질화 알루미늄 입자는, 분말 상태에 있어서 물과의 접촉에 의해서 표면이 가수분해하고, 암모늄 이온을 생성하기 쉽기는 하지만, 에폭시 수지의 경화제로, 흡습율이 작은 페놀 수지를 사용함으로써, 가수분해를 억제할 수 있다.
열 전도 필러는, 표면 처리나 표면 개질되어 있어도 좋고, 이와 같은 표면 처리나 표면 개질로서는, 실란 커플링제나 인산 혹은 인산 화합물, 계면활성제를 들 수 있다.
예를 들면, 실란 커플링제에 의해 열 전도 필러를 처리하는 방법으로서는 특별히 한정되지 않고, 용매 중에서 열 전도 필러와 실란 커플링제를 혼합하는 습식법, 기상 중에서 열 전도성 입자와 실란 커플링제를 처리시키는 건식법, 미리 바인더 수지인 열가소성 수지에 실란 커플링제를 혼합하는 인티그랄법 등을 들 수 있다.
질화 알루미늄 입자의 경우, 가수분해를 억제하기 위해서 표면 개질되어 있는 것이 바람직하다. 질화 알루미늄의 표면 개질 방법으로서는, 표면층에 산화 알루미늄의 산화물 층을 마련하여 내수성을 향상시키고, 인산 혹은 인산 화합물에 의한 표면 처리를 행하고 수지와의 친화성을 향상시키는 방법이 특히 바람직하다.
질화 알루미늄을 포함하는 열 전도 필러에 대해서 표면 처리에서 사용되는 인산은, 오르토인산(H3PO4), 피롤린산(H4P2O7), 메타인산((HPO3)n, n은 축합도를 표시하는 정수이다) 혹은 이들의 금속염을 들 수 있다. 인산 화합물로서는, 알킬포스폰산, 아릴포스폰산, 알킬인산, 아릴인산 등의 유기 인산(예를 들면, 메틸포스폰산, 에틸포스폰산, 헥실포스폰산, 비닐포스폰산, 페닐포스폰산, 메틸인산, 에틸인산, 헥실인산)을 들 수 있다.
열 전도 필러의 표면을 실란 커플링제로 표면 처리하는 것도 바람직하다.
또, 나아가 이온 트랩제를 병용하는 것도 바람직하다.
실란 커플링제는, 규소 원자에 알콕시기, 아릴 옥시기와 같은 가수분해성 기가 적어도 1개 결합한 것이고, 이것에 더하여, 알킬기, 알케닐기, 아릴기가 결합해도 좋다. 알킬기는, 아미노기, 알콕시기, 에폭시기, (메타)아크릴로일옥시기가 치환된 것이 바람직하고, 아미노기(바람직하게는 페닐아미노기), 알콕시기(바람직하게는 글리시딜옥시기), (메타)아크릴로일옥시기가 치환된 것이 보다 바람직하다.
실란 커플링제는, 예를 들면, 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란, 3-글리시딜옥시프로필트리메톡시실란, 3-글리시딜옥시프로필트리에톡시실란, 3-글리시딜옥시프로필메틸디메톡시실란, 3-글리시딜옥시프로필메틸디에톡시실란, 디메틸디메톡시실란, 디메틸디에톡시실란, 메틸트리메톡시실란, 메틸트리에톡시실란, 페닐트리메톡시실란, 페닐트리에톡시실란, N-페닐-3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-메타크릴로일옥시프로필메틸디메톡시실란, 3-메타크릴로일옥시프로필트리메톡시실란, 3-메타크릴로일옥시프로필메틸디에톡시실란, 3-메타크릴로일옥시프로필트리에톡시실란 등을 들 수 있다.
계면활성제(분산제)는, 음이온성, 양이온성 또는 비음이온성의 어느 것이더라도 좋고, 또 고분자 화합물이더라도 상관없다.
본 발명에서는, 음이온성 계면활성제가 바람직하고, 인산 에스테르계 계면활성제가 보다 바람직하다.
인산 에스테르계 계면활성제는, 토호 화학(주)(TOHO Chemical Industry Co.,Ltd.)제의 포스파놀 시리즈로서 시판되고 있는 것을 사용할 수가 있다. 예를 들면, 포스파놀 RS-410, 610, 710, 포스파놀 RL-310, 포스파놀 RA-600, 포스파놀 ML-200, 220, 240, 포스파놀 GF-199(어느것이나 상품명)를 들 수 있다.
실란 커플링제나 계면활성제는, 열 전도 필러 100질량부에 대해, 0.1∼2.0질량부 함유시키는 것이 바람직하다.
열 전도 필러의 형상은, 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 후레이크모양, 바늘모양(針狀), 필라멘트모양, 구모양(球狀), 비늘조각모양(鱗片狀)의 것을 사용할 수가 있지만, 열 전도성 입자와 수지의 접촉 면적을 작게 할 수 있고, 120℃∼130℃에 있어서의 유동성을 높일 수 있는 점에서 구모양 입자가 바람직하다.
또, 평균 입경은 0.01∼5㎛가 바람직하고, 0.1∼5㎛가 보다 바람직하다. 평균 입경을 이와 같은 범위로 함으로써, 필러 사이에 응집하는 일없이, 점착제층을 마련할 때에 얼룩이나 줄무늬가 생기는 일없이, 접착제층의 막두께의 균일성이 유지된다.
또한, 본 발명에 있어서, 평균 입경이란, 입도 분포에 있어서 입자의 전(全)체적을 100%로 했을 때에 50% 누적으로 될 때의 입경을 말하며, 레이저 회절·산란법(측정 조건：분산매-헥사메타인산 나트륨, 레이저 파장：780㎚, 측정 장치：마이크로트랙 MT3300EX)에 의해 측정한 입경 분포의 입경의 체적 분율의 누적 커브로부터 구할 수가 있다. 또, 본 발명에 있어서, 구모양이란, 진구(眞球) 또는 실질적으로 모서리가 없는 둥그스름함이 있는 대략 진구인 것을 말한다.
본 발명에서는, 열 전도 필러의 함유량은, 접착제층의 전(全)체적에 대해, 30∼50체적%이다. 이와 같은 범위로 함으로써, 접착 필름을 이용하여 제조되는 반도체 패키지는, 방열성이 우수하고, 게다가, 응력 완화성이 우수하며, 열 변화시에 반도체 패키지에 생기는 내부 응력을 완화하는 것이 가능하여, 피착체로부터의 박리를 일으키기 어렵게 할 수가 있다.
또한, 열 전도 필러의 함유량이 30체적% 미만이면, 접착제층의 열 전도율이 낮아지고, 반도체 패키지로부터의 방열 효과가 약해진다. 열 전도 필러의 함유량이 50체적%를 넘으면, 응력 완화성이 뒤떨어지고, 열 변화시에 반도체 패키지에 생기는 내부 응력을 완화하는 것이 곤란하게 되어, 피착체로부터의 박리를 일으키기 쉬워진다.
열 전도 필러의 함유량의 하한은, 바람직하게는 35체적% 이상, 보다 바람직하게는 40체적% 이상이다. 접착제층의 전(全)체적에 대한 열 전도 필러의 함유량은, 접착제층을 구성하는 각 성분의 첨가량과 비중으로부터 산출한다.
(그 밖의 첨가물)
본 발명에서는, 접착제층 중에, 열가소성 수지, 열경화성 수지, 열 전도 필러 외에, 경화제 및 경화 촉진제를 함유하는 것이 바람직하지만, 이들 이외에, 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위에 있어서, 점도 조정제, 산화 방지제, 난연제, 착색제, 부타디엔계 고무나 실리콘 고무 등의 응력 완화제 등의 첨가제를 더 함유해도 좋다.
(수지 성분의 함유량)
본 발명에서는, 적어도 열가소성 수지와 열경화성 수지를 함유하지만, 이들을 포함한 수지 성분의 접착제층 중의 함유량은, 바람직하게는 50체적% 이상이다. 수지 성분의 접착제층 중의 함유량 상한은, 바람직하게는 70체적% 이하이며, 보다 바람직하게는 65체적% 이하, 더욱더 바람직하게는 60체적% 이하이다.
또, 열경화성 수지와 열가소성 수지의 합계량의 100질량부에 대해서, 열경화성 수지의 배합 비율로서는, 소정 조건하에서 가열했을 때에 접착 필름(접착제층)이 열 경화형으로서의 기능을 발휘하는 정도이면 특별히 한정되지 않지만, 120℃∼130℃에 있어서의 유동성을 높일 수 있다고 하는 점으로부터, 10∼80질량부의 범위가 바람직하고, 20∼70질량부의 범위가 보다 바람직하다.
한편, 열가소성 수지의 배합 비율로서는, 열경화성 수지와 열가소성 수지의 합계량의 100질량부에 대해서, 120℃∼130℃에 있어서의 유동성을 높일 수 있다고 하는 점으로부터, 20∼90질량부의 범위가 바람직하고, 30∼80질량부의 범위가 보다 바람직하다.
(접착 필름(접착제층)의 두께)
접착 필름의 두께는, 5∼200㎛가 바람직하고, 배선 기판, 반도체 칩 표면의 요철을 보다 충분히 매립할 수가 있다고 하는 관점으로부터, 10∼40㎛가 보다 바람직하다. 두께를 상기 범위로 함으로써, 배선 기판, 반도체 칩 표면의 요철을 충분히 매립하여, 충분한 밀착성을 담보할 수가 있고, 게다가 유기 용매의 제거가 용이하고, 잔존 용매량이 적어, 택성이 강해지는 바와 같은 문제도 생기지 않는다.
<이형 필름>
이형 필름은, 이형 처리한 필름이고, 접착 필름(접착제층)의 커버 필름으로서 기능하는 것으로서, 피착체에 접착 필름인 접착제층을 붙일 때에 박리되는 것이고, 접착 필름의 취급성을 좋게 할 목적으로 이용된다.
이형 처리는 어떠한 처리라도 상관없지만, 대표적으로는 실리콘 처리이다.
이형 필름으로서는, 예를 들면, 폴리에틸렌 필름, 폴리프로필렌 필름, 폴리부텐 필름, 폴리부타디엔 필름, 폴리메틸펜텐 필름, 폴리염화비닐 필름, 염화비닐 공중합체 필름, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름, 폴리에틸렌나프탈레이트 필름, 폴리부틸렌테레프탈레이트 필름, 폴리우레탄 필름, 에틸렌·초산 비닐 공중합체 필름, 아이오노머 수지 필름, 에틸렌·(메타)아크릴산 공중합체 필름, 에틸렌·(메타)아크릴산 에스테르 공중합체 필름, 폴리스틸렌 필름, 폴리카보네이트 필름, 폴리이미드 필름, 불소 수지 필름 등의 이형 처리된 필름을 들 수 있다. 또 이들의 가교 필름도 이용된다. 또 이들의 적층 필름이더라도 좋다.
이들 가운데, 이형 처리된 폴리에틸렌, 이형 처리된 폴리프로필렌, 이형 처리된 폴리에틸렌테레프탈레이트가 바람직하고, 이형 처리된 폴리에틸렌테레프탈레이트가 그 중에서도 바람직하다.
이형 필름의 표면 장력은, 40mN/m 이하가 바람직하고, 35mN/m 이하가 보다 바람직하다.
이형 필름의 막두께는, 통상은 5∼300㎛이고, 바람직하게는 10∼200㎛이며, 특히 바람직하게는 20∼150㎛ 정도이다.
<접착 필름(접착제층)의 특성>
본 발명의 접착 필름(접착제층)은, 열 경화 후(이후, 단지 경화 후라고도 칭한다)의 접착제층, 즉, 경화물이 이하의 특성을 나타낸다.
또한, 접착제층의 경화물의 측정은, 180℃에서 1시간 가열 처리한 경화물에 대해서 구한 것이다.
(신뢰성 계수)
본 발명에서는, 경화 후의 접착제층은, 하기 수학식 (1)로 산출되는 신뢰성 계수 S1이 50∼220(×10-6GPa)이고, 하기 수학식 (2)로 산출되는 신뢰성 계수 S2가 10∼120(×10-8GPa)이다.
S1=(Tg-25[℃])×(CTEα1[ppm/K])×(저장 탄성율 E'[GPa] at 260℃)…(1)
S2=S1×(포화 흡수율 WA[질량%]) …(2)
수학식 (1), (2)에 있어서, S1, S2, Tg, CTEα1, 저장 탄성률 E＇및 포화 흡수율 WA는, 경화 후의 접착제층에 대한 것이다. Tg는 유리 전이 온도이고, CTEα1은 그 유리 전이 온도 이하에서의 선 팽창 계수이고, 저장 탄성률 E＇는 260℃에서 측정한 값이다. 또,［］안은 단위를 나타낸다.
여기서, 신뢰성 계수 S1 및 S2는, 흡습 공정과 리플로우 공정을 본뜬 260℃의 가열 공정을 포함하고, 온도 변화에 의한 변형이나 수분의 증발에 의한 반도체 패키지의 칩과 기판 간의 박리가 일어나지 않는지 어떤지를 평가하는 것이다.
경화 후의 접착제층의 유리 전이 온도(Tg) 이하에서는, 온도 변화에 의해서 변형이 생기고, 일그러짐이 발생한다. 온도 변화에 의한 변형량은, 상기 수학식 (1)의 (Tg-25[℃])×(CTEα1[ppm] )로 계산된다.
유리 전이 온도(Tg) 이상에서는, 고무 상태이기 때문에 변형을 완화할 수 있다.
또한, 260℃에서의 저장 탄성률 E＇가 작으면 상온(25℃)으로부터 260℃까지 축적된 일그러짐을 내부 응력으로 완화하는 완화능이 우수하다.
신뢰성 계수 S1은, 이상을 가미하여 얻어진 관계식이다.
한편, 신뢰성 계수 S2는, 포화 흡수량이 많으면 260℃의 가열 공정에서의 수분의 증발에 의해 반도체 패키지의 내부에 있어서, 각 접착제층 계면에서의 박리가 생기기 쉬워지는 것을 더 가미하여 얻어진 관계식이다.
(포화 흡수율 WA)
본 발명에서는, 경화 후의 접착제층의 포화 흡수율 WA는, 1.0질량% 이하가 바람직하고, 0.7질량% 이하가 보다 바람직하다. 포화 흡수율 WA가 1.0질량%를 넘으면, 흡습 공정을 포함하는 신뢰성 시험에 있어서, 반도체 패키지를 리플로우 방식에 의해 납땜할 때에 접착 필름 내부의 수분의 폭발적인 기화에 의해 패키지 크랙이 발생하기 쉬워지는 경향이 있다. 또한, 포화 흡수율 WA는, 항온 항습기를 이용하여 열 경화 후의 접착 필름에 있어서의 흡수 전의 질량과, 온도 85℃, 상대 습도 85%의 조건에서 포화할 때까지 흡습시킨 후의 질량을 측정하여 산출할 수가 있다.
포화 흡수율 WA는, 수지 성분과 열 전도 필러의 함유 비율 및 수지 성분의 종류와 함유량을 변경함으로써, 조절할 수가 있다.
(경화 후의 접착제층의 유리 전이 온도(Tg))
본 발명에서는, 경화 후의 접착제층의 유리 전이 온도(Tg)는, 80℃ 이상이 바람직하다.
유리 전이 온도(Tg)가, 80℃ 이상이면, 반도체 패키지의 통상의 사용 온도 범위 및 열 사이클 신뢰성 시험의 온도 범위에 있어서의 급격한 물성 변화를 억제할 수 있고, 또, 포화 흡수율 WA가 높아지는 것을 억제할 수 있다. 경화 후의 접착제층의 유리 전이 온도(Tg)는, 보다 바람직하게는 85℃ 이상, 더욱더 바람직하게는 100℃ 이상이다. 한편, 경화 후의 접착제층의 유리 전이 온도(Tg)의 상한은, 200℃ 이하가 바람직하다. 200℃ 이하이면, 온도 변화에 의해서 생기는 일그러짐을 억제할 수 있다. 경화 후의 접착제층의 유리 전이 온도(Tg)의 상한은 보다 바람직하게는 180℃ 이하, 더욱더 바람직하게는 150℃ 이하이다.
경화 후의 접착제층의 유리 전이 온도(Tg)는, 수지 성분의 종류와 함유량 및 경화 조건을 변경함으로써, 조절할 수가 있다.
(저장 탄성률 E＇)
본 발명에서는, 경화 후의 접착제층의 260℃에 있어서의 저장 탄성률 E＇는, 바람직하게는 1GPa 이하이다. 260℃에 있어서의 저장 탄성률 E＇가 1GPa 이하이면, 응력 완화성이 우수하고, 열 변화시에 반도체 장치에 생기는 내부 응력을 완화하는 것이 가능하여, 피착체로부터의 박리를 일으키기 어렵게 할 수가 있다. 260℃에 있어서의 저장 탄성률 E＇의 하한은, 바람직하게는 1MPa 이상이다. 260℃에 있어서의 저장 탄성률 E＇가 1MPa 이상이면, 고온에서의 응집 파괴를 일으키기 어렵고, 내(耐)리플로우성이 우수하다. 260℃에 있어서의 저장 탄성률 E＇는, 보다 바람직하게는 0.01GPa 이상이다.
저장 탄성률 E＇는, 수지 성분과 열 전도 필러의 함유 비율 및 수지 성분의 종류와 함유량을 변경함으로써, 조절할 수가 있다.
(유리 전이 온도(Tg) 이하에서의 선 팽창 계수 CTEα1)
본 발명에서는, 경화 후의 접착제층의 유리 전이 온도(Tg) 이하에서의 선 팽창 계수 CTEα1은, 바람직하게는 40ppm/K 이하이다. 유리 전이 온도(Tg) 이하에서의 선 팽창 계수 CTEα1이 40ppm/K 이하이면, 접착제층과 피착체의 접착 계면에 있어서, 가열시에 발생하는 박리 응력에 의한 접착제층의 응집 파괴를 방지할 수가 있다. 유리 전이 온도(Tg) 이하에서의 선 팽창 계수 CTEα1의 하한은, 바람직하게는 5ppm/K 이상이다. 유리 전이 온도(Tg) 이하에서의 선 팽창 계수 CTEα1이 5ppm/K 이상이면, 접착제층과 피착체의 접착 계면에 있어서, 가열시에 발생하는 박리 응력을 접착제층이 완화·흡수하여, 접착 계면의 박리를 방지할 수가 있다.
유리 전이 온도(Tg) 이하에서의 선 팽창 계수 CTEα1은, 수지 성분의 종류와 함유량을 변경함으로써, 조절할 수가 있다.
(경화 후의 접착제층의 열 전도율)
본 발명에서는, 경화 후의 접착제층의 열 전도율은, 0.5W/m·K 이상이고, 1. 2W/m·K 이상이 바람직하며, 1.5W/m·K 이상이 보다 바람직하다. 경화 후의 접착제층의 열 전도율이 0.5W/m·K 이상이면, 접착 필름을 이용하여 제조되는 반도체 패키지는, 방열성이 우수하다. 또한, 경화 후의 접착제층의 열 전도율은 높을수록 바람직하지만 상한은, 현실적으로는, 예를 들면, 20W/m·K 이하이다.
경화 후의 접착제층의 열 전도율은, 수지 성분의 종류와 함유량, 열 전도 필러의 종류와 함유량 등을 변경함으로써, 조절할 수가 있다.
유리 전이 온도(Tg), 유리 전이 온도(Tg) 이하에서의 선 팽창 계수 CTEα1, 260℃에 있어서의 저장 탄성률 E＇, 포화 흡수율 WA 및 경화 후의 접착제층의 열 전도율은, 어느 것이나 실시예에 기재된 방법으로 측정할 수 있다.
<<반도체 웨이퍼 가공용 테이프 및 그 제조 방법>>
본 발명의 접착 필름은, 본 발명의 접착 필름 단독으로 사용해도 좋지만, 기재(基材) 필름 상에, 점착제층을 가지고, 그 점착제층 상에 본 발명의 접착 필름인 접착제층(이후, 단지 접착제층이라고 칭한다)을 가지는 반도체 웨이퍼 가공용 테이프(다이싱·다이 본드 필름)로서 사용해도 좋다.
이하에, 반도체 웨이퍼 가공용 테이프를 설명한다.
(기재 필름)
기재 필름의 재질은, 통상, 반도체 웨이퍼 가공용의 점착 테이프에서 이용되는 것을 사용할 수가 있고, 예를 들면, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌 공중합체, 폴리부텐, 에틸렌-초산 비닐 공중합체, 에틸렌-아크릴산 에스테르 공중합체, 에틸렌-아크릴산 공중합체, 아이오노머 등의 α-올레핀의 단독 중합체 또는 공중합체, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리메타크릴산 메틸 등의 엔지니어링 플라스틱, 폴리우레탄, 스티렌-에틸렌-부텐 혹은 펜텐계 공중합체 등의 열가소성 엘라스토머를 들 수 있고, 이들 군으로부터 선택되는 2종 이상이 혼합된 것이더라도 상관없다.
본 발명에서는 다이싱 시의 접착 필름 및 반도체 칩의 보존유지와, 픽업시의 반도체 칩의 균일 확장성의 관점으로부터, 가교성의 수지가 바람직하고, 예를 들면, 에틸렌-(메타)아크릴산 이원 공중합체 또는 에틸렌-(메타)아크릴산-(메타)아크릴산을, 금속 이온으로 가교한 아이오노머가 바람직하다.
기재 필름은, 단층의 필름이더라도, 2층 이상의 필름이 적층된 기재 필름이더라도 상관없다.
기재 필름의 두께는 50∼200㎛가 바람직하다.
(점착제층)
점착제층을 형성하는 점착제로서는 특별히 제한되지 않고, 예를 들면, 아크릴계 점착제, 고무계 점착제 등의 일반적인 감압성 점착제나, 자외선의 조사로 경화하는 방사선 경화형 점착제의 어느 것이더라도 상관없다. 반도체 웨이퍼의 가공에 사용되는 감압성 점착제는 아크릴계 점착제가 일반적이고, 바람직하다.
본 발명에서는 감압성 점착제보다, 방사선 경화형 점착제가 바람직하다.
방사선 경화형 점착제는, 탄소-탄소 이중 결합 등의 방사선 경화성의 관능기를 가지고, 또한 점착성을 나타내는 것이면, 어떠한 것이더라도 상관없다.
　예를 들면, 아크릴계 점착제 등의 일반적인 감압성 점착제에, 방사선 경화성의 모노머 성분이나 올리고머 성분을 배합한 방사선 경화형 점착제나 베이스 폴리머로서, 탄소-탄소 이중 결합을 폴리머의 측쇄, 주쇄 또는 주쇄 말단에 가지는 방사선 경화형 점착제를 들 수 있다. 베이스 폴리머가, 탄소-탄소 이중 결합을 가지는 방사선 경화형 점착제(이후, 탄소-탄소 이중 결합을 가지는 폴리머를 방사선 경화성 폴리머라고 칭한다)는, 저분자 성분인 올리고머 성분 등을 함유할 필요가 없고, 가령 이들 성분을 포함했다고 해도 많이 포함하지 않기 때문에, 시간이 경과함에 따라 올리고머 성분 등이 점착제층 중을 이동하는 일없이, 안정된 층 구조의 점착제층을 형성할 수가 있기 때문에, 바람직하다.
아크릴계 점착제 등의 일반적인 감압성 점착제에, 방사선 경화성의 모노머 성분이나 올리고머 성분을 배합한 방사선 경화형 점착제의 경우, 방사선 경화성의 모노머 성분으로서는, 예를 들면, 우레탄 올리고머, 우레탄(메타)아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 테트라메틸올메탄테트라(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리스톨테트라(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스톨모노히드록시펜타(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사(메타)아크릴레이트, 1,4-부탄디올디(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다. 또 방사선 경화성의 올리고머 성분은 우레탄계, 폴리에테르계, 폴리에스테르계, 폴리카보네이트계, 폴리부타디엔계 등 여러 가지 올리고머를 들 수 있다. 이들의 분자량은, 통상 100∼30,000이고, 점착제를 구성하는 아크릴계 폴리머 등의 베이스 폴리머 100질량부에 대해서, 5∼500질량부 함유한다.
베이스 폴리머가, 탄소-탄소 이중 결합을 가지는 방사선 경화형 점착제에서는, 방사선 경화성 폴리머에 있어서, 방사선의 조사로 중합하여 경화하는 탄소-탄소 이중 결합(이후, 에틸렌성 불포화기라고 칭한다)은, 비닐기, 알릴기, 스티릴기, (메타)아크릴로일옥시기, (메타)아크릴로일아미노기 등을 들 수 있다.
방사선 경화성 폴리머에 특별히 제한은 없지만, 예를 들면, (메타)아크릴 공중합체, 폴리에스테르, 에틸렌 혹은 스티렌 공중합체, 폴리우레탄을 들 수 있고, (메타)아크릴 공중합체가 바람직하다.
또한, (메타)아크릴 공중합체에 있어서의 (메타)아크릴은, 아크릴 또는 메타크릴을 포괄하는 것이고, 어느것인가 한쪽이라도 이들 양쪽이라도 상관없다.
방사선 경화성 폴리머의 합성 방법으로서는, 예를 들면 (a) 에틸렌성 불포화기를 가지는 폴리머인 경우, 에틸렌성 불포화기를 가지는 화합물과 폴리머를 반응시켜, 에틸렌성 불포화기가 도입된 폴리머를 얻는 방법, (b) 에틸렌성 불포화기를 가지는 올리고머[예를 들면, 가교제의 일종인 우레탄(메타)아크릴 올리고머 등]를 이용하는 방법이 간편하고, 또한 용이하며, 바람직하게, 그 중에서도 상기 (a) 방법이 바람직하다.
상기 (a)의 방법에서는, 에틸렌성 불포화기를 가지는 화합물로서, 그 에틸렌성 불포화기와 다른 반응성의 기(반응성기 α라고 칭한다)를 가지는 구조의 화합물을 이용하고, 에틸렌성 불포화기가 도입되는 폴리머로서는, 그 에틸렌성 불포화기를 가지는 화합물의 반응성기 α와 반응하는 반응성기 β를 가지는 구조의 폴리머(이하, 「반응성기 β를 가지는 폴리머」라고 한다)를 이용하여, 반응성기 α와 β를 반응시킨다.
이와 같은 반응성기 α, β는, 예를 들면, 한쪽이, 구핵(求核) 공격하는 기, 다른쪽이, 구핵 공격을 받는 기 혹은 부가 반응을 받는 기로 하는 것이 바람직하다. 이와 같은 반응성기로서는, 예를 들면 수산기, 아미노기, 메르캅토기, 카르복시기, 에폭시기, 옥세타닐기, 이소시아네이트기, 고리모양의 산 무수물을 형성하고 있는 기, 할로겐 원자, 알콕시 혹은 아릴옥시카르보닐기 등을 들 수 있다.
여기서, 반응성기 α 및 β의 어느 것인가 한쪽이 수산기, 아미노기, 메르캅토기, 카르복시기인 경우, 다른 쪽의 반응성기는 에폭시기, 옥세탄기, 이소시아네이트기, 고리모양의 산 무수물을 형성하는 기, 할로겐 원자, 알콕시 혹은 아릴옥시카르보닐기로 할 수가 있다.
에틸렌성 불포화기를 가지는 화합물이 가지는 반응성기 α는, 구핵 공격을 받는 기 또는 부가 반응을 받는 기인 것이 바람직하고, 예를 들면, 에폭시기, 옥세타닐기, 이소시아네이트기, 고리모양의 산 무수물을 형성하는 기, 할로겐 원자, 알콕시 또는 아릴옥시카르보닐기가 바람직하고, 에폭시기, 옥세탄기, 이소시아네이트기 또는 고리모양의 산 무수물을 형성하는 기가 보다 바람직하고, 에폭시기, 옥세타닐기 또는 이소시아네이트기가 더욱더 바람직하고, 그 중에서도 이소시아네이트기가 바람직하다.
한편, 에틸렌성 불포화기가 도입되는 폴리머가 가지는 반응성기 β는, 구핵 공격하는 기가 바람직하고, 예를 들면, 수산기, 아미노기, 메르캅토기 또는 카르복시기가 바람직하고, 수산기, 아미노기 또는 메르캅토기가 보다 바람직하고, 수산기, 아미노기 또는 카르복시기가 더욱더 바람직하고, 수산기 또는 카르복시기가 더욱더 바람직하고, 그 중에서도 수산기가 바람직하다.
에틸렌성 불포화기와 반응성기 α를 가지는 화합물, 또는, 반응성기 β를 가지는 폴리머의 합성에 이용하는 반응성기 β를 가지는 모노머로서는, 이하의 화합물을 들 수 있다.
- 반응성기가 카르복시기인 화합물 -
　(메타)아크릴산, 계피산, 이타콘산, 푸마르산 등
- 반응성기가 수산기인 화합물 -
알콜부에 수산기를 가지는 히드록시알킬(메타)아크릴레이트[예를 들면, 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필(메타)아크릴레이트, 트리메틸올프로판모노(메타)아크릴레이트, 글리콜모노(메타)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜모노(메타)아크릴레이트], 아민부에 수산기를 가지는 알킬아민인 N-(히드록시알킬)알킬(메타)아크릴아미드[예를 들면, N-메틸올(메타)아크릴아미드, N, N-비스메틸올(메타)아크릴아미드], 알릴알콜 등
- 반응성기가 아미노기인 화합물 -
알콜부에 아미노기를 가지는 아미노알킬(메타)아크릴레이트[예를 들면, 2-(알킬아미노)에틸(메타)아크릴레이트, 3-(알킬아미노)프로필(메타)아크릴레이트], (메타)아크릴아미드 등
- 반응성기가 고리모양의 산 무수물인 화합물 -
무수 말레산, 무수 이타콘산, 무수 푸마르산, 무수 프탈산 등
- 반응성기가 에폭시기 혹은 옥세타닐기인 화합물 -
글리시딜(메타)아크릴레이트, 알릴글리시딜에테르, 3-에틸-3-히드록시메틸옥세탄 등
- 반응성기가 이소시아네이트기인 화합물 -
(메타)아크릴로일옥시알킬이소시아네이트[예를 들면, 2-(메타)아크릴로일옥시에틸이소시아네이트, 2-(메타)아크릴로일옥시프로필이소시아네이트], 다가 이소시아네이트 화합물의 이소시아네이트기의 일부를, 수산기 혹은 카르복시기와, 에틸렌성 불포화기를 가지는 화합물로 우레탄화 한 것[예를 들면, 2∼10 관능의 (메타)아크릴의 우레탄아크릴레이트 올리고머] 등
또한, 상기의 우레탄아크릴레이트 올리고머로서는, 예를 들면, 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리(메타)아크릴레이트 등의 알콜부에 수산기를 가지는 히드록시알킬(메타)아크릴레이트와, 톨루엔디이소시아네이트, 메틸렌비스페닐디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 나프탈렌디이소시아네이트, 메틸렌비스시클로헥실이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트 등의 디이소시아네이트나 3관능 이상의 이소시아네이트를 반응시켜 얻어지는, 이소시아네이트기를 적어도 1개 가지는 올리고머가 바람직하다. 또, 히드록시알킬(메타)아크릴레이트와 다가 이소시아네이트에 더하여, 폴리올 화합물, 폴리에테르디올 화합물 또는 폴리에스테르디올 화합물을 반응시켜 얻어지는 올리고머라도 좋다.
- 반응성기가 할로겐 원자인 화합물 -
2,4,6-트리클로로-1,3,5-트리아진, 2,4-디클로로-6-메톡시-1,3,5-트리아진 등의 할로겐화 트리아진 등
상기의 에틸렌성 불포화기와 반응성기 α를 가지는 화합물로서는, 상기의 반응성기가 이소시아네이트기인 화합물이 바람직하고, 한편, 반응성기 β를 가지는 폴리머의 합성에 이용하는 모노머로서는 상기의 반응성기가 카르복시기인 화합물 또는 반응성기가 수산기인 화합물이 바람직하고, 반응성기가 수산기인 화합물이 보다 바람직하다.
그 중에서도, 본 발명에 있어서는, (메타)아크릴로일옥시알킬 이소시아네이트가 바람직하고, 2-(메타)아크릴로일옥시에틸 이소시아네이트가 특히 바람직하다.
상기 (b)의 방법은, 상기 우레탄(메타)아크릴레이트 올리고머를 사용하는 것으로(그 올리고머는 후술하는 바와 같이 가교제의 일종이기도 하다), (메타)아크릴 공중합체와 우레탄(메타)아크릴레이트 올리고머를 공존시켜 자외선 경화성의 점착제층을 구성할 수가 있다. (메타)아크릴 공중합체로서는, (메타)아크릴산과 (메타)아크릴산 에스테르를 중합시켜 얻어지는 것인 것이 바람직하다. (메타)아크릴 공중합체를 구성하는 (메타)아크릴산 에스테르 성분의 바람직한 형태는, 후술하는 반응성기 β를 가지는 폴리머에 있어서의 공중합 성분으로서 설명한 것과 동일하다.
반응성기 β를 가지는 폴리머의 합성에 이용하는 반응성기 β를 가지는 모노머는, 알콜부에 수산기를 가지는 히드록시알킬(메타)아크릴레이트나 (메타)아크릴산이 바람직하다.
상기 반응성기 β를 가지는 폴리머를 구성하는 전(全)모노머 성분에서 차지하는, 상기 반응성기 β를 가지는 모노머 성분의 비율은, 알콜부에 수산기를 가지는 히드록시알킬(메타)아크릴레이트의 경우, 5∼50몰%가 바람직하고, 20∼40몰%가 보다 바람직하고, 20∼35몰%가 더욱더 바람직하다.
　한편, (메타)아크릴산의 경우, 전모노머 성분에서 차지하는 아크릴산 혹은 메타크릴산은, 0.1∼3몰%가 바람직하고, 0.5∼2.5가 보다 바람직하고, 0.5∼2가 더욱더 바람직하다.
또, 에틸렌성 불포화기와 반응성기 α를 가지는 화합물과, 반응성기 β를 가지는 폴리머를 반응시켜, 반응성기 β를 가지는 폴리머에 에틸렌성 불포화기를 도입할 때에는, 반응성기 α를 가지는 화합물을, 반응성기 β를 가지는 폴리머 100질량부에 대해서, 5∼40질량부 반응시키는 것이 바람직하고, 10∼30질량부 반응시키는 것이 보다 바람직하고, 10∼20질량부 반응시키는 것이 더욱더 바람직하다.
상기의 반응성기 α와 β의 반응 후에 있어서, 미반응의 반응성기 β를 남기는 것에 의해, 후술하는 가교제 등으로 수지 특성을 조절할 수가 있다.
상기의 반응성기 β를 가지는 폴리머는, 그 구성 성분으로서 상기의 반응성기 β를 가지는 모노머 성분과 함께, 공중합 성분으로서, (메타)아크릴산에스테르 성분을 가지는 것이 바람직하다.
(메타)아크릴산 에스테르로서는, 1종 또는 2종 이상의 (메타)아크릴산 알킬이 바람직하다. (메타)아크릴산 에스테르의 알콜부는 상기 반응성기 β를 갖지 않는다. 바람직하게는, 상기 (메타)아크릴산 에스테르의 알콜부는 무치환이다.
이와 같은 (메타)아크릴산 에스테르로서는, 알콜부의 탄소수는 1∼12가 바람직하다. 알콜부의 탄소수는, 1∼10이 보다 바람직하고, 4∼10이 더욱더 바람직하고, 그 중에서도 알콜부가 분기 알킬인 것이 바람직하며, 2-에틸헥실(메타)아크릴레이트가 특히 바람직하다.
또한, 상기 방사선 경화성 폴리머가 구성 성분으로서 (메타)아크릴산 에스테르 성분을 복수종 포함하는 경우는, (메타)아크릴산 에스테르 성분에는, 알콜부의 탄소수가 1∼8인 (메타)아크릴산 에스테르 성분이 포함되는 것이 바람직하고, 그 중에서도, 메틸(메타)아크릴레이트 성분 또는 부틸(메타)아크릴레이트 성분이 포함되는 것이 바람직하다.
이하에, 상기 공중합 성분으로서 폴리머 중에 내포되는 모노머의 구체예를 든다.
- (메타)아크릴산의 알킬 에스테르 -
(메타)아크릴산의 알킬 에스테르로서는, 알콜부의 탄소수가 1∼12인 것이 바람직하고, 예를 들면 (메타)아크릴산 메틸, (메타)아크릴산 에틸, (메타)아크릴산 프로필, (메타)아크릴산 부틸, (메타)아크릴산 이소부틸, (메타)아크릴산 이소아밀, (메타)아크릴산 헥실, (메타)아크릴산 2-에틸헥실, (메타)아크릴산 이소옥틸, (메타)아크릴산 이소노닐, (메타)아크릴산 이소데실 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 사용해도 좋고, 2종 이상을 혼합하여 사용해도 좋다. 2종 이상을 병용함으로써 점착제로서의 여러 가지 기능을 발휘시킬 수가 있고, 또 반도체 웨이퍼 표면의 단차에의 추종성 및 풀(糊) 잔존 방지를 포함하는 비오염성을 양립할 수 있게 된다.
- (메타)아크릴산의 알킬에스테르 이외의 모노머 -
(메타)아크릴산의 알킬에스테르 이외의 모노머로서는, 초산 비닐, 스티렌이나 (메타)아크릴산 아미드, 예를 들면, N,N-디에틸아크릴산 아미드, N,N-디에틸 아크릴산 아미드, N-이소프로필아크릴산 아미드, N-아크릴로일모르폴린 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 사용해도 좋고, 2종 이상을 혼합하여 사용해도 좋다.
본 발명에서는, 반응성기 β를 가지는 모노머와 조합하는 공중합 성분의 모노머로서는, (메타)아크릴산에스테르, (메타)아크릴산이 바람직하다.
상기 반응성기 β를 가지는 폴리머를 구성하는 전(全)모노머 성분에서 차지하는 상기 공중합 성분의 비율은, 5∼85몰%가 바람직하고, 20∼80몰%가 보다 바람직하며, 55∼75몰%가 더욱더 바람직하고, 60∼75몰%가 특히 바람직하다.
또한, 방사선 경화성 폴리머 중에 잔존하는 반응성기 β의 양은, 반응성기 α를 가지는 화합물의 배합량에도 의하지만, 후술하는 가교제의 종류 및 배합량에 의해서도 조절할 수가 있다.
방사선 경화성 폴리머의 수산기가는 5∼70mgKOH/g이 바람직하고, 산가는, 0∼10mgKOH/g이 바람직하고, 유리 전이 온도(Tg)는, -40∼-10℃가 바람직하고, 질량 평균 분자량은, 15만∼130만이 바람직하다.
또한, 산가는, JIS　K5601-2-1：1999에 준거하여 측정한 것이고, 수산기가는 JIS　K　0070에 준거하여 측정한 것이다.
여기서, 유리 전이 온도는, 승온 속도 0.1℃／분에 DSC(시차 주사 열량계)에 의해 측정된 유리 전이 온도를 말한다.
또, 질량 평균 분자량은, 테트라히드로푸란에 용해하여 얻은 1% 용액을, 겔 침투 크로마토그래피(워터즈사제, 상품명：150-C　ALC/GPC)에 의해 측정한 값을 폴리스틸렌 환산의 질량 평균 분자량으로서 산출한 것이다.
(광중합 개시제)
방사선 경화형 점착제는, 광중합 개시제를 함유하는 것이 특히 바람직하다. 점착제 중의 광중합 개시제의 배합량을 조정하는 것에 의해 가교 후의 점착력을 제어할 수가 있다. 이와 같은 광중합 개시제로서는, 구체적으로는, 벤조인, 벤조인메틸에테르, 벤조인에틸에테르, 벤조인이소프로필에테르, 벤조인이소부틸에테르, 벤질디페닐설파이드, 테트라메틸티우람모노설파이드, 아조비스이소부티로니트릴, 디벤질, 디아세틸, β-크롤안트라퀴논, 벤조페논, 미힐러케톤, 클로로티오크산톤, 벤질메틸케탈,α-히드록시시클로헥실페닐케톤, 2-히드록시메틸페닐프로판 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 사용해도, 또 병용하여 사용해도 좋다.
광중합 개시제는, 통상은 방사선 경화성 폴리머(에틸렌성 불포화기를 가지는 폴리머) 및 에틸렌성 불포화기를 가지는 화합물의 총량 100질량부에 대해, 0.1∼10질량부의 비율로 이용된다. 또, 점착제를 구성하는 베이스 수지 100질량부에 대해서, 0.1∼10질량부가 바람직하고, 1∼6질량부가 보다 바람직하다.
이와 같이 하여 형성되는 방사선 경화형 점착제층에 대해서 자외선 등의 방사선을 조사하는 것에 의해, 접착력을 크게 저하시킬 수가 있고, 용이하게 접착제층으로부터 점착 테이프를 박리할 수가 있다.
(가교제)
본 발명에서는, 점착제에 가교제를 함유하는 것이 바람직하다. 가교제의 가교성 기인 반응성기는, 반응성기 β를 가지는 폴리머의 반응성기 β와 반응하는 가교제가 바람직하다.
예를 들면, 반응성기 β를 가지는 수지의 반응성기 β가, 카르복시기나 수산기인 경우, 가교제의 가교성 기인 반응성기는 고리모양의 산 무수물, 이소시아네이트기, 에폭시기, 할로겐 원자인 것이 바람직하고, 이소시아네이트기 또는 에폭시기인 것이 보다 바람직하다.
이와 같은 가교제를 사용함으로써, 그 배합량에 의해, 반응성기 β를 가지는 폴리머의 반응성기 β의 잔존량을 조절할 수 있고, 택력도 제어할 수가 있다.
또, 가교제를 사용함으로써, 점착제(점착제층)의 응집력을 제어할 수도 있다.
상기 가교제로서는, 다가 이소시아네이트 화합물, 다가 에폭시 화합물, 다가 아지리딘 화합물, 킬레이트 화합물 등을 들 수가 있다. 다가 이소시아네이트 화합물로서는, 구체적으로는 톨루이렌디이소시아네이트, 디페닐메탄디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트 및 이들의 어덕트 타입 등을 들 수가 있다.
다가 에폭시 화합물로서는, 에틸렌글리콜디글리시딜에테르, 테레프탈산 디글리시딜에스테르아크릴레이트 등을 들 수가 있다. 다가 아지리딘 화합물은, 트리스-2,4,6-(1-아지리디닐)-1,3,5-트리아진, 트리스[1-(2-메틸)-아지리디닐]포스핀옥시드, 헥사[1-(2-메틸)-아지리디닐]트리포스파트리아진 등을 들 수가 있다. 또 킬레이트 화합물로서는, 에틸아세트아세테이트알루미늄디이소프로필레이트, 알루미늄트리스(에틸아세트아세테이트) 등을 들 수가 있다.
또, 점착제로, 분자 내에 에틸렌성 불포화기를 적어도 2개 이상 가지는 가교제, 바람직하게는 올리고머 혹은 폴리머의 가교제를 이용하여, 가교제 자체를 방사선 경화성 수지로서 이용해도 좋다.
분자 내에 에틸렌성 불포화기를 적어도 2개 이상 가지는 저분자 화합물로서, 예를 들면, 트리메틸올프로판트리아크릴레이트, 테트라메틸올메탄테트라아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리아크릴레이트, 펜타에리트리톨테트라아크릴레이트, 디펜타에리트리톨모노히드록시 펜타아크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트, 1, 4-부틸렌글리콜디아크릴레이트, 1, 6헥산디올디아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜디아크릴레이트, 올리고에스테르아크릴레이트 등을 들 수가 있다.
이 외에도, 우레탄아크릴레이트 올리고머도 이용할 수가 있고, 구체적으로는 폴리에스테르형 또는 폴리에테르형 등의 폴리올 화합물과, 다가 이소시아네이트 화합물[예를 들면, 2,4-톨릴렌디이소시아네이트, 2,6-톨릴렌디이소시아네이트, 1,3-크실렌디이소시아네이트, 1,4-크실렌디이소시아네이트, 디페닐메탄 4,4-디이소시아네이트 등)을 반응시켜 얻어지는 말단 이소시아네이트우레탄프레폴리머에, 히드록시기를 가지는 (메타)아크릴레이트(예를 들면, 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필(메타)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트]를 반응시켜 얻어지는 것이 널리 적용 가능하다.
가교제의 함유량은, 점착제의 점착력, 택력이 원하는 범위로 되도록 조정하면 좋고, 상기의 베이스 수지 100질량부에 대해서, 0.01∼10질량부가 바람직하고, 0.1∼5질량부가 보다 바람직하고, 0.6∼5질량부가 더욱더 바람직하고, 0.7∼3질량부가 특히 바람직하다.
(첨가제)
점착제는, 상기 이외에 첨가제를 함유하고 있어도 좋다.
이와 같은 첨가제로서는, 예를 들면, 젖음 방지 혹은 슬립성 향상을 위한 첨가제로서, 실리콘 아크릴레이트(예를 들면, 실리콘 디아크릴레이트, 실리콘 헥사 아크릴레이트), 방사선 경화 촉진제를 들 수 있다. 또, 첨가제로서 내수제로서의 아미노아크릴레이트를 포함해도 좋다. 또, 첨가제로서 가소제를 포함해도 좋다. 또, 폴리머의 중합 시에 이용되는 계면활성제를 포함하고 있어도 좋다.
(점착제층의 두께)
점착제층의 두께는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 3∼300㎛가 바람직하고, 3∼100㎛가 보다 바람직하고, 5∼50㎛가 더욱더 바람직하다.
(그 밖의 층)
본 발명에 있어서는, 점착제층상에, 필요에 따라서 프라이머층 등의 중간층을 마련해도 좋다.
<<접착 필름, 반도체 웨이퍼 가공용 테이프의 용도>>
본 발명의 접착 필름, 반도체 웨이퍼 가공용 테이프는, FOD 실장한 반도체 패키지의 제조 등에 사용하는 것이 바람직하다. 또, 배선 기판과 반도체 칩과의 접착제를, 종래와 같이 다단 적층되는 반도체 칩간의 접착제와 다른 접착제가 아니라, 동일한 접착제로 하여 반도체 패키지를 제조하는데도 호적하다.
<<반도체 패키지 및 그 제조 방법>>
본 발명에서는, 반도체 패키지는, 표면에 적어도 1개의 반도체 회로가 형성된 반도체 칩의 이면에, 본 발명의 접착 필름의 접착제층을 접합한 접착제층이 마련된 반도체 칩과 배선 기판을 그 접착제층을 통하여 열압착하는 제1의 공정, 및, 그 접착제층을 열 경화하는 제2의 공정을 적어도 포함하는 제조 방법으로 제조하는 것이 바람직하다.
반도체 웨이퍼로서는, 표면에 적어도 1개의 반도체 회로가 형성된 반도체 웨이퍼를 적당히 이용할 수가 있고, 예를 들면, 실리콘 웨이퍼, SiC 웨이퍼, GaS 웨이퍼를 들 수 있다. 이와 같은 반도체 웨이퍼 가공용 테이프의 접착제층을 반도체 웨이퍼의 이면에 마련할 때에 이용하는 장치로서는 특별히 제한되지 않고, 예를 들면, 롤 라미네이터, 수동(manual) 라미네이터와 같은 공지의 장치를 적당히 이용할 수가 있다.
반도체 웨이퍼 가공용 테이프를 사용하는 경우, 먼저, 표면에 적어도 1개의 반도체 회로가 형성된 반도체 웨이퍼의 이면에, 본 발명의 반도체 웨이퍼 가공용 테이프를 접착제층측에서 열압착하여 마련한다. 이와 같은 반도체 웨이퍼 가공용 테이프의 접착제층을 반도체 웨이퍼의 이면에 마련할 때에 이용하는 장치로서는 특별히 제한되지 않고, 예를 들면, 롤 라미네이터, 수동 라미네이터와 같은 공지의 장치를 적당히 이용할 수가 있다.
그 다음에, 반도체 웨이퍼와 접착제층을 동시에 다이싱하는 것에 의해 반도체 웨이퍼와 접착제층을 구비하는 접착제층이 마련된 반도체 칩을 얻는다. 다이싱에 이용하는 장치는, 특별히 제한되지 않고, 적당히 공지의 다이싱 장치를 이용할 수가 있다.
그 다음에, 접착제층으로부터 다이싱 테이프(기재 필름 상에 점착제층을 가지는 부분)를 떼어내고, 접착제층이 마련된 반도체 칩과 배선 기판을 접착제층을 통하여 열압착하고, 배선 기판에 접착제층이 마련된 반도체 칩을 실장한다. 배선 기판으로서는, 표면에 반도체 회로가 형성된 기판을 적당히 이용할 수가 있고, 예를 들면, 프린트 회로 기판(PCB), 각종 리드 프레임, 및, 기판 표면에 저항 소자나 콘덴서 등의 전자 부품이 탑재된 기판을 들 수 있다.
이와 같은 배선 기판에 접착제층이 마련된 반도체 칩을 실장하는 방법으로서는 특별히 제한되지 않고, 접착제층을 이용하여 접착제층이 마련된 반도체 칩을 배선 기판 또는 배선 기판의 표면 상에 탑재된 전자 부품에 접착시키는 것이 가능한 종래의 방법을 적당히 채용할 수가 있다. 이와 같은 실장 방법으로서는, 상부로부터의 가열 기능을 가지는 플립칩 본더를 이용한 실장 기술을 이용하는 방법, 하부로부터만의 가열 기능을 가지는 다이 본더를 이용하는 방법, 라미네이터를 이용하는 방법 등의 종래 공지의 가열, 가압 방법을 들 수가 있다.
이와 같이, 본 발명의 접착 필름의 접착제층을 통하여 접착제층이 마련된 반도체 칩을 배선 기판 상에 실장함으로써, 전자 부품에 의해 생기는 배선 기판 상의 요철에 접착제층을 추종시킬 수가 있기 때문에, 반도체 칩과 배선 기판을 밀착시켜 고정하는 것이 가능해진다.
그 다음에, 접착제층을 열 경화시킨다. 열 경화의 온도로서는, 접착제층의 열 경화 개시 온도 이상이면 특별히 제한이 없고, 사용하는 수지의 종류에 따라 다른 것이며, 한마디로 말할 수 있는 것은 아니지만, 예를 들면, 100∼180℃가 바람직하고, 보다 고온에서 경화하는 것이 단시간에 경화 가능하다고 하는 관점으로부터, 140∼180℃가 보다 바람직하다. 온도가 열 경화 개시 온도 미만이면, 열 경화가 충분히 진행되지 않고, 접착제층의 강도가 저하하는 경향이 있고, 다른 한편, 상기 상한을 넘으면 경화 과정 중에 접착제층 중의 에폭시 수지, 경화제나 첨가제 등이 휘발하여 발포하기 쉬워지는 경향이 있다. 또, 경화 처리의 시간은, 예를 들면, 10∼120분간이 바람직하다. 본 발명에 있어서는, 고온으로 필름모양 접착제를 열 경화시키는 것에 의해, 고온으로 경화해도 보이드가 발생하는 일없이, 배선 기판과 반도체 칩이 강고하게 접착된 반도체 패키지를 얻을 수가 있다.
그 다음에, 배선 기판과 접착제층이 마련된 반도체 칩을 본딩와이어를 통하여 접속하는 것이 바람직하다. 이와 같은 접속 방법으로서는 특별히 제한되지 않고, 종래 공지의 방법, 예를 들면, 와이어본딩 방식의 방법, TAB(Tape　Automated　Bonding)방식의 방법 등을 적당히 채용할 수가 있다.
또, 탑재된 반도체 칩의 표면에, 다른 반도체 칩을 열압착, 열 경화하고, 다시 와이어본딩 방식에 의해 배선 기판과 접속하는 것에 의해, 복수개 적층할 수도 있다. 예를 들면, 반도체 칩을 어긋나게 하여 적층하는 방법, 혹은 2층째의 접착제층을 두껍게 함으로써, 본딩와이어를 매립하면서 적층하는 방법 등이 있다.
본 발명에서는, 봉지(封止) 수지에 의해 배선 기판과 접착제층이 마련된 반도체 칩을 봉지하는 것이 바람직하고, 이와 같이 하여 반도체 패키지를 얻을 수가 있다. 봉지 수지로서는 특별히 제한되지 않고, 반도체 패키지의 제조에 이용할 수가 있는 적당히 공지의봉지 수지를 이용할 수가 있다. 또, 봉지 수지에 의한 봉지 방법으로서도 특별히 제한되지 않고, 적당히 공지의방법을 채용하는 것이 가능하다.
실시예
이하, 실시예 및 비교예에 기초하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하겠지만, 본 발명은 이하의 실시예에 한정되는 것은 아니다.
사용한 재료는 이하의 소재이다.
[열가소성 수지]
·페녹시 수지 A1：YP-70
　신닛카 에폭시 제조(주)제 상품명, 비스페놀 A/비스페놀 F 공중합형, 질량 평균 분자량 약 5.5만, 유리 전이 온도(Tg) 60℃
·페녹시 수지 A2：YX7180
　미츠비시 화학(주)제 상품명, 비스페놀 F+1, 6-헥산디올디글리시딜에테르형 페녹시 수지, 질량 평균 분자량 약 5.5만, 유리 전이 온도(Tg) 15℃
[열경화성 수지]
·에폭시 수지 B1：RE-310S
　닛폰 화약(주)(Nippon Kayaku Co.,Ltd.)제 상품명, 비스페놀 A형 액상 에폭시 수지(비스페놀 A의 디글리시딜에테르), 에폭시 당량 185g/eq
·에폭시 수지 B2：EPPN-501H
　닛폰 화약(주)제 상품명, 트리페닐메탄형 에폭시 수지(트리스(4-히드록시 페닐)메탄의 트리글리시딜에테르), 에폭시 당량 164g/eq
·에폭시 수지 B3：JER871
　미츠비시 화학(주)제 상품명, 다이머산 에스테르형 에폭시 수지(다이머산 디글리시딜에스테르), 에폭시 당량 390∼470g/eq
[경화제]
·디시안디아미드계 수지：DICY-7
　미츠비시 화학(주)제 상품명, NH2-C(=NH)-NH-CN
·페놀계 수지：PSM-4271
　군에이 화학 공업(주)(Gunei Chemical Industry Co., Ltd.)제 상품명, 크레졸노볼락 경화제, 수산기 당량 106g/eq
[경화 촉진제]
·포스포늄염：TPP-K
　홋코 화학 공업(주)(HOKKO CHEMICAL INDUSTRY CO., LTD.)제 상품명, 테트라페닐포스포늄테트라페닐보레이트
[응력 완화제]
·에폭시 변성 폴리부타디엔：E-1800-6.5
　닛폰 석유 화학(주)(Nippon Oil & Energy Corporation)제 상품명, 수(數) 평균 분자량 1,800, 에폭시 당량 250g/eq
[열 전도 필러]
·알루미나：열 전도율 36W/m·K, 평균 입자 지름 2∼3㎛의 구모양 입자
·질화 알루미늄：열 전도율 150W/m·K, 평균 입자 지름 1.0∼1.5㎛의 구모양 입자
실시예 1
1. 접착 필름의 제작
페녹시 수지 A2(미츠비시 화학(주)제　YX7180) 70질량부, 에폭시 수지 B1(닛폰 화약(주)제　RE-310S) 18질량부, 페놀계 경화제(군에이 화학 공업(주)제　PSM-4271) 11질량부, 경화 촉진제(홋코 화학 공업(주)제　TPP-K) 1.0질량부, 및 열 전도 필러(알루미나) 329질량부의 비율로 시클로펜타논 30mL에 혼합하여 조제한 접착제 조성물 와니스를, 두께 38㎛의 이형 처리된 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름(PET 필름)상에 도포하여, 가열 건조(130℃에서 10분간 보존유지)해서 시클로펜타논을 휘발시키고, 접착제층의 두께가 20㎛인 접착 필름을 제작했다.
실시예 2∼7 및 비교예 1∼9
실시예 1에 있어서, 열가소성 수지, 에폭시 수지, 경화제, 경화 촉진제, 응력 완화제 및 열 전도 필러를, 하기 표 1 및 표 2와 같이 변경한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여, 실시예 2∼7 및 비교예 1∼9의 각 접착 필름을 제작했다.
[접착 필름의 성능 평가]
실시예 1∼7 및 비교예 1∼9에서 제작한 접착 필름을 사용하고, 열 경화 후의 열 전도율, 추출수의 염소 이온 농도, 유리 전이점, 260℃의 저장 탄성률, 유리 전이 온도 이하에서의 선 팽창 계수 및 포화 흡수율의 측정을 행했다.
또, 얻어진 유리 전이 온도, 260℃의 저장 탄성률, 유리 전이 온도 이하에서의 선 팽창 계수 및 포화 흡수율을 이용하여, 상기 수학식 (1), (2)에 의해, 신뢰 계수 S1 및 S2를 산출했다.
또, 상기에서 제작한 각 점착 필름을, 반도체 패키지의 신뢰성 시험(MSL) 및 반도체 가공용 테이프[(후루카와 덴키 고교(주)(Furukawa Electric Co., Ltd.)제]와 실온에서 접합하고, 다이싱·다이 본드 필름을 제작하고, 반도체 웨이퍼 가공성(다이싱성 및 픽업성)을 평가했다.
(열 전도율의 측정)
상기에서 제작한 각 접착 필름으로부터 12mm×12mm×2mm의 시험편을 성형 가공에 의해 제작하고, 이것을 180℃에서 1시간 가열 경화시켜 측정 시료를 얻었다. 이 시험편의 열 확산율을 레이저 플래시법[LFA447, (주)넷치(Netch Co., Ltd.)제, 25℃]로 측정하고, 또 이 열 확산율과, 시차 주사 열량 측정 장치[Pyris1, (주)퍼킨앨머(PerkinElmer Co., Ltd.)제]로 얻어진 비열(比熱) 용량과 아르키메데스법으로 얻어진 비중의 곱(積)으로부터, 25℃에 있어서의 열 전도율(W/m·K)을 산출했다.
(추출수의 염소 이온 농도의 측정)
열 경화 전의 각 접착 필름을 약 10g 절취하고, 열풍 오븐을 이용하여 온도 180℃에서 1시간의 열처리를 행하고, 열 경화 후의 샘플을 제작했다. 용기에 열 경화 후의 샘플 2g과 순수 50mL를 넣고, 온도 121℃에서 20시간의 열처리를 행하고, 얻어진 추출수의 염소 이온 농도를 이온 크로마토그래피[HIC-SP, (주)시마즈 제작소(Shimadzu Corporation)제]에 의해 측정했다.
(유리 전이점의 측정 및 260℃의 저장 탄성률의 측정)
상기에서 제작한 각 접착 필름으로부터 PET 필름을 박리하고, 접착제층을 적층하여 두께 1000㎛의 적층체를 형성했다. 적층체를 180℃에서 1시간 가열하여 경화시킨 후, 경화물로부터 길이 20mm×폭 5mm의 측정 시료를 절취했다. 이 열 경화 후의 샘플에 대하여, 고체 점탄성 측정 장치[Rheogel-E4000, (주)UBM제]를 이용하여, 25℃∼300℃에 있어서의 저장 탄성률 및 손실 탄성률을 측정했다. 측정 조건은, 주파수 10Hz, 승온 속도 5℃／분으로 했다. 또, tanδ[E''(손실 탄성률)/E＇(저장 탄성률)]의 값을 산출하는 것에 의해 유리 전이점(Tg)을 얻었다.
(선 팽창 계수의 측정)
상기에서 제작한 각 접착 필름으로부터 5mm 각기둥을 성형 가공에 의해 제작하고, 이것을 180℃에서 1시간 가열하여 경화시키고, 측정 시료를 얻은 측정 시료를 열기계 분석 장치[TMA7100, (주)히타치 하이테크 사이언스(Hitachi High-Tech Science Corporation)제]의 측정용 지그에 세트한 후, -50℃∼300℃의 온도역에서, 압입(indentation) 하중 0.02N, 프로브 지름 3mmφ, 승온 속도 7℃／분의 조건하에 있어서, 팽창율을 측정하고, 유리 전이 온도(Tg) 이하에 있어서의 선 팽창 계수(CTEα1)를 산출했다.
(포화 흡수율의 측정)
상기에서 제작한 각 접착 필름으로부터 PET 필름을 박리하고, 직경 50mm, 두께 3mm의 원반모양으로 성형화하고, 열풍 오븐을 이용하여 온도 180℃에서 1시간의 가열 처리를 행하고, 가열 경화 후의 시험편을 제작했다. 이 시험편의 흡수 전의 질량(W1)을 측정한 후, 항온 항습기(상품명：SH-222, 에스펙(주)(ESPEC CORP)제)를 이용하여, 온도 85℃, 상대 습도 85%에 있어서 흡수시키고, 흡수 후에 있어서의 시험편의 질량이 측정 후에 다시 온도 85℃, 상대 습도 85%에 있어서 24시간 이상흡수시켜도 질량의 증가율이 10질량% 이하인 것이 확인된 시점을 흡수 후의 질량(W2)으로서, 하기 식에 의해 포화 흡수율을 구했다.
포화 흡수율 WA(질량%)={(W2-W1)/W1}×100
(반도체 웨이퍼 가공성：다이싱성, 픽업성)
1) 다이싱성
제작한 각 접착 필름을, 아이오노머 수지를 기재 필름으로 하여 아크릴계 점착제층을 마련한 다이싱 테이프에 실온하에서 접합하고, 다이싱·다이 본드 필름을 제작했다. 다음에, 온도 70℃의 조건하에서, 50㎛의 두께로 절삭 연마된 실리콘 웨이퍼의 연마면(거칠기：＃2,000)에 접합하고, 다이싱에 의해, 가로 8mm, 세로 9mm의 접착 필름이 마련된 반도체 칩으로 했다. 그 때에 다이싱된 칩이 한창 다이싱하는 도중에 가공용 테이프로부터 박리하여 비산하는 현상을 「칩 비산」이라고 칭하고, 또, 다이싱 후의 칩 절단면을 현미경으로 관찰했을 때에 모서리가 깨져 있는 현상을 「치핑」이라고 칭하고, 칩 비산은, 발생수가 전체칩수(140∼160개)의 10% 이하이면 「합격(合)」이라고 하고, 10% 이상인 경우를 「불합격(否)」이라고 했다. 치핑은, 다이싱 후의 칩을 무작위로 20개 뽑아내어, 현미경 관찰로 깨짐의 최대 높이가 칩 두께에 대해서 50% 이하(즉 25㎛ 이하)이면 「합격」이라고 하고, 50% 이상인 경우는 「불합격」이라고 했다.
2) 픽업성
상기의 1)에서 다이싱된 다이싱·다이 본드 필름을 픽업했을 때에, 접착 필름과 가공용 테이프의 계면을 박리할 수 없어 다이본딩 장치가 정지하는 현상을 「픽업 미스」라고 칭하고, 픽업 후에 가공용 테이프 상에 접착 필름이 일부분이라도 남는 현상을 「DAF 잔존」이라고 칭하고, 어느것이나 픽업한 전체칩수(72∼96개)에 대해서, 발생수가 10% 이상인 경우를 「합격」이라고 하고, 10% 이하인 경우를 「불합격」이라고 했다.
(신뢰성 시험：MSL)
이하와 같이 하여, 땜납 내열성 시험 MSL(Moisture　Sensitivity　Level)(내습 리플로우성)의 평가를 행했다.
상기에서 제작한 다이싱·다이 본드 필름이 마련된 반도체 칩을, 접착 필름을 통하여 유기 기판에 본딩했다. 본딩 조건은, 온도 140℃, 압력 0.1MPa, 1초로 했다. 다음에, 반도체 칩이 본딩된 리드 프레임을, 건조기로, 120℃에서 1시간, 150℃에서 1시간, 또 180℃에서 1시간 열처리했다. 그 후 봉지 수지로 패키징하는 것에 의해, 반도체 패키지를 얻었다. 봉지 조건은 가열 온도 175℃, 120초로 했다. 그 후, 125℃에서 24시간 건조시킨 후, 85℃, 상대 습도 85%, 168시간의 조건하에서 흡습을 행하고, 또 260℃ 이상에서 10초간 보존유지하도록 설정한 IR 리플로우 로(爐)에, 반도체 패키지를 얹어놓고, 이 리플로우 시험(260℃ 이상에서 10초간 보존유지)을 3회 행했다. 그 후, 반도체 패키지를 초음파 현미경으로 관찰하여, 접착 필름과 유기 기판의 경계에 있어서의 박리의 유무를 확인했다. 확인은 반도체 칩 8개에 대해서 행하고, 박리가 발생하고 있는 반도체 칩이 0개인 경우를 「합격」, 1개 이상인 경우를 「불합격」이라고 했다.
또한, 표 1 및 표 2에 기재한 MSL1은, IPC/JEDEC(미국 공동 전자 기기 기술 위원회)가 규정하는 레벨 규격이다.
얻어진 결과를 정리하여 하기 표 1 및 표 2에 나타낸다.
또한, 비교예 9는, 열 전도율이 0.4W/m·K이고, 규정의 0.5W/m·K 이상을 만족시키지 않았기 때문에, 반도체 웨이퍼 가공성의 평가는 행했지만, 나머지 평가는 행하지 않았다.
여기서, 소재의 배합량을 나타내는 수는 질량부이다. 또, 표 중의 「-」는 미사용인 것을 나타낸다. 또, 반도체 웨이퍼 가공성은 「반도체 가공성」으로서 나타냈다.
Figure 112019003650064-pct00005
Figure 112019003650064-pct00006
상기 표 1 및 표 2로부터, 이하를 알 수 있다.
본 발명의 실시예 1∼7에서는, 경화 후의 접착 필름(접착제층)의 열 전도율이 높고, 방열성이 우수하며, 게다가, 땜납 내열성의 신뢰성 시험(MSL)도 우수하다. 또, 이것에 더하여, 반도체의 가공성이 우수하다.
여기서, 비교예 9와 같이, 열 전도 필러의 함유량이, 30체적% 미만이면, 경화 후의 접착 필름(접착제층)의 열 전도율이 0.5W/m·K 미만으로 되고, 방열성이 저하한다.
열 전도 필러의 함유량이, 30체적% 이상이면, 열 전도율은 0.5W/m·K 이상으로 된다.
그렇지만, 비교예 1∼8과 같이, 신뢰성 계수 S1이 50∼220×10-6GPa, 신뢰성 계수 S2가 10∼120×10-6GPa의 범위를 어느 것이나 만족시키지 않는 이상, 땜납 내열성의 신뢰성 시험(MSL)에 있어서, 접착 필름과 유기 기판의 경계에서 박리가 생겨 버린다.
또한, 열 전도 필러의 함유량이, 70체적%를 넘은 경우, 신뢰성 계수 S1 및 S2중의 어느 것인가가 본 발명에서 규정하는 상기 범위를 만족시키지 않으면, 반도체의 가공성이 악화되는 일이 많다. 여기서, 비교예 1에서는, 사용하는 페녹시 수지가, 일반식(I)로 표시되는 반복 단위를 가지는 페녹시 수지이고, 특히, 비스페놀 F와 1,6-헥산디올의 디글리시딜에테르와의 중합체이기 때문에, 반도체의 가공성이 우수한 것이라고 생각된다.
본 발명을 그 실시형태와 함께 설명했지만, 우리는 특별히 지정하지 않는 한 우리의 발명을 설명의 어느 세부에 있어서도 한정하려고 하는 것은 아니며, 첨부하는 청구범위에 나타낸 발명의 정신과 범위에 반하는 일없이 폭넓게 해석되어야 할 것이라고 생각한다.
본원은, 2017년 5월 1일에 일본에서 특허 출원된 특원(特願)2017-091351에 기초하는 우선권을 주장하는 것이고, 이것은 여기에 참조하여 그 내용을 본 명세서의 기재의 일부로서 포함시킨다.

Claims (10)

  1. 열경화성 수지, 열가소성 수지 및 열 전도 필러를 함유하는 접착제층으로 이루어지는 접착 필름으로서,
    상기 열 전도 필러가, 열 전도율 12W/m·K 이상으로서 상기 접착제층 중의 함유량이 30∼50체적%이며, 상기 열가소성 수지가 적어도 1종의 페녹시 수지를 포함하고, 또한, 경화 후의 접착제층이,
    하기 수학식 (1)로 산출되는 신뢰성 계수 S1이 50∼220(×10-6GPa)이고,
    하기 수학식 (2)로 산출되는 신뢰성 계수 S2가 10∼120(×10-8GPa)이며,
    열 전도율이 0.5W/m·K 이상인 것을 특징으로 하는 접착 필름.
    S1=(Tg-25[℃])×(CTEα1[ppm/K])×(저장 탄성율 E'[GPa] at 260℃)…(1)
    S2=S1×(포화 흡수율 WA[질량%]) …(2)
    (수학식 (1), (2)에 있어서, S1, S2, Tg, CTEα1, 저장 탄성률 E＇ 및 포화 흡수율 WA는, 경화 후의 접착제층에 대한 것이다. Tg는 유리 전이 온도이고, CTEα1은 그 유리 전이 온도 이하에서의 선 팽창 계수이고, 저장 탄성률 E＇는 260℃에서 측정한 값이다. 또,［］안은 단위를 나타낸다.)
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 페녹시 수지의 유리 전이 온도(Tg)가, -50∼50℃이고, 또한 질량 평균 분자량이, 10,000∼100,000인 것을 특징으로 하는 접착 필름.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 페녹시 수지가, 하기 일반식(I)로 표시되는 반복 단위를 가지는 것을 특징으로 하는 접착 필름.
    Figure 112019003650064-pct00007

    (일반식(I)에 있어서, La는, 단결합 또는 2가의 연결기를 표시하고, Ra1 및 Ra2는, 각각 독립적으로 치환기를 표시한다. ma 및 na는 각각 독립적으로, 0∼4의 정수를 표시한다. X는 알킬렌기를 표시하고, nb는 1∼10의 정수를 표시한다.)
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 열경화성 수지가 에폭시 수지인 것을 특징으로 하는 접착 필름.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 열 전도 필러가, 알루미나 및 질화 알루미늄으로부터 선택되는 적어도 1종인 것을 특징으로 하는 접착 필름.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    경화제로서 페놀계 수지를 함유하는 것을 특징으로 하는 접착 필름.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    경화 촉진제로서 포스포늄염 화합물을 함유하는 것을 특징으로 하는 접착 필름.
  8. 기재 필름 상에, 점착제층을 가지고, 그 점착제층 상에 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 접착 필름을 가지는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 가공용 테이프.
  9. 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 접착 필름을 이용하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지.
  10. 표면에 적어도 1개의 반도체 회로가 형성된 반도체 칩의 이면에, 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 접착 필름의 접착제층을 접합한 접착제층이 마련된 반도체 칩과 배선 기판을 그 접착제층을 통하여 열압착하는 제1의 공정, 및,
    상기 접착제층을 열 경화하는 제2의 공정,
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지의 제조 방법.
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