WO1997030475A1 - Adhesive sheet for semiconductor connecting substrate, adhesive-backed tape for tab, adhesive-backed tape for wire-bonding connection, semiconductor connecting substrate, and semiconductor device - Google Patents

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WO1997030475A1
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adhesive
epoxy resin
resin
tape
layer
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Application number
PCT/JP1997/000453
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Yasushi Sawamura
Shoji Kigoshi
Taku Hatano
Yukitsuna Konishi
Yoshio Ando
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Toray Industries, Inc.
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Definitions

  • Adhesive sheet for semiconductor connection board tape with adhesive for TAB, tape with adhesive for wire bonding connection, substrate for semiconductor connection and semiconductor device S
  • the present invention relates to an adhesive sheet suitable for an adhesive layer of a semiconductor connection substrate used for mounting a semiconductor integrated circuit, a tape with an adhesive used for a tape automated bonding (TAB) method (hereinafter referred to as a TAB tape).
  • TAB tape tape automated bonding
  • the present invention relates to a tape with an adhesive (hereinafter, referred to as a WB tape) used for a wire-bonding bonding method, a semiconductor connection substrate using the same, and a semiconductor device.
  • the BGA method is characterized by having solder balls on a lattice substantially corresponding to the number of pins of ⁇ C as external connection portions of a connection board.
  • the connection of the equipment to the printed circuit board is performed by placing the solder ball surface on the conductor pattern on which the solder is already printed, and melting the solder by reflow.
  • the most significant feature is that while conventional QFPs and the like can only use the surrounding sides for the arrangement of connection terminals, BGA can use the surface of the surrounding substrate, so that more connection terminals can be arranged in a small space. And there.
  • a chip-scale package (CSP) that further advances this miniaturization function is sometimes called BGA (micro BGA :) because of its similarity (Fig. 2).
  • connection board by laminating the above materials with an adhesive sheet and curing by heating.
  • connection board for BGA will be described with reference to FIG. 4.
  • the connection board for BGA has a wiring board layer (consisting of an insulator layer 26 and a conductor pattern 27) and a conductor pattern for connecting ⁇ C. It is configured to have at least one or more layers 29 that are not formed (having the functions of a reinforcing plate, a heat sink, a shield plate, etc.) and an adhesive layer 28 for laminating them.
  • reference numeral 25 denotes an organic insulating film
  • 27 denotes an inner lead portion
  • 30 denotes a solder resist.
  • the adhesive layer (adhesive sheet) referred to here may be formed by thermal expansion of a different material such as a printed board, a solder ball, a wiring board layer, or a layer on which no conductor pattern is formed during temperature cycle reflow.
  • a glass epoxy laminate (rigid board) has been used for the wiring board layer in advance, but in recent years, a conductor pattern for IC connection has been formed on an organic insulating film such as polyimide.
  • the method using a substrate is increasing.
  • a package using such a tape-shaped connection substrate (pattern tape) is generally called a TCP (tape carrier package), and in the case of the BGA system, particularly, a TAB-BGA or a T-BGA.
  • TCP has the advantage that large quantities of low-cost packages can be manufactured by continuously projecting using long pattern tapes.
  • a typical IC connection method is a tape automated bonding (TAB) method in which an IC bump electrode is thermocompression-bonded (gang bonding or single-point bonding) to an inner lead of a connection board.
  • TAB tape automated bonding
  • a method of connecting the conductor pad of the connection board and the ⁇ C electrode by wire bonding hereinafter referred to as the WB method is also adopted.
  • a TAB tape is generally used as the TAB pattern tape.
  • the TAB tape has a three-layer structure in which a flexible organic insulating film such as a polyimide film is laminated with an adhesive layer and a protective film layer, such as a releasable polyester film.
  • the adhesive layer is configured to be narrower than the organic insulating film layer. Therefore, in TAB tapes, an adhesive sheet is generally once prepared and then applied to the organic insulating film layer. Manufactured by a mining method.
  • the TAB tape thus obtained can be used for (1) drilling of sprockets and device holes, (2) heat lamination with copper foil and heat curing of adhesives, and (3) copper foil back surface for forming a lead. Processing, 4 pattern formation (resisting cloth, etching, removal of resist, removal of copper foil backside treatment agent), 5 tin or gold plating processing, etc., processed into connection board (pattern tape) .
  • Figure 3 shows the shape of the pattern tape.
  • FIG. 1 shows a cross-sectional view of one embodiment of the TCP semiconductor device of the present invention.
  • the inner lead part 5 of the pattern tape is thermocompression bonded (inner lead bonding) to the gold bump 2 of C1 and the IC is mounted.
  • a semiconductor device is manufactured through a resin sealing step using a sealing resin 10. Further, in the case of TAB-BGA, a step of laminating layers having functions of a reinforcing plate, a heat radiating plate, a shield plate and the like with an adhesive sheet, a step of attaching solder balls, and the like are performed.
  • a WB tape having the same shape and the same manufacturing method as the TAB tape, but having an adhesive property suitable for wire bonding is used.
  • WB tapes include (1) drilling of sprockets and device holes, (2) heat lamination with copper foil and heat curing of adhesives, (3) pattern formation (resist coating, etching, and resist removal), and (4) tin or gold metal. It is processed into a connection board (pattern tape) through keying and other processing steps (Fig. 5). The pattern tape does not have an inner lead portion, and the conductor of the pattern tape and the gold bump of the semiconductor integrated circuit are connected by wire bonding. Finally, a semiconductor device is obtained through a resin sealing step and the like in the same manner as in the ⁇ ⁇ method (FIG. 6).
  • the TCP type semiconductor device is connected to a circuit board or the like on which other components are mounted via an outer lead or a solder ball 9, and is mounted on the electronic device II.
  • the required characteristics of the adhesive sheet for a semiconductor connection substrate are as follows.
  • An object of the present invention is to solve such a problem, and to provide a novel adhesive sheet for a semiconductor connection board excellent in processability, adhesive strength, insulation reliability and durability and a semiconductor connection board using the same. And a semiconductor device.
  • the adhesive layer of the TAB tape eventually remains in the package, so it is required to satisfy various properties such as insulating properties, adhesive properties, and dimensional stability. .
  • the pattern pitch (conductor width and conductor width) of semiconductor connection substrates has become extremely narrow, resulting in high insulation reliability and copper in narrow conductor widths.
  • adhesion The need for adhesives having foil adhesion (hereinafter referred to as adhesion) is increasing.
  • 130. C 8 5.
  • the rate of decrease in insulation resistance has become more important.
  • Another object of the present invention is to solve such a problem and provide a new TAB tape having excellent insulation durability and adhesive strength, and a semiconductor connection substrate and a semiconductor device using the same. .
  • conventional WB tapes are not necessarily sufficient in terms of insulation reliability, adhesive strength and WB characteristics described above.
  • the adhesive strength of the conductor is increased, the insulation is rapidly deteriorated under a continuous voltage application at high temperature and high humidity, and not only the insulation reliability is insufficient, but also the WB characteristic is deteriorated.
  • the heat resistance was increased to improve the insulation reliability and the WB characteristics, the adhesive strength was reduced, and the conductor was peeled off during the patterning process and the conductor was peeled after the WB.
  • Still another object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and to provide a novel WB tape, a semiconductor connection substrate and a semiconductor device using the same, which satisfy all of insulation durability, adhesive strength and WB characteristics. Is to provide.
  • the present invention relates to an adhesive sheet for a semiconductor connection substrate constituted by a laminate having an adhesive layer on a substrate, wherein the adhesive layer comprises a thermoplastic resin (A) and an epoxy resin (A).
  • An adhesive sheet for a semiconductor connection substrate which comprises, as an essential component, at least one epoxy resin (B) selected from the group consisting of naphthalene skeleton-containing epoxy resins, and a semiconductor connection substrate using the same.
  • An adhesive layer (E) of a semiconductor integrated circuit substrate having at least one wiring board layer (C) composed of an insulator layer and a conductor pattern, at least one layer (D) having no conductor pattern formed thereon, and at least one adhesive layer (E).
  • the adhesive sheet for a semiconductor connection substrate forming the adhesive sheet has a storage elasticity of 0.1 to 1 OOO OMP a in a temperature range of 50 to 150 after heat curing. , and the and the linear expansion coefficient of 0. 1 1 0 ⁇ 0 1 0- 5.
  • C— ′ an adhesive sheet for a semiconductor connection substrate, a semiconductor contact gun substrate using the same, and a semiconductor device
  • a TAB adhesive tape comprising a laminate having an adhesive layer and a protective film layer on a flexible organic insulating film, wherein the adhesive layer after curing has a softening temperature. 60 to 110, and at 130 ° (: 85% RH, insulation resistance drop time should be 50 hours or more when 100 V DC is applied and left standing.
  • the adhesive layer after curing has a softening temperature of 120 to 200, and 130 to 85% RH. Insulation resistance drops when 100 V DC is applied and left in an environment of A tape with an adhesive for wire bonding connection, a semiconductor connection substrate using the tape, and a semiconductor device, wherein the time is 50 hours or more.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of one embodiment of a semiconductor device (TAB-BGA) using the adhesive sheet for a semiconductor connection substrate of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of one embodiment of a semiconductor device (CSP) using the adhesive sheet for a semiconductor connection substrate of the present invention.
  • CSP semiconductor device
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of one embodiment of a semiconductor connection substrate for BGA (pattern tape) before 1C mounting obtained by processing the adhesive sheet for a semiconductor connection substrate of the present invention.
  • BGA pattern tape
  • FIG. 4 is a perspective view of one embodiment of a TAB tape (pattern tape) before mounting IC, obtained by processing the TAB adhesive tape of the present invention.
  • FIG. 5 is a perspective view of one embodiment of a TAB tape (pattern tape) before IC mounting obtained by processing the tape with an adhesive for WB of the present invention.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of one embodiment of a semiconductor device (WB system BGA) using the adhesive sheet for a semiconductor connection substrate of the present invention.
  • FIG. 7 shows a diagram of a sample for evaluating the comb shape for measuring the absolute resistance.
  • FIG. 8 is a view showing the measurement results of the storage elastic modulus E ′ of the adhesive layer of the adhesive sheet for a semiconductor connection substrate of the present invention.
  • FIG. 9 is a view showing the measurement results of the linear expansion coefficient of the adhesive layer of the adhesive sheet for a semiconductor connection substrate of the present invention.
  • FIG. 10 is a view showing the measurement results of t an 5 of the adhesive layer of the tape with an adhesive for TAB of the present invention.
  • FIG. 11 shows the results of measuring the insulation durability of the tape with an adhesive for TAB of the present invention.
  • FIG. 12 is a view showing the measurement results of the storage elastic modulus E ′ of the adhesive layer of the tape with an adhesive for WB of the present invention.
  • Fig. 13 shows a diagram of the measurement results of ta ⁇ ⁇ of the adhesive layer of the adhesive tape for WB of the present invention.
  • the semiconductor connection substrate referred to in the present invention is a device for connecting an IC (bare chip) that has been cut out after an element is formed on a semiconductor substrate such as silicon, and comprises (C) an insulator layer and a conductor pattern.
  • the shape, material, and manufacturing method are as follows as long as the wiring board layer, (D) a layer on which no conductor pattern is formed, and (E) at least one adhesive layer comprising the adhesive sheet of the present invention.
  • the most basic one includes a multilayer structure such as C / E / D / E / D which is a C / E / D configuration.
  • (C) is a layer having a conductor pattern for connecting the bare chip electrode pad and the outside of the package (such as a printed circuit board).
  • the conductor pattern is formed on one or both sides of the insulator layer. is there.
  • the insulating layer includes plastic such as polyimide, polyester, polyphenylene sulfide, polyether sulfone, polyether ether ketone, aramide, polycarbonate, polyarylate, or glass cloth impregnated with epoxy resin.
  • a ceramic substrate made of, for example, mina, zirconia, soda glass, or quartz glass is suitable, and a plurality of layers selected from these may be used.
  • the insulator layer may be subjected to a surface treatment such as hydrolysis, corona discharge, low-temperature plasma, physical surface roughening, and easy adhesion coating.
  • the formation of the conductor pattern is generally performed by either the subtractive method or the additive method, but any of them may be used in the present invention.
  • a metal plate such as a copper foil is adhered to the insulator layer with an insulating adhesive (the adhesive composition of the present invention can also be used), or the insulator is attached to a metal plate.
  • the material formed by stacking layer precursors and forming an insulator layer by heat treatment or the like is patterned by chemical etching to form a pattern.
  • Specific examples of the material here include a copper-clad material for a rigid or flexible print substrate, a TAB tape, and a WB tape.
  • a conductor pattern is directly formed on the insulator layer by electroless plating, electrolytic plating, sputtering, or the like.
  • a metal having high corrosion resistance may be coated on the formed conductor to prevent corrosion.
  • Via holes may be formed in the wiring board layer (C) formed as described above as necessary, and the conductor patterns formed on both surfaces may be connected by plating.
  • (D) is a layer that is substantially independent of (C) or (E). It reinforces and stabilizes the semiconductor connection board, electromagnetically shields the IC from the outside, dissipates heat from the IC, and connects to the semiconductor connection board. It has functions such as imparting flame-retardancy and identifying the shape of the semiconductor connection substrate. Therefore, the shape may be not only a layer shape but also a three-dimensional shape having a fin structure for heat dissipation. In addition, any material having the above functions may be used as an insulator or a conductor, and the material is not particularly limited. Examples of the metal include copper, iron, aluminum, gold, silver, nickel, titanium, and the like.
  • examples of the inorganic material include alumina, zirconia, soda glass, quartz glass, carbon, and the like
  • examples of the organic material include a polymer material such as polyimide, polyimide, polyester, vinyl, phenol, and epoxy.
  • a composite material obtained by combining these can be used.
  • a polyimide film with a thin gold coating, a polymer kneaded with carbon to make it conductive, a metal plate coated with an organic insulating polymer, etc. are exemplified. it can.
  • various surface treatments similar to the above (C) are not limited.
  • (E) is an adhesive layer mainly used for bonding (C) and (D).
  • (C) or (D) for bonding other members for example, IC or printed circuit board
  • (E) is usually laminated on a semiconductor connection substrate in a semi-cured state, and before or after lamination, a pre-curing reaction is carried out at a temperature of 30 to 200 ° C. for an appropriate time to obtain a curing degree. Can be adjusted.
  • (E) is formed from the adhesive sheet for a semiconductor connection substrate of the present invention (hereinafter, referred to as an adhesive sheet).
  • the adhesive sheet after heat curing, has a temperature in the range of ⁇ 50 to 150 storage modulus of preferably 0. l ⁇ 1 0 0 0 0 MP a, more preferably from l ⁇ 5 0 0 0 MP a, and the linear expansion coefficient of preferably 0. 1 X 1 0- 5 ⁇ 5 0 more preferably X 1 0- 5 CT is 1 ⁇ 30 X 1 0- 5 ° C- ' . If the storage elastic modulus is less than 0. IMPa, the strength of the adhesive is low, and the deformation of the semiconductor connection board occurs during the use of the device mounted with the IC package.
  • the adhesive sheet after being cured by heating, has a fracture energy per unit area (hereinafter referred to as “discard energy”) of 25 ⁇ 5 ⁇ 10 5 Nm 1 or more, and more preferably 1 ⁇ 10 10. preferably a 6 Nm 1.
  • the fracture energy is considered to be correlated with the adhesive strength in the cohesive failure mode of the adhesive layer.
  • the fracture energy is determined by the area under the stress-strain curve in the tensile test. If the breaking energy is lower than 5 X 10 5 ! ⁇ : M_1 , the adhesive strength is undesirably reduced.
  • the thickness of the adhesive layer can be appropriately selected depending on the relationship between the elastic modulus and the coefficient of linear expansion, but is preferably 2 to 500, more preferably 20 to 200 / im.
  • the adhesive composition used in the adhesive sheet of the present invention preferably contains at least one or more of a thermoplastic resin and a thermosetting resin as essential components, respectively, and the type is not particularly limited.
  • Thermoplastic resin has functions such as adhesion, flexibility, relaxation of thermal stress, and improvement of insulation by low water absorption.
  • Thermosetting resin has heat resistance, insulation at high temperatures, chemical resistance, and adhesion. It is necessary to achieve the balance of physical properties such as the strength of the agent layer.
  • Thermoplastic resins include acrylonitrile butadiene copolymer (BR), acrylonitrile-butadiene rubber-styrene resin (ABS), styrene-butadiene ethylene resin (SEBS), acryl, polyvinyl butyral, polyamide, Known materials such as polyester, polyimide, polyamide, polyurethane, and the like are exemplified. Further, these thermoplastic resins may have a functional group capable of reacting with a thermosetting resin described below. Specific examples include an amino group, a carboxyl group, an epoxy group, a hydroxyl group, a methylol group, an isocyanate group, a vinyl group, and a silanol group.
  • thermoplastic resin a copolymer containing butadiene as an essential copolymer component is preferable from the viewpoint of adhesiveness to the materials (C) and (D), flexibility, and an effect of relaxing thermal stress. Can be used.
  • acrylonitrile-butadiene copolymer (NBR) and styrene-butadiene ethylene resin (SEBS) are preferred from the viewpoints of adhesion to metals, chemical resistance, and the like.
  • a copolymer containing butadiene as an essential copolymer component and having a carboxyl group is more preferable, and examples thereof include NBR (BR-C) and SEBS (SEBS-C).
  • NBR-C include carboxylated end groups of copolymer rubber obtained by copolymerizing acrylonitrile and benzene at a molar ratio of about 10/90 to 50/50, or acrylonitrile.
  • terpolymer rubbers of carboxyl group-containing polymerizable monomers such as butadiene and acrylic acid and maleic acid.
  • polyamide resin is preferable from the viewpoint of adhesiveness, flexibility, and insulation, and various resins can be used.
  • those containing a dicarboxylic acid having a coal number of 36 are suitable.
  • a boriamid resin containing dimer acid can be obtained by polycondensation of dimer acid and diamine by a conventional method.
  • dicarboxylic acids other than dimer acid such as adipic acid, azelaic acid, and sebacic acid are used as copolymer components. May be contained.
  • diamines such as ethylenediamine, hexamethylenediamine, and piperazine can be used as the diamine, and a mixture of two or more diamines may be used from the viewpoint of hygroscopicity and solubility.
  • those having an amino group in the polymer are more preferable because they have improved reaction and compatibility with the epoxy resin, and have improved insulation and adhesion.
  • the preferred position of the amino group is 1 to 3 in terms of amine value. When the amine value is 1 or less, the effect of improving the insulating properties and the adhesive strength is small, and when the amine value is 3 or more, the curing reaction proceeds too much and the workability is lacking.
  • thermosetting resin examples include known resins such as an epoxy resin, a phenol resin, a melamine resin, a xylene resin, a furan resin, and a cyanate ester resin.
  • epoxy resin and phenol resin are preferable because of their excellent insulating properties.
  • the epoxy resin is not particularly limited as long as it has two or more epoxy groups per molecule.
  • the epoxy resin having a dicyclopentadiene skeleton represented by the formula (I) and the epoxy resin represented by the formula ( ⁇ ) A terpene skeleton-containing epoxy resin, a biphenyl skeleton-containing epoxy resin represented by the formula ( ⁇ ), and a naphthalene skeleton-containing epoxy resin represented by the formula (IV) Is preferred.
  • R and ⁇ R ⁇ represent a hydrogen atom, a C lower alkyl group or a halogen atom.
  • R ′ R represents a hydrogen atom, a C lower alkyl group or a halogen atom.
  • two groups of R, to R are 2.3-epoxypropoxy groups, and the remaining groups are a hydrogen atom, a lower alkyl group of C, to C4 or a halogen atom.
  • glycidyl ethers such as bisphenol F, bisphenol A, bisphenol S, resorcinol and trihydroxybenzene, epoxidized phenol novolak, ethoxylated cresol novolak, epoxidized trisphenylololemethane, and epoxidized tetra Alicyclic epoxies such as phenylolethane, epoxidized meta-xylene diamine, and cyclized hexane epoxide, copolymerized epoxidized epoxy resin of tetrabromobisphenol A and bisphenol A, It may be used in combination with another epoxy resin such as a phenolic novolak type epoxy resin.
  • any known phenol resin such as a novolak phenol resin and a resol phenol resin can be used.
  • alkyl g-phenols such as pharma, cresol, p-t-butylphenol, nonylphenol, p-phenylphenol, cyclic alkyl-modified phenols such as terpene and dicyclopentadiene, nitro group, halogen group, cyano group , Those having a functional group containing a hetero atom such as an amino group, those having a skeleton such as naphthalene, anthracene, bisphenol F, bisphenol 8, bisphenol S, resorcinol, and polyfunctional phenol such as pyrogallol.
  • the resin is sprinkled.
  • the addition amount of the thermosetting resin is 5 to 400 parts by weight, preferably 50 to 200 parts by weight, based on 100 parts by weight of the thermoplastic resin.
  • the addition amount of the thermosetting resin is less than 5 parts by weight, the elastic modulus at a high temperature is remarkably reduced, and the semiconductor integrated circuit connection substrate is deformed during use of the device on which the semiconductor device is mounted, and is handled in a processing step. This is not preferable because of lack of workability. If the amount of the thermosetting resin exceeds 400 parts by weight, the modulus of elasticity is high, the coefficient of linear expansion is small, and the effect of relieving thermal stress is small.
  • the addition of the epoxy resin and the phenol resin curing agent and the curing accelerator to the adhesive layer of the present invention is not limited at all.
  • organic or inorganic components such as antioxidants and ion scavengers is not limited as long as the properties of the adhesive are not impaired.
  • finely divided inorganic components include aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, and calcium hydroxide such as calcium hydrate, silica, alumina, zirconium oxide, zinc oxide, antimony trioxide, antimony pentoxide, Metal oxides such as magnesium oxide, titanium oxide, iron oxide, cobalt oxide, chromium oxide, and talc; inorganic salts such as calcium carbonate; fine metal particles such as aluminum, gold, silver, nickel, iron, and the like; or carbon black and glass
  • the organic component include crosslinked polymers such as styrene, NBR rubber, acrylic rubber, polyamide, polyimide, and silicone. These may be used alone or in combination of two or more.
  • the average particle diameter of the fine particles is preferably 0.2 to 5 / in consideration of dispersion stability. It is appropriate that the amount is 2 to 50 parts
  • a protective film layer is provided on the adhesive layer. Is also good.
  • the protective film layer mentioned here impairs the shape of the substrate for semiconductor integrated circuit connection from the surface of the adhesive before the substrate for semiconductor integrated circuit connection and another member (for example, an IC or a printed circuit board) are bonded.
  • a polyester film, a polyolefin film, which has been subjected to a coating treatment with a silicone or a fluorine compound, a paper obtained by laminating these, and the like can be mentioned.
  • the semiconductor device according to the present invention refers to a device using the semiconductor connection substrate of the present invention, and is not particularly limited in shape and structure.
  • Method of connecting a semiconductor connecting substrate and the IC, TA B mode, WB mode, resin sealing at the full re-Chip mounting, anisotropic conductive film (adhesive) also may be either c of connection, etc., referred to as CSP Package is also included in the semiconductor device of the present invention.
  • a three-layer T ⁇ ⁇ ⁇ B tape with an adhesive layer and a protective film layer laminated on a polyimide film is as follows ( Processing is performed by the steps a) to (d). (A) perforation of sprockets and device holes; (b) thermal lamination with copper foil; (c) pattern formation (resist coating, etching, resist removal); and (d) tin or gold plating.
  • Figure 5 shows an example of the shape of the obtained TAB tape (pattern tape).
  • Preparation of adhesive layer (E) Prepared by the following steps (a) to (c).
  • (A) An adhesive composition obtained by dissolving a coating composition in a solvent is applied on a polyester film having releasability and dried. It is preferable to apply the adhesive layer so that the film thickness is 10 to 100 izm. Drying conditions are 100 to 200 minutes and 1 to 5 minutes.
  • the solvent is not particularly limited, but aromatic solvents such as toluene, xylene, and chlorobenzene, ketones such as methylethylketone and methylisobutylketone, and non-protons such as dimethylformamide, dimethylacetamide, and N-methylpyrrolidone.
  • a ton-based polar solvent alone or a mixture is preferred.
  • An adhesive sheet is obtained by laminating a polyester or polyolefin-based protective film having a lower peeling strength and a releasable property on the film of (a). When the thickness of the adhesive is further increased, the adhesive sheet may be laminated plural times. After lamination, the degree of curing may be adjusted by heat treatment at, for example, 40 to 70 hours for about 20 to 200 hours.
  • the adhesive sheet of (b) is peeled off the protective film on the stainless steel plate of (D) and then laminated.
  • the laminating temperature is preferably from 20 to 200, and the pressure is preferably from 0.1 to 3 MPa.
  • the above coating material may be directly applied to (D) and dried, and the protective film may be laminated.
  • Figure 3 shows an example of a semiconductor connection substrate.
  • 19 is the adhesive layer of the TAB tape
  • 20 is the organic insulating film
  • 21 is the sprocket hole
  • 22 is the conductor pattern
  • 23 is the conductor of the solder ball connection
  • 24 is the device hole.
  • (A) Laminate the adhesive (D) and punch out it with a mold, for example, to make a metal plate with adhesive that is square and has a square hole in the center.
  • FIG. 1 is a [C chip, 2 is a gold bump, 3 is an organic insulating film, 4 is a TAB tape adhesive, 5 is an inner lead portion, 6 is an adhesive layer of a semiconductor connection board, and 7 is a conductor.
  • a layer on which no pattern is formed (reinforcement plate), 8 indicates a solder resist, 9 indicates a solder ball, and 10 indicates a sealed ih resin.
  • 11 is a protective film
  • 1 is an IC chip
  • 13 is an inner lead portion
  • 14 is an organic insulating film
  • 15 is a sealing resin
  • 16 is a TAB tape adhesive.
  • 17 indicates a solder ball
  • 18 indicates a solder resist.
  • the evaluation method of the embodiment is shown in (4)
  • the softening temperature is considered to have a correlation with the dimensional accuracy at a high temperature, preferably 60 to 110, more preferably 70 to 90. If it is lower than 0, it is unpreferably because it is too soft, and the dimensional accuracy of the conductors, etc. decreases, and the insulating property is low. It is not preferable because the difference in linear expansion coefficient cannot be absorbed, warpage occurs, and dimensional accuracy decreases.
  • the adhesive sheet after heat curing, 2 5 Yabu ⁇ energy in the hand 5 1 0 5 ⁇ m-1 or more, more preferably, if it is 8 X 1 0 5 ⁇ 'preferred. If the breaking energy is lower than 5 ⁇ 10 5 ⁇ ′, the adhesive strength is undesirably reduced.
  • the insulation resistance value and the insulation resistance reduction time are measured under the accelerated evaluation conditions, and are measured under the evaluation methods (5) and (6) of the examples.
  • the absolute resistance value is preferably 5 ⁇ 10 8 ⁇ or more, more preferably 1 ⁇ 10 3 ⁇ or more. If 5 1 0 less than 8 Omega, the insulating resistance of the onset light of the semiconductor device is undesirably reduced.
  • the insulation resistance drop time is defined as the time required for the insulation resistance to drop to a reference value or more when the above-mentioned insulation resistance is measured continuously.
  • 1 30 C, 8 5 when in the environment of 3 ⁇ 4RH straight flow 1 0 0 V is applied, the reference value 1 0 7 ⁇ , 1 5 0 Hand case of DC 1 0 0 V is applied under the environment, reference value is 1 0 9 ⁇ .
  • the insulation resistance lowering time is preferably 50 hours or more, more preferably 100 hours or more, and still more preferably 300 hours or more. If the time is shorter than 50 hours, the insulation reliability of the semiconductor device of the present invention is undesirably reduced.
  • the adhesive layer of the present invention is unique in that although the softening temperature is lower than the insulation temperature, the insulation resistance value is high and the insulation resistance reduction time is long.
  • the mechanism is unknown, it is considered to have a structure that has a low softening temperature and is flexible, but inhibits the movement of ions.
  • the adhesive layer of the TA A tape of the present invention contains a thermoplastic resin (D) and a thermosetting resin (E).
  • Thermoplastic resin (D) is effective in controlling softening temperature
  • Replacement paper Has functions such as adhesive strength, flexibility, relaxation of thermal stress, and improvement of insulation due to low water absorption.
  • Thermosetting resin (E) has heat resistance, insulation at high temperature, chemical resistance, and adhesive. Necessary to achieve the balance of physical properties such as layer strength.
  • the addition amount of the thermoplastic resin is preferably 30 to 60% by weight, more preferably 35 to 55% by weight of the adhesive layer.
  • thermoplastic resins include atarilonitrile-butadiene copolymer (XBR), acrylonitrile-butadiene rubber-styrene resin (ABS), styrene-butadiene-ethylene resin (SEBS), acrylic, polyvinyl butyral, polyamide, and polyester. , Polyimide, polyimide, polyurethane, and the like. Further, these thermoplastic resins may have a functional group capable of reacting with a thermosetting resin such as a phenol resin or an epoxy resin described below. Specific examples include an amino group, a carboxyl group, an epoxy group, a hydroxyl group, a methylol group, an isocyanate group, a vinyl group, and a silanol group. These functional groups are preferable because the bond with the thermosetting resin is strengthened and the heat resistance is improved.
  • XBR atarilonitrile-butadiene copolymer
  • ABS acrylonitrile-butadiene rubber-styrene resin
  • thermoplastic resin boriamid resin is preferred from the viewpoint of adhesiveness to copper foil, flexibility, and insulation properties, and various resins can be used.
  • those containing a dicarboxylic acid having 36 carbon atoms (so-called dimeric acid) having flexibility in the adhesive layer and having excellent insulating properties due to a low water absorption rate are preferable.
  • the polyamide resin containing dimer acid is a powerful resin obtained by polycondensation of dimer monoacid and diamine by a conventional method.At this time, dicarboxylic acids other than dimer monoacid such as adipic acid, azelaic acid, and sebacic acid are copolymerized. It may be contained as a component.
  • diamines such as ethylenediamine, hexamethylene diamine, piperazine and the like can be used, and a mixture of two or more types may be used from the viewpoint of hygroscopicity and solubility.
  • the epoxy resin is not particularly limited as long as it has two or more epoxy groups in one molecule.
  • the epoxy resin having a dicyclopentadiene skeleton represented by the formula (I) and the epoxy resin represented by the formula ( ⁇ ) A terpene skeleton-containing epoxy resin, a biphenyl skeleton-containing epoxy resin represented by the formula (m), and a naphthylene skeleton-containing epoxy resin represented by the formula (IV) Is preferred.
  • glycidyl ethers such as bisphenol F, bisphenol A, bisphenol S, resorcinol and trihydroxybenzene, epoxidized phenol novolak, epoxidized cresol novolak, epoxidized trisphenol novolon, Alicyclic epoxies such as epoxidized tetraphenylethane, epoxidized meta-xylene diamine, cyclohexaneepoxide, etc., copolymerized brominated epoxy resin of tetrabromobisphenol A and bisphenol A It may be used in combination with another epoxy resin such as brominated phenol novolak type epoxy resin.
  • the amount of the epoxy resin added is preferably 2 to 20% by weight, more preferably 4 to 15% by weight of the adhesive layer, and is 3 to 70 parts by weight based on 100 parts by weight of the thermoplastic resin.
  • phenol resin any known phenol resin such as a novolak type phenol resin and a resol type phenol resin can be used.
  • alkyl-substituted phenols such as phenol, cresol, p-t-butylphenol, nonylphenol, and p-phenylphenol
  • cyclic alkyl-modified phenols such as terpene and dicyclopentene, nitro group, halogen group, cyano group
  • It consists of polyfunctional phenols such as those having a functional group containing a hetero atom such as an amino group, those having a skeleton such as naphthalene and anthracene, bisphenol, bisphenol ⁇ , bisphenol S, resorcinol, and pyrogallol.
  • Resin is removed.
  • resole type phenol resin is more preferable because it has an effect of improving the insulation resistance reduction time.
  • the following components (F) and (G) are contained as components of the resole-type phenol resin, respectively, it is extremely effective in obtaining a balance between the adhesive force and the insulating property due to a decrease in the softening temperature, and is preferable.
  • (F) A bifunctional or higher phenol derivative having at least one alkyl group having preferably 5 to 12 carbon atoms, more preferably 7 to 10 carbon atoms.
  • the term “functionality” as used herein refers to the total number of sites (ortho and para positions) at which the methylol group and the phenol nucleus can bond when the resole phenol resin undergoes an addition condensation reaction and undergoes self-crosslinking.
  • orthocresol is bifunctional and metacresol is trifunctional.
  • (F) is a component for improving the flexibility of the phenol resin, and any of a 1 to 10 nucleus phenol derivative having a C 5 to C 12 saturated or unsaturated alkyl group can be used.
  • saturated alkylphenols are chemically stable and are preferred, and octylphenol, nonylphenol, and decylphenol are more preferable because they have a good balance between insulation and flexibility after curing.
  • (G) is a component that compensates for the lack of crosslinking of (F), and is not particularly limited as long as it has a function of performing three-dimensional crosslinking by addition condensation, but is compatible with the component of (F).
  • phenol, meta-cresol, bisphenol A, bisphenol F and the like are exemplified.
  • Such a combination may be either mixing the phenol derivatives of (F) and (G) after forming them into a resin resin, or mixing the mixture of phenol derivatives from the beginning into a resole resin.
  • the amount of the phenol resin added is preferably more than 35 and less than 60% by weight, more preferably 40 or more and 50% by weight or less of the adhesive layer. ⁇ 200 parts by weight. If the amount is less than 35% by weight, the insulating property is lowered, so that it is not preferable.
  • a curing agent and a curing accelerator for epoxy resin and phenol resin is not limited at all.
  • aromatic polyamines, boron trifluoride triethylamine complexes, and other boron trifluoride amine complexes, 2-alkyl-14-methylimidazoles, 2-phenyl-4-alkylimidazoles, etc. Imidazole derivative, phthalic anhydride, anhydrous
  • organic acids such as organic acids such as trimellitic acid, dicyandiamide, triphenylphosphine, and diazavic croundecene can be used.
  • the amount of addition is preferably 0.1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the adhesive layer.
  • organic or inorganic components such as phenolic or amine-based antioxidants and ion scavengers such as hydrotalcite is limited as long as the properties of the adhesive are not impaired. is not.
  • the flexible insulating film referred to in the present invention includes polyimide, polyester, polyphenylene sulfide, polyether sulfone, polyether ether ketone, aramid, polycarbonate, polyarylate, and the like. It is a film having a thickness of 25 to 125 ⁇ made of a composite material such as plastic or epoxy resin impregnated glass cloth, and a plurality of films selected from these may be laminated and used. If necessary, one or both surfaces can be subjected to surface treatment such as hydrolysis, corona discharge, low-temperature plasma, physical surface roughening, and easy adhesion coating.
  • the protective film layer referred to in the present invention is not particularly limited as long as it can be peeled from the adhesive surface without damaging the form of the adhesive tape for a semiconductor before heat laminating the copper foil. Polyester film, polyrefin film, and paper obtained by laminating these films.
  • a paint obtained by dissolving the above adhesive composition in a solvent is applied to a flexible insulating film such as polyimide, and dried. It is preferable to apply the adhesive layer so that the film thickness is 5 to 25.
  • the drying conditions are 100 to 200 ° (: 1 to 5 minutes.
  • the solvent is not particularly limited, but aromatic solvents such as toluene, xylene, and chlorobenzene and methanol, ethanol, propanol, and the like are used.
  • the protective film is laminated on the film obtained in this manner, and finally, the film is slit to about 35 to 158 mm.
  • a method in which the adhesive composition is applied, dried, slit into an arbitrary width, and then laminated with an insulating film may be used. This method is suitable when the width of the adhesive layer and that of the insulating film are made different. .
  • the adhesive layer used for the WB tape of the present invention is usually provided in an uncured state, and can be cured and cross-linked by heating after laminating the copper foil, and has a softening temperature of 120 to 200. Yes, and when the storage elastic modulus E 'at 150 ° C is 20 to 100 MPa, and at 130 and 85% RH, 100 V DC is applied and left It is essential that the insulation resistance decrease time is 50 hours or more, but other characteristics and chemical structure are not particularly limited.
  • the softening temperature and the storage modulus at 150 ° have a correlation with the WB characteristic, and the softening point is preferably 120 to 200 °, more preferably 140 to 170 °. C. Further, the storage elastic modulus at 150 is preferably from 20 to 10 OMPa, more preferably from 30 to 8 OMPa. Lower softening point of 120 or storage modulus of 20 M F a
  • the insulation resistance value and the time when the insulation resistance decreases are those measured under the accelerated evaluation conditions, and are measured under the evaluation methods (5) and (6) of the examples.
  • the insulation resistance value is preferably 5 X 1 0 ⁇ ⁇ or more, more preferably 1 X 1 0 9 ⁇ or more. If it is lower than 5 ⁇ 10 8 ⁇ , the insulation durability of the semiconductor device of the present invention is undesirably reduced.
  • the insulation resistance drop time is defined as the time required for the insulation resistance to drop to a reference value or more when the above-mentioned insulation resistance is measured continuously. 1 3 Te 0, 8 5 when in the environment of 3 ⁇ 4 kappa Eta straight flow 1 0 0 V is applied, the reference value 1 0 7 Omega, 1 5 0 Hand environments in DC 1 0 () field V applied if the reference value is 1 0 9 ⁇ .
  • the insulation resistance lowering time is preferably 50 hours or more, more preferably 100 hours or more, and still more preferably 300 hours or more. If the time is shorter than 50 hours, the insulation reliability of the semiconductor device of the present invention is undesirably reduced.
  • thermosetting resin system having a high crosslinking density
  • it became hard and brittle at room temperature resulting in a decrease in adhesive strength to the copper foil and a decrease in flexibility.
  • a method of mixing a thermoplastic resin has been studied in the past, but the WB characteristics are incompatible with the adhesiveness and interchangeability. This is because the compatibility between the thermosetting resin and the thermoplastic resin is not appropriate.
  • Compatibility is a factor that determines the microphase-separated structure of an adhesive after curing, and it is known that the viscoelastic properties of a polymer blend depend on the microphase-separated structure. Therefore, in the WB tape of the present invention, the compatibility between the thermoplastic resin and the thermosetting resin in the adhesive layer was controlled and blended, thereby optimizing the microphase separation structure of the cured adhesive, We believe that the balance between WB characteristics and adhesiveness and flexibility has been achieved.
  • the adhesive layer of the WB tape of the present invention preferably contains a thermoplastic resin (D) and a thermosetting resin ( ⁇ ).
  • Thermoplastic resin (D) is effective in controlling softening temperature and storage elastic modulus, and has functions such as adhesion, flexibility, relaxation of thermal stress, and improvement of insulation by low water absorption.
  • Thermosetting resin ( ⁇ ) is necessary to achieve a balance between physical properties such as heat resistance, insulation at high temperatures, chemical resistance, and the strength of the adhesive layer.
  • thermoplastic resin (D) added to the adhesive layer, preferably 30 to 60 weight? 0, more preferably 35 to 55% by weight.
  • thermoplastic resin examples include acrylonitrile butadiene copolymerized copolymer ( ⁇ BR), acrylonitrile butadiene rubber-styrene resin (ABS), styrene-butadiene ethylene resin (SEBS), acryl, polyvinyl butyral, and polyamide.
  • Known materials such as polyester, polyimide, polyimide, polyamide, polyurethane, and the like.
  • these thermoplastic resins may have a functional group capable of reacting with a thermosetting resin such as a phenol resin or an epoxy resin described below. Specific examples include an amino group, a carboxyl group, an epoxy group, a hydroxyl group, a methylol group, an isocyanate group, a vinyl group, and a silanol group.
  • the group is preferable because the bond with the thermosetting resin is strengthened and the heat resistance is improved.
  • thermoplastic resin a polyimide resin is preferred from the viewpoint of adhesiveness to the copper foil, flexibility, and insulation properties, and various resins can be used.
  • those containing a dicarboxylic acid having 36 carbon atoms (so-called dimeric acid) having flexibility in the adhesive layer and having excellent insulating properties due to a low water absorption rate are preferable.
  • a polyamide resin containing dimer acid is a powerful resin obtained by polycondensation of dimer monoacid and diamine by a conventional method.At this time, a dicarboxylic acid other than dimer monoacid such as adipic acid, azelaic acid, and sebacic acid is used as a copolymer component. May be contained.
  • Known diamines such as ethylenediamine, hexamethylene diamine, and piperazine can be used, and a mixture of two or more types may be used from the viewpoint of hygroscopicity and solubility.
  • thermoplastic resin it is preferable to add a known epoxy resin as a thermoplastic resin because the adhesive strength can be improved.
  • the epoxy resin is not particularly limited as long as it has two or more epoxy groups in one molecule, but compatibility with the thermoplastic resin is important, and it is preferable to select an epoxy resin in an appropriate range.
  • the compatibility is defined as the haze of a film formed by mixing a thermoplastic resin and an epoxy resin in a weight ratio of 1Z1.
  • the specific measurement method is shown in Evaluation method (17) of the examples.
  • the haze is preferably from 8 to 45, more preferably from 10 to 35. A value of 8 or less is not preferred because the compatibility is too good and only average properties as a mixture are obtained. Further, if it is more than 45, it is not preferable because the property is too uneven and the properties of either component are strongly exhibited.
  • Specific epoxy resins include epoxy resins containing a dicyclopentadiene skeleton, epoxy resins containing a terpene skeleton, epoxy resins containing a biphenyl skeleton, resorcinol diglycidyl ether, diglycyl phthalate, and ethylene oxide-modified bisphenol A diglycidyl. Ether (for example, BEO-60E, manufactured by Shin Nippon Rika Co., Ltd.), and the like.
  • a dicyclopentadiene skeleton-containing epoxy resin represented by the formula (I), a terpene skeleton-containing epoxy resin represented by the formula ( ⁇ ), and a biphenyl skeleton-containing epoxy resin represented by the formula ( ⁇ ) Has excellent heat resistance and is particularly preferred.
  • glycidyl ethers such as bisphenol F, bisphenol A, bisphenol S, trihydroxyquinbenzene, dihydroxynaphthalene, epoxidized phenol novolak, epoxidized cresol novolak, epoxidized trisphenyl methane methane
  • Alicyclic epoxy such as epoxidized tetraphenylroleethane, epoxidized meta-xylene diamine, cyclohexane epoxide, etc., and a copolymerized brominated epoxy resin of tetrabromobisphenol A and bisphenol A It may be used in combination with another epoxy resin such as brominated phenol novolak type epoxy resin.
  • the amount of the epoxy resin to be added is preferably 10 to 40% by weight, more preferably 15 to 30% by weight of the adhesive layer, and is 15 to 140% by weight of the thermoplastic resin. Parts by weight. If it is less than 10% by weight, the softening point is low, the WB characteristics are low, and the adhesive strength is low. On the other hand, if the content is more than 40% by weight, the insulating property decreases, which is not preferable.
  • phenol resin any of known phenol resins such as a novolak type phenol resin and a resol type phenol resin can be used.
  • alkyl-substituted phenols such as phenol, cresol, p-t-butylphenol, nonylphenol, p-phenylphenyl, phenol, cyclic alkyl-modified phenols such as terpene and dicyclopentene, nitro group, halogen group, cyano group, amino group Resins having a heteroatom-containing functional group, such as naphthalene, anthracene, etc., and resins composed of multifunctional phenols such as bisphenol F, bisphenol A, bisphenol S, resorcinol, and pyrogallol Are listed. Above all, resole phenolic resin is more preferable because it has an effect of improving the time required for reducing the absolute resistance.
  • the addition amount of the fuanol resin is preferably more than 35 and less than 60% by weight, more preferably 40 or more and 50% by weight or less of the adhesive layer. ⁇ 200 parts by weight. If it is less than 35% by weight, the insulating property is lowered, so that it is not preferable.
  • a curing agent and a curing accelerator for the epoxy resin and the phenolic resin is not limited at all.
  • aromatic polyamines boron trifluoride amide complexes such as boron trifluoride triethylamine complex
  • imidazo compounds such as 2-alkyl-4-methylimidazole and 2-phenyl-4-alkylimidazole.
  • organic derivatives such as chloro derivatives, fluoric anhydride, and trimellitic anhydride, dicyandiamid, triphenylphosphine, and diazabiscycloundecene can be used.
  • the amount added is preferably 0.1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the adhesive layer.
  • organic or inorganic components such as phenolic or amine-based antioxidants and ion scavengers such as hydrotalcite is limited as long as the properties of the adhesive are not impaired. is not.
  • the flexible insulating film referred to in the present invention is a plastic such as polyimide, polyester, polyphenylene sulfide, polyether sulfone, polyether ether ketone, aramide, polycarbonate, polyarylate, and the like.
  • a film having a thickness of 25 to 125 ⁇ made of a composite material such as an epoxy resin-impregnated glass cloth, and a plurality of films selected from these films may be used as a stack. If necessary, one or both surfaces can be subjected to surface treatment such as hydrolysis, corona discharge, low-temperature plasma, physical surface roughening, and easy adhesion coating.
  • the protective film layer referred to in the present invention is not particularly limited as long as it can be peeled from the adhesive surface without damaging the form of the adhesive tape for a semiconductor before heat laminating the copper foil.
  • Examples include polyester film, polyrefin film, and paper obtained by laminating these films.
  • a paint obtained by dissolving the above adhesive composition in a solvent is applied to a flexible insulating film such as polyimide, and dried. It is preferable to apply the adhesive layer so that the thickness is 5 to 25.
  • Drying conditions are 100 to 200. (: 1 to 5 minutes.
  • the solvent is not particularly limited, but a mixture of an aromatic such as toluene, xylene, chlorobenzene and an alcohol such as methanol, ethanol, propanol and the like is preferable.
  • a method of laminating with an insulating film after slitting may be used, which is suitable when the widths of the adhesive layer and the insulating film are made different.
  • TAB adhesive tape 31N0-00ES, manufactured by Toray Industries, Inc.
  • 18m electrolytic copper foil 3EC—VLP, manufactured by Mitsui Kinzoku Mining Co., Ltd.
  • EC—VLP electrolytic copper foil
  • An adhesive sheet having a thickness of 100 m was laminated on a pure copper plate having a thickness of 1 mm under the conditions of 140 and 0.1 MPa, and then formed into a square of 30 mm.
  • the sample After laminating the pure copper plate with the adhesive of (2) on the conductor pattern surface of the evaluation pattern tape of (1) at 130 ° C and 0.1 MPa, the sample was placed in an air oven. Heat curing treatment was performed for 50 hours for 2 hours. This was immersed in an etching solution containing ferric chloride as a main component to dissolve the pure copper plate. Finally, the exposed adhesive layer was observed with a stereoscopic microscope at 30 ⁇ to evaluate the foaming at the time of curing and the embedding property of the conductor pattern.
  • a pure copper plate with an adhesive layer with the same specifications as (2) was laminated on polyimide film ("UPILEX” 75S, manufactured by Ube Industries, Ltd.) under the conditions of 130 and 0, MPa. Thereafter, the sample was heated and cured in an air oven at 150 ° (: 2 hours. The polyimide film of the obtained sample was cut to a width of 2 mm, and a tensile tester (CT-1) was used. Peeling was performed at a speed of 50 mm min in the direction of 90 using a No. 00 type (manufactured by Orientec Co., Ltd.), and the peeling force at that time was measured.
  • CT-1 tensile tester
  • Adhesive layer of the same specification as (2) is provided on the conductor pattern surface of the sample for evaluation of the comb shape of the evaluation pattern tape of (1) with a conductor width of 100 m and a distance between conductors of 100 0 m
  • the pure copper plate was subjected to lamination under conditions of 130 and 0.1 MPa, and then subjected to a heat curing treatment in an air oven at 150 for 2 hours.
  • the sample of 30 mm square prepared by the above method (4) was humidified for 48 hours in an atmosphere of 85 C and 85% RH, and then immediately floated on a solder bath for 60 seconds, causing blistering and blistering. The maximum temperature without peeling was measured.
  • a 30 mm square sample prepared by the method described in (4) above was placed in a thermal cycle tester (PL-3, manufactured by Tabai Espec Co., Ltd.). The sample was treated for 600 cycles under the condition of holding for 1 hour each, and the occurrence of peeling was evaluated.
  • PL-3 manufactured by Tabai Espec Co., Ltd.
  • the adhesive sheet was laminated to a thickness of about 500 / m, and then subjected to boss curing at 150 ° C for 2 hours to prepare a sample. This was measured with a dynamic viscoelasticity measuring device in tensile mode (R HE OV [BROK-DDV-II, / II-EA, manufactured by Orientec Co., Ltd.]) at a frequency of 35 Hz and a heating rate of 2 min. It was measured.
  • R HE OV dynamic viscoelasticity measuring device in tensile mode
  • JCT-100 manufactured by Orientec Co., Ltd.
  • pattern tapes for evaluation were prepared in the same manner as in (1).
  • the sample obtained in (1 1) was immersed in a borofluoric acid-based electroless tin plate solution (Shiba T-134, manufactured by Shipley-Fairst) at 70 and immersed in the sample. Wood was given.
  • the sample for measuring the adhesive strength had a conductor width of 5 Oim.
  • a sample for the measurement of constancy was used having the shape shown in FIG.
  • reference numeral 48 denotes a conductor portion of the insulation measurement pattern
  • J 9 denotes an adhesive layer of a TAB tape
  • 50 denotes an organic insulating film.
  • the sample for measuring the wire-to-bonding characteristics of (16) was prepared on a 0.1 m thick nickel plating base with a 0.5 m thick electrolytic gold plating (Oguchi Bell UP-24, Japan). Ronal Co., Ltd.).
  • thermo-hygrostat (Tabi) was used. Espec Co., TPC - 1 3 0 C, 85% RH at 2 1 1 D type) in, in a state where voltage is continuously applied to the DC 1 0 0 V, the resistance value of 1 0 7 Omega less and The resulting insulation resistance drop time was measured. The resistance was measured using a super insulation meter (DSM-8101, Toa Denpa Co., Ltd.).
  • a gold wire was bonded to a WB tape (gold-plated pattern tape) with a load of 60 g and an ultrasonic frequency of 58 kHz on the WB tape (gold-plated tape) prepared by the methods (I 1) and (1 2).
  • c Tensile strength test was performed with a tensile strength tester (Microtester 22 type, manufactured by Digi Corporation).
  • thermoplastic resin and epoxy resin in 1/1 by weight, and about 10 weight in common solvent of both? After dissolving so as to be / 0 , a film is formed by a casting method so as to have a dried film thickness of about 12 im. Using the obtained sample, haze was measured by a method based on JIS-K710.
  • the dimer acid (PRI PO 10009, manufactured by EUNIKEMA) was used as the acid component, and the hexamethylene diamine (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was used as the amine component.
  • the polyamide reactant was prepared by adding an acid noamine reactant, an antifoaming agent, and 1% or less of a phosphoric acid catalyst in a range of 1 to 0.9. The polyamide reactant was heated at 140 ° C. with stirring for 1 hour, then heated to 205 ° C. and stirred for about 1.5 hours. It was kept under vacuum of about 15 mmHg for 0.5 hour to lower the temperature. Finally, an antioxidant was added to obtain a polyamide resin having an amine value of 2.5.
  • High-molecular-weight resole phenol (Bellpearl S895, manufactured by Kanebo Co., Ltd.) is dissolved in chlorbenzen at 60 ° C to a weight of about 10%. The solution was passed through a 0.5 zm filter to remove the solubles. From the difference in solids concentration before and after filtration, the soluble content determined was 96%.
  • Aluminum hydroxide (produced by Showa Denko KK, ⁇ -42) was mixed with toluene, followed by sand milling to prepare an aluminum hydroxide dispersion.
  • BR-C P ⁇ 'R-1H, manufactured by Nippon Synthetic Rubber Co., Ltd.
  • bisphenol A type epoxy resin Yukadashi Sylethoxy Co., Ltd., "Epicol” 8 34, epoxy equivalent of 250
  • brominated epoxy resin made by Yuka Shizuru Epoxy Co., Ltd., "Epicoat” 550, bromine content /!
  • This adhesive sheet was laminated on a 0.1 mm thick pure copper plate under the conditions of 100 and 0.1 MPa to obtain a pure copper plate with an adhesive layer.
  • Table 3 shows the characteristics
  • Fig. 8 and Fig. 9 show the temperature dependence of the storage elastic modulus and the linear expansion coefficient.
  • the pure copper plate with the adhesive layer obtained by the above procedure was punched into a shape having a 30 mm square outer shape and a 20 mm square hole at the center.
  • the pattern tape shown in Fig. 7 was created by the same method as the evaluation method (1) described above. However, apply a photosensitive solder resist (“Probimer” 71, manufactured by Ciba Geigy Co., Ltd.) to the conductor pattern surface, dry it, expose it with a photomask, develop it, heat cure it, and leave it on the pad for solder ball connection. The resist was removed. Then, the pure copper plate was positioned so that the holes corresponded to the device holes of the pattern tape, and then pressed 130 ° and 0. Then, heating and curing treatment was performed for 2 hours to prepare a semiconductor connection substrate.
  • a photosensitive solder resist (“Probimer” 71, manufactured by Ciba Geigy Co., Ltd.)
  • FIG. 1 shows a cross section of the obtained semiconductor device.
  • Spherical silica (“Excelica”, manufactured by Tokuyama Corporation) was mixed with toluene, and then subjected to sand milling to prepare a silica dispersion.
  • XB R—C Natural Rubber Co., Ltd.
  • PNR—1H PNR—1H
  • SEBS—C manufactured by Asahi Kasei Corporation, MX-073
  • naphthalene skeleton-containing epoxy resin manufactured by Dainippon Ink and Chemicals, Inc., “Epiclone” HP 4302, epoxy equivalent
  • Aluminum hydroxide (H-42I, manufactured by Showa Denko KK) was mixed with toluene, followed by sand milling to prepare an aluminum hydroxide dispersion.
  • XBR-C manufactured by Nippon Synthetic Rubber Co., Ltd.
  • the adhesive solution was prepared by mixing, and a pure copper plate with an adhesive layer was obtained using the adhesive solution in the same manner as in Example 1. The characteristics are shown in Table 3. Comparative Example 2
  • Aluminum hydroxide (H-42I, manufactured by Showa Denko KK) was mixed with toluene, followed by sand milling to prepare an aluminum hydroxide dispersion.
  • phenol novolac resin PSM4261 manufactured by Gunei Chemical Industry Co., Ltd.
  • hexamethylenetetramine and methylethyl ketone having the same weight as the dispersion were added as shown in Table 2.
  • the mixture was added so as to have a composition ratio, and the mixture was stirred and mixed at 30 to prepare an adhesive solution.
  • a pure copper plate with an adhesive layer was obtained in the same manner as in Example 1.
  • Table 3 shows the characteristics.
  • the adhesive composition for semiconductor devices obtained by the present invention is excellent in processability, adhesive strength, excellent reliability and durability.
  • Polyamide resin obtained in Reference Example 1 (amine value 2.5), epoxy resin (Epicron HP4032, epoxy equivalent 1505, manufactured by Dai-Hon Ink Chemical Co., Ltd.), nonylphenol type Resin phenolic resin (manufactured by Showa Polymer Co., Ltd., CRM 0803), straight-type phenolic resole resin (manufactured by Sumitomo Durez Co., Ltd., PR50087), p-t—Bu / bispheno — A mixed type (pt-BuBubisphenol A-8 / 2) phenolic resin (CKM 935, manufactured by Showa Polymer Co., Ltd.) The mixture was mixed so as to have a ratio, and the mixture was stirred and mixed with methanol / monochlorobenzene mixed solvent at a concentration of 20% by weight to prepare an adhesive solution.
  • epoxy resin Epicron HP4032, epoxy equivalent 1505, manufactured by Dai-Hon Ink Chemical Co., Ltd.
  • nonylphenol type Resin phenolic resin
  • This adhesive was applied to Barco overnight on a protective film of polyethylene terephthalate film (Noremira-1 manufactured by Toray Industries, Inc.) with a thickness of 25 // to a dry thickness of about 1. Then, drying was performed for 5 minutes at 1 minute and at 160 minutes to prepare an adhesive sheet. Furthermore, the adhesive sheets obtained Te 1 2 0 the organic insulating film in a thickness of 7 5 / of Porii Mi Dofuirumu (Ube Industries, Ltd. "Interview one Pirekkusu" 7 5 S), 1 kg Bruno cm 2 A tape with an adhesive for TAB was prepared by laminating under the conditions described above. Table 4 shows the characteristics. Fig. 10 shows the measurement results of the temperature dependence of tan ⁇ 5, and Fig. 11 shows the measurement results of insulation resistance under the conditions of 130, 85% RH, and 100 V DC.
  • a conductor circuit for IC connection was formed in the same manner as the evaluation method (11) described above, and a substrate (pattern tape) for semiconductor connection shown in FIG. 3 was obtained.
  • FIG. 1 shows a cross section of the obtained semiconductor device.
  • Example 7 In the same manner as in Example 7, a tape with an adhesive for semiconductors was obtained using the raw materials and the adhesives prepared in the respective composition ratios shown in the table. Table 4 also shows the characteristics.
  • FIG. 10 shows the measurement results of tan (5) of Comparative Examples 1 and 2.
  • the tape with an adhesive for TAB obtained according to the present invention is excellent in bonding force, dimensional accuracy, and insulation reliability.
  • p-t—Bu-phenolic resin One-phenol resin (CKM 1634 G, manufactured by Showa Polymer Co., Ltd.)
  • This adhesive was applied to Barco overnight on a protective polyethylene film of polyethylene terephthalate film (Toray Co., Ltd., "Noremira I") to a dry thickness of about 12 mm. Then, drying was performed for 5 minutes at 100, 1 minute and 160 minutes to prepare an adhesive sheet. Further, the obtained adhesive sheet is applied to an organic insulating film of 75-thick polyimide film (“UPILEX” 75S, manufactured by Ube Industries, Ltd.) at i 20 ° (:, 1 k Laminating was performed under the conditions of gZc m 2. A tape with an adhesive for WB was prepared, and the characteristics are shown in Table 5. In addition, Fig. 12 shows the storage elastic modulus E ', and Fig. 13 shows the temperature dependence of tan 5. The measurement results are shown.
  • UPILEX 75-thick polyimide film
  • a conductor circuit for IC connection was formed in the same manner as the evaluation method (11) described above, and a substrate (pattern tape) for a semiconductor contact gun shown in FIG. 5 was obtained.
  • 31 is the adhesive layer of the WB tape
  • 32 is the organic insulating film
  • 33 is the sprocket hole
  • 34 is the conductor pattern
  • 35 is the solder ball connection part
  • 36 is the WB Shows the conductor pad.
  • FIG. 6 shows a cross section of the obtained semiconductor device.
  • 37 is an IC chip
  • 38 is a 1C electrode
  • 39 is a gold wire
  • 40 is an organic insulating film
  • 41 is an adhesive layer of a WB tape
  • 42 is a die bond adhesive layer
  • 4 3 is a conductor of a hang-hole connection portion
  • 4 4 is a solder ball
  • 4 5 is an adhesive layer of a semiconductor connection substrate
  • 4 6 is a layer on which no conductor pattern is formed (a reinforcing plate)
  • 4 7 is a sealing resin. Is shown.
  • Example 12 In the same manner as in Example 12, a tape with a semiconductor adhesive was obtained using the raw materials shown in Table 1 and the adhesives prepared at the composition ratios shown in Table 5, respectively. The characteristics are also shown in Table 5.
  • FIG. 13 shows the measurement results of ta ⁇ ⁇ of Comparative Example 1.
  • CRMO 8 03 CRMO 8 03 CKM 1 6 34 CRMO 8 0 3 20 11 ⁇ — i n ⁇
  • Phenol spore 3 CKM9 3 5 CK S 38 0 A CKM9 3 5- 20 one o u one
  • the present invention relates to an adhesive sheet suitable for an adhesive layer of a semiconductor connection substrate used for mounting a semiconductor integrated circuit, a tape with an adhesive used for a tape automated bonding (TAB) method (hereinafter referred to as a TAB tape). ), Tapes with an adhesive used for a wire-to-bond connection method (hereinafter referred to as WB tapes), and semiconductor connection substrates and semiconductor devices using these tapes, which are industrially provided. According to the present invention, the reliability of a semiconductor device for high-density bumping can be improved.
  • TAB tape tape automated bonding

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Description

明細書
半導体接続基板用接着剤シ一卜、 TAB用接着剤付きテープ、 ワイヤーボンディ ング接続 用接着剤付きテープ、 半導体接続用基板および半導体装 S 技術分野
本発明は、 半導体集積回路の実装に使用される半導体接続基板の接着剤層に適した接着 剤シート、 テープォ一卜メーテッ ドボンディング (TAB) 方式に用いられる接着剤付き テープ (以下 T A B用テープと称する) 、 ワイヤ一ボンディ ング接铙方式に用いられる接 着剤付きテープ (以下 WB用テープと称する) 、 およびそれらを用いた半導体接続基板な らびに半導体装置に関する。 背景技術
従来の半導体集積回路 ( I C) の実装技術は、 以下のようなものである。
1 Cの実装には、 I Cの電極を金属製のリードフレームにワイヤ一ボンディ ングで接続 し、 樹脂で封止する方式がもっとも多く用いられている。 このようにして製造される I c ケージは、 スモールァゥ 卜ラインパッケージ (SOP) 、 ク ドフラ 0ッケ一 ジ (Q FP) 等の形状が通常である。 これに対し、 電子機器の小型 ·轻量化に伴い、 高密 度実装化を目的として、 パッケージの表面に接続端子を配列するボールグリ ッ ドアレイ ( B G A) が用いられるようになつてきた。 (図 1 )
BGA方式は、 接続基板の外部接続部として〖 Cのピン数にほぼ対応する半田ボールを 格子上に有することを特徴としている。 機器のプリン卜基板への接続は、 半田ボール面を、 すでに半田が印刷してある導体パターン上に一致するように乗せて、 リフローにより半田 を融解して行なわれる。 最大の特徴は、 従来の QF P等では周囲の辺しか接続端子の配列 に使用できないのに対し、 B G Aでは接繞基板表面を使用できるため、 より多くの接続端 子を少ないスペースに配置できる二とにある。 この小型化機能をさらに進めたものに、 チ ップスケールパッケージ ( C S P ) があり、 その類似性から — BGA (マイクロ BGA:) と称する場合がある (図 2 )
BGA方式では、 半田ボール面の平面性を保ち、 放熱を良くすることが必要であるため、 I Cを接铙する配線基板層に加えて、 補強、 放熱、 電磁的シールドを目的とする金属板等 の材料を、 接着剤シートにより積層し、 加熱硬化させて接続基板を製造する方法が一般的 である。
B G A用接続基板を図 4を用いて説明すると、 BGA用接続基板は、 〖 Cを接続するた めの配線基板層 (絶縁体層 26および導体パターン 27から構成される。 ) と導体パター ンが形成されていない層 29 (補強板、 放熱板、 シールド板等の機能を有する。 ) 、 およ びこれらを積層するための接着剤層 28、 をそれぞれ少なく とも 1層以上有する構成とな つている。 図 4において、 25は有機絶縁フイルム、 27はインナ一リード部、 30はソ ルダーレジス卜を示す。
ここでいう接着剤層 (接着剂シ一卜) には、 温度サイクルゃリフローの際に、 プリン 卜 基板、 半田ボール、 配線基板層、 導体パターンが形成されていない層等の異種材料の熱膨
1 差替え用紙 (規則 26) 張係数差により生じる、 熱応力を緩和する効果を得るために、 熱可塑樹脂あるいはシリコ ーンエラス卜マ (特公平 6 - 5 0 4 4 8号公報) などが提案されている。
一方、 配線基板層にはガラスエポキシ積層板 (リジッ ド板) が先行して用いられてきた が、 近年ではポリイ ミ ド等の有機絶縁性フィルムに I C接続用の導体パターンを形成した- 半導体接続基板を用いる方式が増加している。 このようなテープ状の接続基板 (パターン テープ) を用いるパッケージを一般に、 T C P (テープキャリアパッケージ) と称し、 B G A方式の場合は特に、 T A B— B G Aあるいは T— B G Aと称される。
T C Pは、 長尺のパターンテープを用いて、 連続的に突装を行うことで、 大量かつ低コ ストのパッケージを製造できる利点がある。 I Cの接続方法では、 接続基板のインナ一リ 一ドに I Cのバンプ電極を熱圧着 (ギャングボンディ ングあるいはシングルボイン卜ボン ディング) するテープォートメ一テツ ドボンディング (T A B ) 方式が代表的であるが、 接続基板の導体パッ ドと 〖 Cの電極間をワイヤーボンディングで接続する方式 (以下 W B 方式と称する) も採用されている。
T A B方式のパターンテープには、 T A B用テープが一般的に使用される。 T A B用テ ープは、 ポリイ ミ ドフィルム等の可撓性を有する有機絶縁性フイルムに接着剤層および保 護フィルム層である離型性を有するポリエステルフィルム等を積層した 3層構造である。 通常、 上記の接着剤層は有機絶縁性フィルム層より幅が狭い構成とするため、 T A B用 テープは、 一般的には、 一旦接着剤シートを作成して、 これを有機絶縁性フィルム層にラ ミネー トする方法で製造される。
このようにして得られた T A B用テープは、 ①スプロケッ トおよびデバイス孔の穿孔、 ②銅箔との熱ラミネー卜および接着剤の加熱硬化、 ③ィンナ一リ一ド形成のための銅箔裏 面処理、 ④パターン形成 (レジス 卜途布、 エッチング、 レジス卜除去、 銅箔裏面処理剤の 除去) 、 ⑤スズまたは金メ ツキ処理などの加工工程を経て、 接続基板 (パターンテープ) に加工される。 図 3にパターンテープの形状を示す。 図 1に本発明の T C P型半導体装置 の一態様の断面図を示す。 パターンテープのインナーリード部 5を、 〖 C 1の金バンプ 2 に熱圧着 (インナ一リー ドボンディ ング) し、 I Cを搭載する。 次いで、 封止樹脂 1 0に よる樹脂封止工程を経て半導体装置が作成される。 さらに、 T A B - B G Aの場合は、 補 強板、 放熱板、 シールド板等の機能を有する層を接着剤シー トにより積層する工程、 半田 ボールを取り付ける工程、 等を経る。
W B方式には、 T A B用テープと同一形状、 同一製造方法ではあるが、 接着剤特性がヮ ィヤーボンディ ングに適した、 W B用テープが用いられる。
W B用テープは、 ①スプロケッ 卜およびデバイス孔の穿孔、 ②銅箔との熱ラミネートお よび接着剤の加熱硬化、 ③パターン形成 (レジス卜塗布、 エッチング、 レジス ト除去) 、 ④スズまたは金メ ッキ処理などの加工工程を経て、 接続基板 (パターンテープ) に加工さ れる (図 5 ) 。 パターンテープはインナ一リード部を有さず、 パターンテープの導体と^ 導体集積回路の金バンプとの間をワイヤーボンディ ングで接続する。 最後に、 Τ Λ Β方式 と同様に樹脂封止工程等を経て半導体装置を得る (図 6 ) 。
最後に、 上記の T C P型半導体装置は、 他の部品を搭載した回路基板等とアウターリー ドあるいは半田ボール 9を介して接続され、 電子機 IIへの実装がなされる。
2 差替え用紙 (規則 26) 発明の開示
半導体接続基板用接着剤シー卜における要求特性は以下の通りである。
( a ) リフロー条件 ( 2 3 0 C以上) においても剥がれない高い接着力, (b ) 温度サイ クルゃリフローの際に、 接続基板を形成する異種材料間にかかる熱応力を緩和するための、 適度な弾性率および線膨張係数特性, ( c ) 貼り合わせ、 加熱キュアの低温、 短時間プロ セスが可能な易加工性, (d ) 配線上に積層する場合の絶縁性。
しかし、 上述の特性のうち特に接着力に対して適度な弾性率および線膨張係数特性との バランスをとることは困難であった。 すなわち、 従来の接着剤組成物では、 接着力を向上 させると高温での弾性率が低下し、 総合的に必ずしも十分な特性が得られないことが課題 であった。
一般的には接着剤の弾性率を低下させることにより、 破壌エネルギーを増加させて、 接 着力を向上させることが可能であるが、 このような方法では高温、 高湿下で接着剤が軟化 し、 耐リフロー性および高温高湿での接着力が低下するという問題が生ずる。 一方、 耐リ フロー性および高温高湿での接着力を向上させるため、 接着剤の架橋度を増加させると、 接着剤が脆性破壊しやすくなるとともに、 硬化収縮による内部応力の増加を招き、 接着力 が低下するのでかえって好ましくない。 さらに、 温度差により生じる熱応力の緩和効果も 失われる。
本発明の目的は、 このような問題点を解決し、 加工性、 接着力、 絶縁信頼性および耐久 性に優れた新規な半導体接続基板用接着剤シ一トおよびそれを用いた半導体接続基板なら びに半導体装置を提供することにある。
一方、 前述の T A B用テープにおける課題は、 以下の通りである。
T A B用テープを用いた T C P形態では、 最終的に T A B用テープの接着剤層は、 パッ ケージ内に残留するため、 絶縁性、 接着性、 寸法安定性等の諸特性を満たすことが要求さ れる。 電子機器の小型化、 高密度化が進行するに伴い、 半導体接続用基板のパターンピッ チ (導体幅および導体間幅) が非常に狭くなつてきており、 高い絶縁信頼性と狭い導体幅 における銅箔接着力 (以下、 接着力と称する) を有する接着剤の必要性が高まっている。 特に、 絶縁信頼性の加速試験として、 1 3 0。C, 8 5。'0 R Hの高温高湿あるいは、 1 2 5 て〜 1 5 0ての高温で連続した電圧印加状態における絶縁抵抗の低下速度が重要視される ようになつた。
しかし、 上述の絶縁信頼性および接着力において、 従来の T A B用テープは必ずしも十 分とはいえない。 たとえば、 高温高湿での連続した電圧印加状態における絶縁低下が早い ため、 絶縁信頼性が不足である。 特に、 高速動作する集積回路等で発熱量が大きい場合、 重篤な事態をまねく。 また、 接着力が小さいため、 パターン加工工程での導体の剥離や、 T A B方式に特有の、 インナ一リードの剥離が生じ、 製品化できないことがある。
本発明の別の目的は、 このような問題点を解決し、 絶縁耐久性および接着力に優れた新 規な T A B用テープおよびそれを用いた半導体接続基板ならびに半導体装置を提供する二 とにある。
さらに、 前述の W B用テープの課題は以下の通りである。
3 差替 え用紙 (規則 26) WB用テープを用いた T C P形態でも、 ΤΛΒ用テープと同様に接着剤層が、 パッケ一 ジ内に残留するため、 狭いピッチでの高い絶縁信頼性 ( 1 3 0て, 8 5 a0RHの高温高湿) と接着力が要求される。 さらに、 WB方式では、 ワイヤーボンディング時の加熱と超音波 印加で接着剤層が軟化し、 ワイヤーが接続できない場合があり、 ワイヤーボンディ ング時 の耐熱性 (以下 WB特性と称する) が要求される。
しかし、 上述の絶縁信頼性、 接着力および WB特性において、 従来の WB用テープは必 ずしも十分とはいえない。 たとえば、 導体の接着力を高くすると、 高温高湿での連続した 電圧印加状態における絶縁低下が早く、 絶縁信頼性が不足であるだけでなく、 W B特性も 低下した。 一方、 絶縁信頼性と WB特性を向上させようとして耐熱性を上げると、 接着力 が低下し、 パターン加工工程での導体の剥離や、 WB後の導体の剥離が生じた。
本発明のさらに別の目的は、 このような問題点を解決し、 絶縁耐久性、 接着力および W B特性をいずれも満足する、 新規な W B用テープおよびそれを用いた半導体接続基板なら びに半導体装置を提供することにある。
以上述べてきた目的は、 以下の本発明により達成される。 すなわち、 本発明は、 基板上に、 接着剤層を有する積層体より構成された半導体接続基板用接着剤シ一 卜であ つて、 前記接着剤層が、 熱可塑性樹脂 (A) およびエポキシ樹脂 (B) を含有し、 前記ェ ポキシ樹脂 (B) 力く、 ( I ) ジシクロペンタジェン骨格含有エポキシ樹脂、 ( Π ) テルぺ ン骨格含有エポキシ樹脂、 (ΠΙ) ビフヱニル骨格含有エポキシ樹脂、 (IV) ナフタレン骨 格含有エポキシ樹脂、 から選ばれた少なくとも 1種のエポキシ樹脂 (B) を必須成分とし て含有することを特徴とする半導体接続基板用接着剤シートおよびそれを用いた半導体接 続基板ならびに半導体装置であり、
絶縁体層および導体パターンからなる配線基板層 (C) 、 導体パターンが形成されてい ない層 (D) および接着剤層 (E ) をそれぞれ少なくとも 1層以上有する半導体集積回路 基板の接着剤層 (E) を形成する半導体接続基板用接着剤シートであって、 前記接着剤シ —ト力 加熱硬化後に、 — 5 0〜 1 5 0 の温度範囲において、 貯蔵弾性率が 0. 1〜 1 O O O OMP aであり、 かつ線膨張係数が 0. 1 1 0 δ 0 1 0— 5。C— 'であること を特徴とする半導体接続基板用接着剤シートおよびそれを用いた半導体接銃基板ならびに 半導体装置であり、 また、
可撓性を有する有機絶縁性フィルム上に、 接着剤層および保護フィルム層を有する積層 体から構成される T A B用接着剤付きテープであって、 硬化後の前記接着剤層の軟化温度 力べ、 6 0〜 1 1 0てであり、 かつ 1 3 0° (:、 85%RHの環境下で、 直流 1 0 0 V印加し、 放置した場合の絶縁抵抗低下時間が 5 0時間以上であることを特徵とする TA B用接着剤 付きテープおよびそれを用いた半導体接続基板ならびに半導体装置であり、 さらに、 可撓性を有する有機絶縁性フィルム上に、 接着剤層および保護フィルム層を有する積層 体から構成されるワイヤーボンディ ング接続用接着剤付きテープであって、 硬化後の前記 接着剤層の軟化温度が、 1 2 0〜 2 0 0てであり、 かつ 1 3 0て、 8 5 % R Hの環境下で、 直流 1 0 0 V印加し、 放置した場合の絶縁抵抗低下時間が 5 0時間以上であることを特徴 とするワイヤーボンディ ング接続用接着剤付きテープおよびそれを用いた半導体接続基板 ならびに半導体装置である。
4 差替え用紙 (規則 26) 図面の簡単な説明
図 1は本発明の半導体接続基板用接着剤シー卜を用いた半導体装置 (TAB - B GA) の一態様の断面図を示す。
図 2は本発明の半導体接続基板用接着剤シ一トを用いた半導体装置 (C S P) の一態様 の断面図を示す。
図 3は本発明の半導体接続基板用接着剤シートを加工して得られた、 1 C搭載前の B G A用半導体接続基板 (パターンテープ) の一態様の断面図を示す。
図 4は本発明の TAB用接着剤付きテープを加工して得られた、 I C搭載前の TA B用 テープ (パターンテープ) の一態様の斜視図を示す。
図 5は本発明の WB用接着剤付きテープを加工して得られた、 I C搭載前の TAB用テ ープ (パターンテープ) の一態様の斜視図を示す。
図 6は本発明の半導体接統基板用接着剤シ一卜を用いた半導体装置 (WB方式 B G A ) の一態様の断面図を示す。
図 7は絶緣抵抗測定用のく し型形状の評価用サンプルの図を示す。
図 8は本発明の半導体接続基板用接着剤シー卜の接着剤層の貯蔵弾性率 E' の測定結果 の図を示す。
図 9は本発明の半導体接続基板用接着剤シー卜の接着剤層の線膨張係数の測定結果の図 を示す。
図 1 0は本発明の T A B用接着剤付きテープの接着剤層の t a n 5の測定結果の図を示 す。
図 1 1は本発明の TAB用接着剤付きテープの絶縁耐久性測定結果の図を示す。
図 1 2は本発明の WB用接着剤付きテープの接着剤層の貯蔵弾性率 E' の測定結果の図 を示す。
図 1 3は本発明の WB用接着剤付きテープの接着剤層の t a η δの測定結果の図を示す c 発明を実施する場合の最良の形態
本発明でいう半導体接続基板とは、 シリコン等の半導体基板上に素子が形成された後、 切り分けられた I C (ベアチップ) を接続するものであり、 (C) 絶縁体層および導体パ ターンからなる配線基板層、 (D) 導体パターンが形成されていない層、 (E) 本発明の 接着剤シー卜からなる接着剤層をそれぞれ少なくとも 1層以上有するものであれば、 形状、 材料および製造方法は特に限定されない。 したがって、 最も基本的なものは、 C/E/D の構成であるカ^ C/E ZD/ E /D等の多層構造もこれに含まれる。
(C) はベアチップの電極パッ ドとパッケージの外部 (プリント基板等) を接続するた めの導体パターンを有する層であり、 絶縁体層の片面または両面に導体パターンが形成さ れているものである。 ここでいう絶緣体層には、 ポリイミ ド、 ポリエステル、 ポリフエ二 レンスルフィ ド、 ポリエーテルスルホン、 ポリエーテルエーテルケ トン、 ァラ ミ ド、 ポリ カーボネート、 ポリアリ レート、 等のプラスチックあるいはエポキシ樹脂含浸ガラスクロ ス等の複合材料からなる、 厚さ 1 0~ 1 2 5 / mの可撓性を有する絶縁性フィルム、 アル
5 差替 え 用紙 (規則 26) ミナ、 ジルコニァ、 ソーダガラス、 石英ガラス等のセラミ ック基板が好適であり、 これら から選ばれる複数の層を積層して用いても良い。 また必要に応じて、 絶縁体層に、 加水分 解、 コロナ放電、 低温プラズマ、 物理的粗面化、 易接着コ一ティ ング処理等の表面処理を 施すことができる。 導体パターンの形成は、 一般にサブトラクティブ法あるいはアディテ イブ法のいずれかで行なわれるが、 本発明ではいずれを用いてもよい。 サブ卜ラクティブ 法では、 該絶縁体層に銅箔等の金属板を絶縁性接着剤 (本発明の接着剤組成物も用いるこ とができる。 ) により接着するか、 あるいは金属板に該絶縁体層の前駆体を積層し、 加熱 処理などにより絶縁体層を形成する方法で作成した材料を、 薬液処理でェッチングするこ とによりパターン形成する。 ここでいう材料として具体的には、 リジッ ドあるいはフレキ シブルプリン卜基板用銅張り材料や T A Bテープ、 WB用テープを例示することができる。 一方、 アディティブ法では、 該絶縁体層に無電解メ ツキ、 電解メ ツキ、 スパッタリング 等により直接導体パターンを形成する。 いずれの場合も、 形成された導体に腐食防止のた め耐食性の高い金属がメ ツキされていてもよい。 このようにして作成された (C) の配線 基板層には必要によりビアホールが形成され、 メ ツキにより両面に形成された導体パター ン間がメ ツキにより接続されていてもよい。
(D) は実質的に (C) または (E) とは独立した層であり、 半導体接続基板の補強お よび寸法安定化、 外部と I Cの電磁的なシールド、 I Cの放熱、 半導体接続基板への難燃 性の付与、 半導体接続基板の形状的識別、 等の機能を担持するものである。 したがって、 形状は層状だけでなく、 たとえば放熱用としてはフィ ン構造を有する立体的なものでもよ い。 また、 上記の機能を有するものであれば絶縁体、 導電体のいずれであってもよく、 材 料も特に制限されず、 金属としては銅、 鉄、 アルミニウム、 金、 銀、 ニッケル、 チタン等、 無機材料としてはアルミナ、 ジルコニァ、 ソーダガラス、 石英ガラス、 カーボン等、 有機 材料としてはポリイ ミ ド系、 ポリアミ ド系、 ポリエステル系、 ビニル系、 フヱノール系、 エポキシ系等のポリマ材料が例示される。 また、 これらの組合わせによる複合材料も使用 できる。 たとえば、 ポリイ ミ ドフィルム上に薄い金厲メツキをした形状のもの、 ポリマに カーボンを練り込んで導電性をもたせたもの、 金属板に有機絶縁性ポリマをコ一ティ ング したもの、 等が例示できる。 さらに、 上記 (C) と同様に種々の表面処理を行なうことは 制限されない。
(E) は、 (C) と (D) の接着に主として用いられる接着剤層である。 しかし、 (C) または (D) と他の部材 (たとえば I Cやプリント基板等) との接着に用いることは何等 制限されない。 (E) は半導体接続基板に半硬化状態で積層される場合が通常であり、 積 層前あるいは積層後に 3 0〜2 0 0 °Cの温度で適当な時間予備硬化反応を行なわせて硬化 度を調節する二とができる。
(E) は本発明の半導体接続基板用接着剤シート (以下接着剤シートと称する) から形 成され、 該接着剤シートは、 加熱硬化後に、 - 5 0〜 1 5 0ての温度範囲において、 貯蔵 弾性率が好ましくは 0. l ~ 1 0 0 0 0 MP a、 さらに好ましくは l〜 5 0 0 0 MP aで あり、 かつ線膨張係数が好ましくは 0. 1 X 1 0— 5〜 5 0 X 1 0— 5 CT さらに好ましく は 1〜30 X 1 0— 5°C— 'である。 貯蔵弾性率が 0. I MP a未満の場合、 接着剤の強度が 低く、 I Cパッケージを実装した機器の使用中に半導体接続基板の変形が生じるとともに
6 差替え用紙 (規則 26) 加工工程において取り扱いの作業性に欠けるので好ましくない。 1 O O O O MP aを越え る場合、 熱応力の緩和効果が小さく、 半導体接続基板の反り、 各層間の剥離、 半田ボール クラックが生じるので好ましくない。 線膨張係数が 0. 1 X 1 0— 5て—'未満の場合、 熱応 力の緩和効果が小さく好ましくない。 5 0 X 1 0— 5°C 1を越える場合、 接着剤自身が熱応 力を生じる原因となり、 一層好ましくない。
また、 該接着剤シー トは、 加熱硬化後に、 2 5てにおける単位面積あたりの破壊エネル ギ一 (以下、 破棄エネルギーと称する) カ 、 5 x l 05Nm 1 以上、 さらに好ましくは 1 X 1 06Nm 1であると好ましい。 破壊エネルギーは、 接着剤層の凝集破壊モー ドにおいて、 接着力と相関があると考えられる。 破壊エネルギーは、 引っ張り試験において応力—ひず み曲線の下部の面積で求められる。 破壊エネルギーが 5 X 1 05!\:m _1より低いと、 接着力 が低下するので好ましくない。
接着剤層の厚みは、 弾性率および線膨張係数との関係で適宜選択できるが、 2〜 5 0 0 が好ましく、 より好ましくは 2 0〜 2 0 0 /imである。
本発明の接着剤シ一卜において使用する接着剤組成物は、 熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂 を必須成分としてそれぞれ少なくとも 1種類以上含むことが好ましいか、 その種類は特に 限定されない。 熱可塑性樹脂は接着性、 可撓性、 熱応力の緩和、 低吸水性による絶緣性の 向上等の機能を有し、 熱硬化性樹脂は耐熱性、 高温での絶縁性、 耐薬品性、 接着剤層の強 度等の物性のバランスを実現するために必要である。
熱可塑性樹脂としては、 ァクリロ二トリルーブタジェン共重合体 し \ B R ) 、 ァクリロ 二トリル一ブタジエンゴム一スチレン樹脂 (A B S ) 、 スチレン ブタジエン エチレン 樹脂 ( S E B S ) 、 アクリル、 ポリビニルプチラール、 ポリァミ ド、 ポリエステル、 ポリ イ ミ ド、 ポリアミ ドイミ ド、 ポリウレタン、 等公知のものが例示される。 また、 これらの 熱可塑性樹脂は後述の熱硬化性樹脂との反応が可能な官能基を有していてもよい。 具体的 には、 アミノ基、 カルボキシル基、 エポキシ基、 水酸基、 メチロール基、 イソシァネート 基、 ビニル基、 シラノール基等である。 これらの官能基により熱硬化性樹脂との結合が強 固になり、 耐熱性が向上するので好ましい。 熱可塑性樹脂としては、 (C ) 、 (D) の素 材との接着性、 可撓性、 熱応力の緩和効果の点からブタジエンを必須共重合成分とする共 重合体が好ましく、 種々のものが使用できる。 特に、 金属との接着性、 耐薬品性等の観点 からァクリロ二トリルーブタジェン共重合体 (NB R) およびスチレンーブタジェンーェ チレン樹脂 (S E B S ) は好ましい。 さらにブタジエンを必須共重合成分としかつカルボ キシル基を有する共重合体はより好ましく、 たとえば N B R ( B R - C ) および S E B S ( S E B S - C) 等が挙げられる。 N B R— Cとしては、 例えばァクリロニ卜リルとブ 夕ジェンを約 1 0 / 9 0 ~ 5 0 Z 5 0のモル比で共重合させた共重合ゴムの末端基をカル ボキシル化したもの、 あるいはアクリロニトリル、 ブタジエンとアクリル酸、 マレイン酸 などのカルボキシル基含有重合性単量体の三元共重合ゴムなどが挙げられる。 具体的には、 P N R - 1 H (日本合成ゴム (株) 製) 、 " 二ポール" 1 0 7 2 J、 " 二ポール" D N 6 1 2、 " 二ポール" DN 6 3 1 (以上日本ゼオン (株) 製) 、 " ハイカー" C T B N ( B Fグッ ドリ ッチ社製) 等がある。 また、 S E B S— Cとしては MX— 0 7 3 (旭化成(株) 製) が例示できる。
差替え用紙 (規則 26) また、 同様に接着性、 可揍性、 絶縁性の点からポリアミ ド樹脂が好ましく、 種々のもの が使用できる。 特に、 接着剤層に可撓性を待たせ、 かつ低吸水率のため絶緣性にすぐれる、 炭衆数が 3 6であるジカルボン酸 (いわゆるダイマ一酸) を含むものが好適である。 ダイ マー酸を含むボリアミ ド樹脂は、 常法によるダイマー酸とジァミンの重縮合により得られ るが、 この際にダイマー酸以外のアジピン酸、 ァゼライン酸、 セバシン酸等のジカルボン 酸を共重合成分として含有してもよい。 ジアミンはエチレンジアミ ン、 へキサメチレンジ ァミン、 ピべラジン、 等の公知のものが使用でき、 吸湿性、 溶解性の点から 2種以上の混 合でもよい。 さらに、 ポリマ中にアミノ基を有するものは、 エポキシ樹脂との反応および 相容性に «れ、 絶緣性および接着性が向上するので、 より好ましい。 ァミノ基の好ましい 置は、 アミン価にして 1 ~ 3である。 アミ ン価 1以下では絶縁性および接着力の向上効果 が小さく、 3以上では硬化反応が進みすぎて加工性に欠けるので、 いずれも好ましくない。 熱硬化性樹脂としては、 エポキシ樹脂、 フヱノール樹脂、 メラ ΐン樹脂、 キシレン榭脂、 フラン樹脂、 シアン酸エステル樹脂、 等公知のものが例示される。 特に、 エポキシ樹脂お よびフヱノール樹脂は絶縁性に優れるので好適である。
エポキシ樹脂は 1分子內に 2個以上のエポキシ基を有するものであれば特に制限されな いが、 式 ( I ) で表される、 ジシクロペンタジェン骨格含有エポキシ樹脂、 式 (Π ) で表 される、 テルペン骨格含有エポキシ樹脂、 式 (ΠΙ ) で表される、 ビフ ニル骨格含有ェポ キシ榭脂、 式 (IV ) で表される、 ナフタレン骨格含有ェボキシ樹脂を少なくとも 1種以上 含有することが好ましい。
Figure imgf000010_0001
( ( I ) 式中、 [?,〜!^は、 水素原子、 C の低級アルキル基またはハロゲン原子 を示す。 )
(【【)
Figure imgf000010_0002
差替え用紙 (規則 26) ((Π)式中、 R,~R<は、 水素原子、 C の低級アルキル基またはハロゲン原子を 示す。 )
Figure imgf000011_0001
((ΙΠ)式中、 R' R,は、 水素原子、 C の低級アルキル基またはハロゲン原子を 示す。 )
Figure imgf000011_0002
((IV)式中、 R,〜R,のうち 2個の基は 2. 3—エポキシプロポキシ基であり、 残りの 基は水素原子、 C,~C 4の低級アルキル基またはハロゲン原子を示す。 )
また、 ビスフエノール F、 ビスフエノール A、 ビスフエノール S、 レゾルシノール、 ト リヒ ドロキシベンゼン等のグリシジルエーテル、 エポキシ化フエノールノボラック、 ェボ キシ化クレゾ一ルノボラック、 エポキシ化卜リスフエ二ロールメタン、 エポキシ化テトラ フエ二ロールエタン、 エポキシ化メタキシレンジァミ ン、 シク口へキサンェポキサイ ド等 の脂環式エポキシ、 テトラブロモビスフ ノール Aとビスフ iノール Aの共重合型奥紫化 ェボキシ樹脂、 具素化フニノールノボラック型ェポキシ樹脂等の他のエ^キシ樹脂と併用 してもよい。
フエノール樹脂としては、 ノボラック型フエノール樹脂、 レゾール型フ ノール榭脂等 の公知のフヱノール樹脂がいずれも使用できる。 たとえば、 フ メール、 クレゾール、 p 一 t一ブチルフエノール、 ノニルフヱノール、 p—フエ二ルフ ノール等のアルキル g换 フエノール、 テルペン、 ジシクロペンタジェン等の環状アルキル変性フエノール、 ニトロ 基、 ハロゲン基、 シァノ基、 アミノ基等のへテロ原子を含む官能基を有するもの、 ナフタ レン、 アントラセン等の骨格を有するもの、 ビスフエノール F、 ビスフエノール八、 ビス フエノール S、 レゾルシノール、 ピロガロール等の多官能性フエノールからなる樹脂が筝 げられる。
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差替え用紙 (規則 26) 熱硬化性樹脂の添加量は熱可塑性樹脂 1 0 0重量部に対して 5〜 4 0 0重量部、 好まし くは 5 0〜 2 0 0重量部である。 熱硬化性樹脂の添加量が 5重量部未満であると、 高温で の弾性率低下が著しく、 半導体装置を実装した機器の使用中に半導体集積回路接続用基板 の変形が生じるとともに加工工程において取り扱いの作業性に欠けるので好ましくない。 熱硬化性樹脂の添加量が 4 0 0重量部を越えると弾性率が高く、 線膨張係数が小さくなり 熱応力の緩和効果が小さいので好ましくない。
本発明の接着剤層にエポキシ樹脂およびフエノール樹脂の硬化剤および硬化促進剤を添 加することは何等制限されない。 たとえば、 3, 3 " 5 , 5 —テトラメチル— 4 , 4 ' 一ジァミ ノジフェニルメタン、 3 , 3 ' 5, 5 ' —テトラエチルー 4 , 1 ' —ジアミ ノ ジ フエニルメタン、 3 , 3 — —ジメチル一 5 , 5 — _ジェチルー 4 , 4 —ジア ミ ノ ジフニ ニルメタン、 3 , 3 —ジクロ口一 4 , 4 ージァミノ ジフエニルメ タン、 2 , 2 3 , 3 — —テトラクロロー 4 , 4 一 一ジァミノジフエ二ルメタン、 '4 , 4 ' ージア ミ ノジフエ ニルスルフイ ド、 3, 3 ' —ジァミ ノべンゾフエノ ン、 3 , 3 —ジァミ ノジフエニルス ルホン、 4 , 4 ' —ジアミノジフヱニルスルホン、 3 , ' —ジアミ ノジフエニルスルホ ン、 4 , 4 一 一ジァミ ノべンゾフエノ ン、 3 , i , 4 一 卜 リアミ ノ ジフエニルスルホン 等の芳香族ポリアミ ン、 三フッ化ホウ素卜リェチルァミ ン錯体等の三フッ化ホウ素のァミ ン錯体、 2 —アルキル— 4 ーメチルイ ミダゾール、 2 —フヱニルー 4 _アルキルイ ミ ダゾ ール等のィ ミダゾール誘導体、 無水フタル酸、 無水トリメ リ ッ ト酸等の有機酸、 ジシアン ジアミ ド、 卜リフエニルフォスフィン等公知のものが使用できる。 これらを単独または 2 種以上混合して用いても良い。 添加量は接着剤組成物 1 0 0重量部に対して 0 . 1 ~ 5 0 重量部であると好ましい。
以上の成分以外に、 接着剤の特性を損なわない範囲で酸化防止剤、 イオン捕捉剤などの 有機、 無機成分を添加することは何ら制限されるものではない。 微粒子状の無機成分とし ては水酸化アルミニウム、 水酸化マグネシウム、 カルシウム 'アルミネー卜水和物等の金 厲水酸化物、 シリカ、 アルミナ、 酸化ジルコニウム、 酸化亜鉛、 三酸化アンチモン、 五酸 化アンチモン、 酸化マグネシウム、 酸化チタン、 酸化鉄、 酸化コバルト、 酸化クロム、 タ ルク等の金属酸化物、 炭酸カルシウム等の無機塩、 アルミニウム、 金、 銀、 ニッケル、 鉄、 等の金属微粒子、 あるいはカーボンブラック、 ガラスが挙げられ、 有機成分としてはスチ レン、 N B Rゴム、 アク リルゴム、 ポリアミ ド、 ポリイ ミ ド、 シリコーン等の架橋ポリマ が例示される。 これらを単独または 2種以上混合して用いても良い。 微粒子状の成分の平 均粒子径は分散安定性を考慮すると、 0 . 2〜 5 / が好ましい。 また、 配合量は接着剤組 成物全体の 2〜 5 0重量部が適当である。
本発明の接着剤層が半導体集積回路接続用基板の最外層にあり、 他の部材 (たとえば I Cやプリント基板等) との接着に用いられる場合に、 該接着剤層に保護フィルム層を設け てもよい。 ここでいう保護フィルム層とは、 半導体集積回路接続用基板と他の部材 (たと えば I Cやプリ ン卜基板等) を接着する前に接着剤面から半導体集積回路接続用基板の形 態を損なうことなく剥離できれば特に限定されないが、 たとえばシリコーンあるいはフッ 素化合物のコ一ティ ング処理を施したポリエステルフィルム、 ポリオレフィンフィルム、 およびこれらをラミネー 卜した紙等が挙げられる。
10 差替え用紙 (規則 26) 本発明でいう半導体装置とは本発明の半導体接続基板を用いたものをいい、 特に形状や 構造は限定されない。 半導体接続基板と I Cとの接続方法は、 TA B方式、 WB方式、 フ リ ップチップ実装での樹脂封止、 異方導電性フィルム (接着剤) 接続等のいずれでもよい c また、 C S Pと称されるパッケージも本発明の半導体装置に含まれる。
次に本発明の半導体接続基板用接着剤シートおよび半導体接続基板ならびにそれを用い た半導体装置の製造方法の例について説明する。
( 1 ) 絶縁体層および導体パターンからなる配線基板層 (C) の作成: ポリイ ミ ドフィノレ 厶上に、 接着剤層および保護フイルム層を積層した 3層構造の T Λ B用テープを下記の ( a ) 〜 ( d ) の工程により加工する。 (a ) スプロケッ 卜およびデバイス孔の穿孔、 ( b) 銅箔との熱ラミネート、 ( c ) パターン形成 (レジス 卜塗布、 エッチング、 レジス 卜除去) 、 (d ) スズまたは金—メ ツキ処理。 図 5に得られた TABテープ (パターンテ ープ) の形状の例を示す。
( 2 ) 導体パターンが形成されていない層 (D) の作成:厚さ 0. ϋ 5〜0. 5mmの銅 板あるいはステンレス ( S U S 3 04 ) 板をァセトンにより脱脂する。
( 3 ) 接着剤層 (E) の作成:下記の (a ) 〜 ( c ) 工程により作成する。 ( a ) 接着剤 組成物を溶剤に溶解した塗料を、 離型性を有するポリエステルフィルム上に塗布、 乾燥す る。 接着剤層の膜厚は 1 0〜 1 0 0 izmとなるように塗布することが好ましい。 乾燥条件 は、 1 0 0〜2 0 0て、 1 ~ 5分である。 溶剤は特に限定されないが、 トルエン、 キシレ ン、 クロルベンゼン等の芳香族系、 メチルェチルケ トン、 メチルイソブチルケ トン等のケ トン系、 ジメチルホルムアミ ド、 ジメチルァセ 卜アミ ド、 Nメチルピロリ ドン等の非プロ トン系極性溶剤単独あるいは混合物が好適である。 (b) ( a ) のフィルムに上記よりさ らに剥雜強度の弱い離型性を有するポリエステルあるいはポリオレフィ ン系の保護フィル ムをラミネートして接着剤シートを得る。 さらに接着剤厚みを増す場合は、 該接着剤シ一 卜を複数回積層すればよい。 ラミネート後に、 たとえば 4 0〜 7 0てで 2 0〜 20 0時間 程度熱処理して硬化度を調節してもよい。 (c ) (D) のステンレス板に ( b ) の接着剤 シ一トを保護フィルムを剥がした後ラミネ一卜する。 ラミネ一卜温度 2 0 - 2 0 0て、 圧 力 0. i〜3MP aが好適である。 また、 (D) に上記の塗料を直接塗布して乾燥させ、 保護フィルムをラミネ一トしてもよい。
(4 ) 半導体接続基板の作成:下記の (a ) 〜 (c ) 工程により工程で加工する。 図 3に 半導体接続基板の例を示す。 図 3において 1 9は TABテープの接着剤層、 2 0は有機絶 縁性フイルム、 2 1はスプロケッ ト孔、 2 2は導体パターン、 2 3は半田ボール接続部の 導体、 24はデバイス孔を示す。 (a) 接着剤をラミネ一卜した (D) を、 金型で打ち抜 き、 たとえば角型で中央にやはり角型の穴がある形状の接着剤付き金属板とする。 (b ) 該接着剤付き金属板からポリエステルのべ一スフイルムを剥がし、 (C) のパターンテー プの導体パターン面または裏面のポリイミ ドフィルム面に、 該接着剤付き金属板の中央の 穴を (C) のデバイスホールに一致させ、 上記 (3 ) に準じてラミネ一卜する。 ( c ) 熱 風オーブン内で該接着剤の加熱硬化のため 80〜2 0 0てで 1 5〜 1 80分程度のボス 卜 キュアを行なう。
( 5 ) 半導体装置の作成: (·4 ) の半導体接続基板のインナ一リード部を、 I Cの金バン
11 差替え用紙 (規則 26) プに熱圧着 (ィンナ一リードボンディ ング) し、 I Cを搭載する。 次いで、 封止樹脂によ る樹脂封止工程を経て半導体装置を作成する。 得られた半導体装置を、 他の部品を搭載し たプリント回路基板等と半田ボールを介して接続し、 電子機器への実装をする。 図 1およ び 2に本発明の半導体装置の一態様の断面図を示す。 図 1において、 1は [ Cチップ、 2 は金バンプ、 3は有機絶縁性フィルム、 4は TABテープの接着剤、 5はインナーリー ド 部、 6は半導体接続基板の接着剤層、 7は導体パターンが形成されていない層 (補強板) 、 8はソルダーレジス卜、 9は半田ボール、 1 0は封 ih樹脂を示す。 図 2において、 1 1は 保護膜、 1 2は I Cチップ、 1 3はィンナ一リ一ド部、 1 4は有機絶緣性フィル厶、 1 5 は封止樹脂、 1 6は TA Bテープの接着剤層、 1 7は半田ボール、 1 8はソルダーレジス トを示す。
本発明でいう軟化温度は、 動的粘弾性測定により求めた t a η δ ( t a n (5 =損失弾性 率 E"Z貯蔵弾性率 E' ) のピーク温度で定義したものである。 好ましい測定条件を実施 例の評価方法 ( 4 ) に示す。 軟化温度は高温での寸法精度と相関があると考えられ、 好ま しくは 6 0〜 1 1 0て、 さらに好ましくは 70〜9 0てである。 6 0 より低いと、 柔ら かすぎて導体の位置等の寸法精度が低下するとともに絶縁性が低いので好ましくない。 ま た、 1 1 0てを越えると高温で銅箔あるいは絶縁性基材フイルムとの線膨張係数差を吸収 できず、 反りを生じ、 寸法精度を低下させるので好ましくない。
また、 該接着剤シートは、 加熱硬化後に、 2 5てにおける破壌エネルギーが 5 1 05 \ m— 1以上、 さらに好ましくは、 8 X 1 05ΝΓΤΓ'であると好ましい。 破壊エネルギーが、 5 X 1 05ΝπΓ'より低いと、 接着力が低下するので好ましくない。
絶縁抵抗値および絶縁抵抗低下時間は、 促進評価条件におけるものであり、 実施例の評 価方法 ( 5 ) および ( 6 ) の条件で測定されたものをいう。 絶緣抵抗値は好ましくは 5 X 1 08Ω以上、 さらに好ましくは 1 X 1 03 Ω以上である。 5 1 08Ωより低い場合、 本発 明の半導体装置の絶縁耐久性が低下するので好ましくない。
絶縁抵抗低下時間とは、 上記の絶縁抵抗値の測定を連続的に行った場合に、 絶縁抵抗値 が基準値以上に低下するのに要する時間で定義する。 1 30=C、 8 5 ¾RHの環境下で直 流 1 0 0 V印加の場合は、 基準値は 1 07 Ω、 1 5 0ての環境下で直流 1 0 0 V印加の場 合は、 基準値は 1 09 Ωである。
絶縁抵抗低下時間は、 好ましくは 5 0時間以上、 より好ましくは 1 0 0時間以上、 さら に好ましくは 3 0 0時間以上である。 5 0時間より短い場合、 本発明の半導体装置の絶縁 信頼性が低下するので好ましくない。
従来、 軟化温度あるいはガラス転移温度が絶縁性の測定条件温度より低いと、 接着剤中 のイオンの移動が著しいため、 絶緣抵抗値が低く、 絶縁抵抗低下時間も短いとする考えが 一般的であった。 しかし、 本発明の接着剤層は、 軟化温度が絶縁性の測定温度より低いに もかかわらず、 絶縁抵抗値が高く、 絶縁抵抗低下時間が長いことが特異な点である。 機構 は不明であるが、 軟化温度が低く、 柔軟ではあるが、 イオンの移動が阻害される構造を有 するものと考える。
本発明の T A Β用テープの接着剤層には、 熱可塑性樹脂 (D) および熱硬化性樹脂 (E ) を含有させることが好ましい。 熱可塑性樹脂 (D) は軟化温度を制御するのに有効であり、
12 差替え用紙 (規則 26) 接着力、 可撓性、 熱応力の緩和、 低吸水性による絶縁性の向上等の機能を有し、 熱硬化性 樹脂 (E ) は耐熱性、 高温での絶縁性、 耐薬品性、 接着剤層の強度等の物性のバランスを 実現するために必要である。
熱可塑性樹脂の添加量は接着剤層の、 好ましくは 3 0〜6 0重量 ¾、 さらに好ましくは 3 5〜 5 5重量%である。
熱可塑性樹脂としては、 アタリロニトリル—ブタジェン共重合体 (X B R ) 、 ァクリロ 二トリル—ブタジェンゴム—スチレン樹脂 (A B S ) 、 スチレン—ブタジエン一エチレン 樹脂 ( S E B S ) 、 アクリル、 ポリビニルプチラール、 ポリアミ ド、 ポリエステル、 ポリ イミ ド、 ポリアミ ドイ ミ ド、 ポリウレタン、 等公知のものが例示される。 また、 これらの 熱可塑性樹脂は後述のフエノール樹脂、 エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂との反応が可能な 官能基を有していてもよい。 具体的には、 アミノ基、 カルボキシル基、 エポキシ基、 水酸 基、 メチロール基、 イソシァネ一 卜基、 ビニル基、 シラノール基等である。 これらの官能 基により熱硬化性樹脂との結合が強固になり、 耐熱性が向上するので好ましい。
熱可塑性樹脂として銅箔との接着性、 可撓性、 絶縁性の点からボリアミ ド樹脂が好まし く、 種々のものが使用できる。 特に、 接着剤層に可撓性を持たせ、 かつ低吸水率のため絶 縁性にすぐれる、 炭素数が 3 6であるジカルボン酸 (いわゆるダイマ一酸) を含むものが 好適である。 ダイマー酸を含むポリアミ ド樹脂は、 常法によるダイマ一酸とジァミ ンの重 縮合により得られる力く、 この際にダイマ一酸以外のアジピン酸、 ァゼライン酸、 セバシン 酸等のジカルボン酸を共重合成分として含有してもよい。 ジァミンはェチレンジァミ ン、 へキサメチレンジァミ ン、 ピぺラジン、 等の公知のものが使用でき、 吸湿性、 溶解性の点 から 2種以上の混合でもよい。
本発明の接着剤層に公知のエポキシ樹脂を添加すると、 接着力の向上が計れるので好ま しい。
エポキシ樹脂は 1分子内に 2個以上のエポキシ基を有するものであれば特に制限されな いが、 式 ( I ) で表される、 ジシクロペンタジェン骨格含有エポキシ樹脂、 式 ( Π ) で表 される、 テルペン骨格含有エポキシ樹脂、 式 (m ) で表される、 ビフ ニル骨格含有ェポ キシ樹脂、 式 (IV ) で表される、 ナフ夕レン骨格含有エポキシ樹脂を少なくとも 1種以上 含有することが好ましい。
また、 ビスフエノール F、 ビスフエノール A、 ビスフエノール S、 レゾルシノール、 ト リヒ ドロキシベンゼン等のグリシジルエーテル、 エポキシ化フヱノールノボラック、 ェポ キシ化クレゾ一ルノボラック、 エポキシ化卜リスフエ二ロールメ夕ン、 エポキシ化テ卜ラ フエ二ロールェタン、 エポキシ化メタキシレンジァミ ン、 シクロへキサンェポキサイ ド等 の脂環式エポキシ、 テ卜ラブロモビスフヱノール Aとビスフ ノール Aの共重合型臭素化 エポキシ樹脂、 臭素化フエノールノボラック型エポキシ樹脂等の他のエポキシ樹脂と併用 してもよい。
エポキシ樹脂の添加量は接着剤層の好ましくは 2〜 2 0重量%、 さらに好ましくは 4〜 1 5重量%で、 熱可塑性樹脂 1 0 0重量部に対して 3〜7 0重量部である。
さらに、 接着剤層にフ ノール樹脂を添加することにより、 一層絶縁信頼性、 耐薬品性、 接着剤層の強度を向上させることができる。
13
- 差替 え用紙 (規則 26) フエノール樹脂としては、 ノボラック型フエノール樹脂、 レゾール型フエノール樹脂等 の公知のフヱノール樹脂がいずれも使用できる。 たとえば、 フエノール、 クレゾール、 p 一 t —ブチルフエノール、 ノニルフエノール、 p—フエニルフエノール等のアルキル置換 フエノール、 テルペン、 ジシクロペン夕ジェン等の環状アルキル変性フヱノール、 二卜口 基、 ハロゲン基、 シァノ基、 アミノ基等のへテロ原子を含む官能基を有するもの、 ナフタ レン、 アントラセン等の骨格を有するもの、 ビスフヱノ一ルド、 ビスフ丄ノール Λ、 ビス フエノール S、 レゾルシノール、 ピロガロール等の多官能性フヱノールからなる樹脂が举 げられる。 中でも、 レゾール型フエノール樹脂は絶縁抵抗低下時間が向上させる効果があ るのでより好適である。 特に、 レゾール型フヱノール樹脂の構成成分として、 下記 (F ) および (G ) をそれぞれ含有すると、 軟化温度の低下による接着力と絶縁性のバランスを 得るのに極めて有効であり、 好ましい。
( F ) 好ましくは炭素数 5〜 1 2、 さらに好ましくは 7〜 1 0のアルキル基を少なく と も 1個以上有する 2官能性以上のフエノール誘導体。
( G ) 3官能性以上のフエノール誘導体。
ここでいう官能性とは、 レゾールフエノール樹脂が付加縮合反応をして自己架橋する際 のメチロール基とフエノール核の結合可能な部位 (オルトおよびパラ位) の数の総和をい う。 たとえば、 オルトクレゾ一ルは 2官能、 メタクレゾールは 3官能である。
( F ) は、 フヱノール樹脂の可撓性を改善する成分であり、 C 5〜C 1 2の飽和または不飽 和アルキル基を有する 1 ~ 1 0核体のフエノール誘導体がいずれも使用できる。 中でも飽 和アルキルフエノールは化学的に安定であり好ましく、 特に、 ォクチルフヱノール、 ノニ ルフヱノール、 デシルフヱノールは硬化後の絶縁性と可撓性のバランスがよく、 さらに好 ましい。
( G ) は (F ) の架橋の不足を補う成分であり、 付加縮合により 3次元架橋する機能が あれば特に限定されないが、 (F ) の成分との相容性ゃ加工の際の溶剤への溶解性等を考 慮すると、 フエノール、 メタクレゾ一ル、 ビスフエノール A、 ビスフヱノール F等が例示 される。 このような組み合わせは、 (F ) および (G ) のフ ノール誘導体を、 それぞれ レゾ一ル樹脂化した後に混合しても、 当初からフヱノール誘導体混合物をレゾール樹脂化 しても、 いずれでもよい。
フエノール樹脂の添加量は接着剤層の好ましくは 3 5を越え、 6 0重量%未満、 さらに 好ましくは 4 0以上、 5 0重量%以下で、 熱可塑性樹脂 1 0 0重量部に対して 6 0 ~ 2 0 0重量部である。 3 5重量%以下では絶縁性が低下するので好ましくなく、 6 0重量%を 以上では接着力が低下するので、 いずれも好ましくない。
また、 上記 (F ) および (G ) のフエノール誘導体の比率は、 好ましくは重量比で、 ( F ) ノ (G ) = 0 . 0 5 - 6 . 0、 さらに好ましくは ( F ) / ( G ) = 0 . 2〜 4 . 0 である。
本発明の接着剤層にエポキシ樹脂およびフ ノール樹脂の硬化剤および硬化促進剤を添 加することは何等制限されない。 たとえば、 芳香族ポリアミ ン、 三フッ化ホウ素トリェチ ルァミ ン錯体等の三フッ化ホウ素のァミ ン錯体、 2—アルキル一 4ーメチルイ ミダゾ一ル、 2—フ ニル— 4 一アルキルィミダゾール等のィ ミダゾ一ル誘導体、 無水フタル酸、 無水
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' 差替え用紙 (規則 26) トリメ リ ッ ト酸等の有機酸、 ジシアンジアミ ド、 トリフヱニルフォスフィ ン、 ジァザビシ クロウンデセン、 等公知のものが使用できる。 添加量は接着剤層 1 0 0重量部に対して 0 . 1〜 1 0重量部であると好ましい。
以上の成分以外に、 接着剤の特性を損なわない範囲で、 フエノール系あるいはアミ ン系 酸化防止剤、 ハイ ドロタルサイ 卜等のイオン捕捉剤などの有機、 無機成分を添加すること は何ら制限されるものではない。
本発明でいう可撓性を有する絶縁性フィルムとはポリイ ミ ド、 ポリエステル、 ポリフエ 二レンスルフィ ド、 ポリエーテルスルホン、 ポリエーテルエーテルケ トン、 ァラ ミ ド、 ポ リカ一ボネー卜、 ポリアリ レート、 等のプラスチックあるいはエポキシ樹脂含浸ガラスク ロス等の複合材料からなる厚さ 2 5 ~ 1 2 5 ^のフィルムであり、 これらから選ばれる複 数のフィルムを積層して用いても良い。 また必要に応じて、 加水分解、 コロナ放電、 低温 プラズマ、 物理的粗面化、 易接着コーティ ング処理等の表面処理をその片面または両面に 施すことができる。
本発明でいう保護フィルム層とは、 銅箔を熱ラミネー卜する前に接着剤面から半導体用 接着剤付きテープの形態を損なうことなく剥離できれば特に限定されないが、 たとえばシ リコーンあるいはフッ素化合物のコーティ ング処理を施したポリエステルフィルム、 ポリ ォレフィ ンフィルム、 およびこれらをラミネ一 卜した紙が挙げられる。
次に Τ Λ B用テープの製造方法について説明する。
ポリイミ ド等の可撓性を有する絶縁性フィルムに、 上記接着剤組成物を溶剤に溶解した 塗料を塗布、 乾燥する。 接着剤層の膜厚は 5〜 2 5 となるように塗布することが好まし い。 乾燥条件は、 1 0 0〜 2 0 0 ° (:、 1〜 5分である。 溶剤は特に限定されないが、 トル ェン、 キシレン、 クロルベンゼン等の芳香族系とメタノール、 エタノール、 プロパノール 等のアルコール系の混合が好適である。 このようにして得られたフィル厶に保護フィル厶 をラミネートし、 最後に 3 5 ~ 1 5 8 m m程度にスリ ッ 卜する。 また、 保護フ ィルムに上 記接着剤組成物を塗布、 乾燥し、 任意の幅にスリ ツ 卜した後に絶縁性フィルムとラミネー 卜する方法でもよく、 接着剤層と絶緣性フィルムの幅を異なるようにする場合に好適であ る。
本発明の W B用テープに用いられる接着剤層は、 通常未硬化状態で供され、 銅箔ラミネ ート後に加熱により硬化、 架橋可能なもので、 軟化温度が 1 2 0〜 2 0 0てであり、 かつ 1 5 0 °Cにおける貯蔵弾性率 E ' が、 2 0〜 1 0 0 M P a、 さらに 1 3 0 、 8 5 % R H の環境下で、 直流 1 0 0 V印加し、 放置した場合の絶縁抵抗低下時間が 5 0時間以上であ ることをを必須とするが、 その他の特性および化学構造は特に限定されない。
ここでいう硬化後の該接着剤層の軟化温度は、 動的粘弾性測定により求めたものであり、 t a n 6 ( t a η δ =損失弾性率 E ' ' /貯蔵弾性率 E ' ) のピーク温度で定義したもので ある。 好ましい測定条件を実施例の評価方法 (4 ) に示す。
軟化温度および 1 5 0てにおける貯蔵弾性率は、 W B特性との相関があると考えられ、 軟化点は、 好ましくは 1 2 0 ~ 2 0 0て、 さらに好ましくは 1 4 0〜 1 7 0 °Cである。 ま た、 1 5 0てにおける貯蔵弾性率は、 好ましくは 2 0〜 1 0 O M P a、 さらに好ましくは 3 0〜 8 O M P aである。 軟化点が 1 2 0てより低いかまたは、 貯蔵弾性率が 2 0 M F a
15 差替え用紙 (規則 26) より低いと、 W B時に柔らかすぎてワイヤーの接続ができないことがあり、 好ましくない。 また、 軟化点が 2 0 0てを越えるかまたは、 貯蔵弾性率が 1 0 O M P aを越えると銅箔と の接着力の低下および可撓性が低下するので好ましくない。
絶縁抵抗値および絶縁抵抗低下時問は、 促進評価条件におけるものであり、 実施例の評 価方法 ( 5 ) および ( 6 ) の条件で測定されたものをいう。 絶縁抵抗値は好ましくは 5 X 1 0 β Ω以上、 さらに好ましくは 1 X 1 0 9 Ω以上である。 5 X 1 0 8 Ωより低い場合、 本発 明の半導体装置の絶縁耐久性が低下するので好ましくない。
絶縁抵抗低下時間とは、 上記の絶縁抵抗値の測定を連続的に行った場合に、 絶縁抵抗値 が基準値以上に低下するのに要する時間で定義する。 1 3 0て、 8 5 ¾ Κ Ηの環境下で直 流 1 0 0 V印加の場合は、 基準値は 1 0 7 Ω、 1 5 0ての環境下で直流 1 0 () V印加の場 合は、 基準値は 1 0 9 Ωである。
絶縁抵抗低下時間は、 好ましくは 5 0時間以上、 より好ましくは 1 0 0時間以上、 さら に好ましくは 3 0 0時間以上である。 5 0時間より短い場合、 本発明の半導体装置の絶縁 信頼性が低下するので好ましくない。
従来、 W B特性を向上させようとすると、 軟化温度あるいはガラス転移温度を高く し、 かつ貯蔵弾性率を増加さればよく、 架橋密度の高い熱硬化樹脂系を使用する方法が一般的 であった。 しかし、 この場合、 常温で硬く、 脆い特性となり、 銅箔との接着力の低下およ び可撓性の低下が生じた。 この点を改善するために、 従来は熱可塑性樹脂を混合する方法 が検討されているが、 W B特性と接着性、 可換性は相反関係にある。 これは、 熱硬化性樹 脂と熱可塑性樹脂との相容性が適正でないためと考える。 相容性は、 硬化後の接着剤のミ クロ相分離構造を決定する因子であり、 ポリマーブレンドにおいて、 粘弾性特性がミクロ 相分雜構造に依存することが知られている。 したがって、 本発明の W B用テープでは、 接 着剤層の熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂の相容性を制御して配合したことが、 硬化後の接着 剤のミクロ相分離構造を適正化し、 W B特性と接着性、 可撓性とのバランスが実現できた ものと考える。
本発明の W B用テープの接着剤層には、 熱可塑性樹脂 (D ) および熱硬化性樹脂 (Ε ) を含有させることが好ましい。 熱可塑性樹脂 (D ) は軟化温度および貯蔵弾性率を制御す るのに有効であり、 接着力、 可撓性、 熱応力の緩和、 低吸水性による絶緣性の向上等の機 能を有し、 熱硬化性樹脂 (Ε ) は耐熱性、 高温での絶縁性、 耐薬品性、 接着剤層の強度等 の物性のバランスを実現するために必要である。
熱可塑性樹脂 (D ) の添加量は接着剤層の、 好ましくは 3 0〜 6 0重量?' 0、 さらに好ま しくは 3 5 ~ 5 5重量%である。
熱可塑性樹脂としては、 ァクリロ二トリルーブタジェン共重合休 (ヽ B R ) 、 ァクリロ ニ卜リルーブタジエンゴム一スチレン樹脂 (A B S ) 、 スチレン—ブタジエン エチレン 樹脂 ( S E B S ) 、 アクリル、 ポリ ビニルプチラール、 ポリアミ ド、 ポリエステル、 ポリ イミ ド、 ポリアミ ドイミ ド、 ポリウレタン、 等公知のものが例示される。 また、 これらの 熱可塑性樹脂は後述のフエノール樹脂、 エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂との反応が可能な 官能基を有していてもよい。 具体的には、 アミノ基、 カルボキシル基、 エポキシ基、 水酸 基、 メチロール基、 イソシァネート基、 ビニル基、 シラノール基等である。 これらの官能
16
- 差替え用紙 (規則 26) 基により熱硬化性樹脂との結合が強固になり、 耐熱性が向上するので好ましい。
熱可塑性樹脂として銅箔との接着性、 可撓性、 絶縁性の点からポリァミ ド樹脂が好まし く、 種々のものが使用できる。 特に、 接着剤層に可撓性を持たせ、 かつ低吸水率のため絶 縁性にすぐれる、 炭素数が 3 6であるジカルボン酸 (いわゆるダイマ一酸) を含むものが 好適である。 ダイマー酸を含むポリアミ ド樹脂は、 常法によるダイマ一酸とジァミンの重 縮合により得られる力く、 この際にダイマ一酸以外のアジピン酸、 ァゼライン酸、 セバシン 酸等のジカルボン酸を共重合成分として含有してもよい。 ジァミ ンはェチレンジァミ ン、 へキサメチレンジァミ ン、 ピぺラジン、 等の公知のものが使用でき、 吸湿性、 溶解性の点 から 2種以上の混合でもよい。
熱可塑性樹脂として公知のエポキシ樹脂を添加すると、 接着力の向上が計れるので好ま しい。
エポキシ樹脂は 1分子内に 2個以上のエポキシ基を有するものであれば特に制限されな いが、 熱可塑性樹脂との相容性が重要であり、 適正な範囲のものを選択すると好適である。 ここでいぅ相容性とは、 熱可塑性樹脂とエポキシ樹脂を重量比で 1 Z 1に混合して作成し たフィルムのヘイズで定義する。 具体的な測定方法は実施例の評価方法 ( 1 7 ) に示す。 ヘイズは、 好ましくは 8 ~ 4 5、 さらに好ましくは 1 0 ~ 3 5である。 8以下では相容性 が良好すぎて、 単なる混合物としての平均的特性を得るにすぎないので好ましくない。 ま た、 4 5以上では不均一すぎて、 いずれか一方の成分の特性が強く発現されるので好まし くない。
具体的なエポキシ樹脂として、 ジシクロペンタジェン骨格含有エポキシ樹脂、 テルペン 骨格含有エポキシ樹脂、 ビフヱニル骨格含有エポキシ樹脂、 レゾルシノールジグリシジル エーテル、 フタル酸ジグリシルエステル、 エチレンオキサイ ド変性ビスフエノール Aジグ リシジルエーテル (たとえば、 B E O— 6 0 E、 新日本理化 (株) 製) 、 等が例示される。 中でも、 式 ( I ) で表される、 ジシクロペンタジェン骨格含有エポキシ樹脂、 式 ( Π ) で 表される、 テルペン骨格含有エポキシ樹脂、 式 (ΠΙ ) で表される、 ビフエニル骨格含有ェ ポキシ樹脂は、 耐熱性が良好であり、 特に好ましい。
また、 ビスフエノール F、 ビスフエノール A、 ビスフエノール S、 トリ ヒ ドロキンベン ゼン、 ジヒ ドロキシナフタレン、 等のグリシジルエーテル、 エポキシ化フエノールノボラ ック、 エポキシ化クレゾ一ルノボラック、 エポキシ化卜リスフエ二ロールメタン、 ェポキ シ化テトラフヱ二ロールェタン、 エポキシ化メタキシレンジァミ ン、 シクロへキサンェポ キサイ ド等の脂環式エポキシ、 テ卜ラブロモビスフヱノール Aとビスフヱノール Aの共重 合型臭素化エポキシ樹脂、 臭素化フエノールノボラック型エポキシ樹脂等の他のエポキシ 樹脂と併用してもよい。
エポキシ樹脂の添加量は、 接着剤層の好ましくは 1 0〜4 0重量%、 さらに好ましくは 1 5〜3 0重量%で、 熱可塑性樹脂 1 0 0重量部に対して 1 5〜 1 4 0重量部である。 1 0重量%以下では軟化点が低く、 W B特性が低下し、 接着力も低い。 また、 4 0重量%以 上では絶縁性が低下するので好ましくない。
本発明において、 接着剤層にフニノール樹脂を添加することにより、 一層絶縁信頼性、 耐 薬品性、 接着剤層の強度を向上させることができる。
17 差替 え用紙 (規則 26) さらに、 熱可塑性樹脂として公知のフエノール樹脂を添加すると、 絶縁性、 耐薬品性、 接着剤層の強度の向上が計れるので一層好ましい。
フエノール樹脂としては、 ノボラック型フヱノール樹脂、 レゾ一ル型フヱノール樹脂等 の公知のフエノール樹脂がいずれも使用できる。 たとえば、 フヱノール、 クレゾール、 p 一 t 一プチルフヱノール、 ノニルフヱノール、 p—フニニルフエノール等のアルキル置換 フエノール、 テルペン、 ジシクロペン夕ジェン等の環状アルキル変性フ Xノール、 ニトロ 基、 ハロゲン基、 シァノ基、 アミノ基等のへテロ原子を含む官能基を有するもの、 ナフタ レン、 アン トラセン等の骨格を有するもの、 ビスフエノール F、 ビスフエノール A、 ビス フエノール S、 レゾルシノール、 ピロガロール等の多官能性フ ノールからなる樹脂が挙 げられる。 中でも、 レゾール型フエノール樹脂は絶緣抵抗低下時間を向上させる効果があ るのでより好適である。
フユノール樹脂の添加量は接着剤層の好ましくは 3 5を越え、 6 0重量%未満、 さらに 好ましくは 4 0以上、 5 0重量%以下で、 熱可塑性樹脂 1 0 0重量部に対して 6 0〜 2 0 0重量部である。 3 5重量%以下ではと絶縁性が低下するので好ましくなく、 6 0重量% 以上では接着力が低下するので、 いずれも好ましくない。
本発明の接着剤層にエポキシ樹脂およびフユノール樹脂の硬化剤および硬化促進剤を添 加することは何等制限されない。 たとえば、 芳香族ポリアミ ン、 三フッ化ホウ素トリェチ ルァミ ン錯体等の三フッ化ホウ素のァミ ン錯体、 2 一アルキル— 4—メチルイ ミダゾール、 2—フヱニルー 4 一アルキルイ ミダゾ一ル等のイ ミダゾ一ル誘導体、 無水フ夕ル酸、 無水 卜リメ リ ッ ト酸等の有機酸、 ジシアンジアミ ド、 卜 リフエニルフォスフィ ン、 ジァザビシ クロウンデセン、 等公知のものが使用できる。 添加量は接着剤層 1 0 0重量部に対して 0 . 1 - 1 0重量部であると好ましい。
以上の成分以外に、 接着剤の特性を損なわない範囲で、 フエノール系あるいはアミ ン系 酸化防止剤、 ハイ ドロタルサイ 卜等のイオン捕捉剤などの有機、 無機成分を添加すること は何ら制限されるものではない。
本発明でいう可撓性を有する絶縁性フィルムとはポリイ ミ ド、 ポリエステル、 ポリフニ 二レンスルフィ ド、 ポリエーテルスルホン、 ポリエーテルエーテルケ トン、 ァラ ミ ド、 ポ リカーボネート、 ポリアリレー卜、 等のプラスチックあるいはエポキシ樹脂含浸ガラスク ロス等の複合材料からなる厚さ 2 5〜 1 2 5 μのつィルムであり、 これらから選ばれる複 数のフィルムを積屑して用いても良い。 また必要に応じて、 加水分解、 コロナ放電、 低温 プラズマ、 物理的粗面化、 易接着コーティ ング処理等の表面処理をその片面または両面に 施すことができる。
本発明でいう保護フィルム層とは、 銅箔を熱ラミネー卜する前に接着剤面から半導体用 接着剤付きテープの形態を損なうことなく剥離できれば特に限定されないが、 たとえばシ リコーンあるいはフッ素化合物のコ一ティ ング処理を施したポリエステルフィルム、 ポリ ォレフィ ンフィルム、 およびこれらをラミネ一卜した紙が挙げられる。
次に W B用テープの製造方法について説明する。
ポリイミ ド等の可撓性を有する絶縁性フィルムに、 上記接着剤組成物を溶剤に溶解した 塗料を塗布、 乾燥する。 接着剤層の膜厚は 5〜 2 5 となるように塗布することが好まし
18 差替え用紙 (規則 26) い。 乾燥条件は、 1 0 0~ 2 00。 (:、 1〜 5分である。 溶剤は特に限定されないが、 トル ェン、 キシレン、 クロルベンゼン等の芳香族系とメタノール、 エタノール、 プロパノール 等のアルコール系の混合が好適である。 このようにして得られたフィル厶に保護フィルム をラミネートし、 最後に 3 5〜 1 5 8 mm程度にスリ ッ 卜する。 また、 保護フィルムに上 記接着剤組成物を塗布、 乾燥し、 任意の幅にスリ ッ トした後に絶縁性フィルムとラミネ一 卜する方法でもよく、 接着剤層と絶縁性フィルムの幅を異なるようにする場合に好適であ る。
以下に実施例を挙げて本発明を説明するが、 本発明はこれらの実施例に限定されるもの ではない。 実施例の説明に入る前に評価方法について述べる。
(評価方法)
( 1 ) 半導体接続基板の配線基板層 (C) (評価用パターンテープ) の作成
T A B用接着剤付きテープ (3 1 N 0 - 0 0 E S、 東レ(株)製) に、 1 8 mの電解銅 箔 ( 3 E C— V L P、 三井金属鉱業 (株) 製) を、 1 4 0。 (:、 0. 1 P aの条件でラミ ネー ト した。 続いてエアオーブン中で 8 0。 (:、 3時間、 1 0 0て、 5時間、 1 5 0 、 5 時間の順次加熱キュア処理を行ない、 銅箔付き T A B用テープを作成した。 得られた銅箔 付き T A B用テープの銅箔面に常法によりフォ 卜レジス卜膜形成、 ェッチンク"、 レジス卜 剥離を行ない、 評価用パターンテ一プを作成した。
(2) 半導体接続基板の導体パターンが形成されていない層 (D) (補強、 放熱板) の作 成
厚さ 1 mmの純銅板に、 厚さ 1 0 0 mの接着剤シー トを、 1 4 0 、 0. I MP aの条件でラミネートした後、 3 0 mm角に成形した。
(3 ) 導体パターン埋め込み性およびキュア発泡の評価
を、 ( 1 ) の評価用パターンテープの導体パターン面に、 ( 2 ) の接着剤付き純銅板を 1 3 0 °C、 0. 1 MP aの条件でラミネー トした後、 エアオーブン中で 1 5 0て、 2時間 加熱キュア処理を行なった。 これを、 塩化第二鉄を主成分とするエッチング液中に浸潰し、 前記純銅板を溶解した。 最後に露出した接着剤層を、 3 0倍の実体顕微鏡にて観察してキ ユア時の発泡および導体パターンの埋め込み性を評価した。
(4 ) 接着力の評価
(2 ) と同一仕様の接着剤層付き純銅板を、 ポリイ ミ ドフィルム (宇部興産 (株) 製 " ユーピレックス" 75 S ) に、 1 3 0て、 0. I MP aの条件でラミネー 卜した後、 エア オーブン中で 1 5 0° (:、 2時間加熱キュア処理を行なった。 得られたサンプルのポリイ ミ ドフィルムを幅 2 mmになるように切断し、 引張試験器 (じ C T— 1 0 0型、 (株) オリ ェンテック製) にて、 90。 方向に 5 0 mmノ minの速度で剥離し、 その際の剥離力を測定 した。
( 5 ) 絶縁信頼性
( 1 ) の評価用パターンテープの、 導体幅 1 00 m、 導体間距離 1 0 0〃 mのく し型 形状の評価用サンプルの導体パターン面に、 (2 ) と同一仕様の接着剤層付きの純銅板を、 1 3 0て、 0. I MP aの条件でラミネ一 卜した後、 エアオーブン中で 1 5 0て、 2時間 加熱キュア処理を行なった。 得られたサンプルを用いて、 8 5て, 8 5%RHの恒溫恒湿
19 差替 え 用紙 (規則 26) 槽 (ャマ卜科学 (株) 製、 I E - 2 1型) 内で 1 0 0 Vの電圧を連続的に印加した状態に おいて、 測定直後と 2 0 0時間後の抵抗値を、 超絶縁計 (D SM - 8 1 0 1型、 東亜電波
(株) ) により測定した。
(6 ) 半田耐熱性
上記 (4 ) の方法で作成した 3 0 mm角のサンプルを、 8 5 C, 8 5% RHの雰囲気下 で 4 8時間調湿した後、 すみやかに半田浴上に 6 0秒間浮かべ、 膨れおよび剥がれのない 最高温度を測定した。
( 7 ) 熱サイクル試験
上記 ( 4 ) の方法で作成した 3 0 mm角のサンプルを、 熱サイクル試験器 (タバイエス ペック(株)製、 P L - 3型) 中で、 — 20て〜 1 0 0て、 最低および最高温度で各 1時間 保持の条件で 6 00サイクル処理し、 剥がれの発生を評価した。
( 8 ) 貯蔵弾性率測定
接着剤シ一卜を積層し、 約 5 0 0 /mの厚みとした後 1 5 0°C、 2時間のボス卜キュア を行ない、 サンプルを作成した。 これを引張モー ドの動的粘弾性測定装置 (R HE OV [ B ROK -DDV- Π ,/ ΙΠ - E A、 (株) ォリエンテック製) にて周波数 3 5 H z、 昇温 速度 2て m i n で測定した。
( 9 ) 線膨張係数測定
(8 ) と同様の約 5 0 0 ^mの厚みのサンプルを 3枚積層した。 これを微小定荷重熱膨 張計 (理学電機 (株) 製) にて圧縮モ一ドで 2 m i n— 1で昇温し、 基準温度 2 5ての 線膨張率から線膨張係数を求めた。
( 1 0 ) 破壊エネルギー測定
( 8 ) と同様にして作成した、 1 50て、 2時間のポストキュア後の厚み約 1 0 0 m のサンプルを、 引張試験器 (じ C T— 1 0 0型、 (株) オリエンテック製) にて、 5 0 m m/min の速度で引張試験を行い、 破断に至るまでの応力 -ひずみ曲線を記錄し、 その曲 線下の面積から破壊エネルギーを求めた。
( 1 1 ) TAB用テープサンプルおよび WB用テープサンプルの作成方法
本発明の T A B用接着剤付きテープおよび WB用テープを用い、 ( 1 ) と同一の方法で、 評価用パターンテープをそれぞれ作成した。
( 1 2 ) メッキ処理
( 1 1 ) で得たサンプルに、 ホウフッ酸系の無電解スズメ ツキ液 (し T一 3 4、 シプレ 一 - ファーイ一スト製) に 7 0てで浸潰処理し、 0. 5 厚のスズメ ツキを施した。 接着 力測定用のサンプルは、 導体幅 5 O i mとした。 また、 絶緣性測定用サンプルは、 図 7の 形状のものを用いた。 図 7において 4 8は絶縁測定用パターンの導体部であり、 J 9は T A Bテープの接着剤層、 5 0は有機絶縁フィルムを示す。
( 1 6 ) のワイヤ一ボンディング特性測定用のサンプルは、 0. 1 m厚のニッケルメ ツキ下地の上に、 0. 5 m厚の電解金メ ッキ (ォゥ口ベル U P— 2 4、 ジャパンロナ一 ル (株) 製) を行った。
( 1 3 ) TAB用テープおよび WB用テープの銅箔接着力の評価
( 1 1 ) および ( 1 2 ) の方法で得た、 導体幅 5 0 mのサンプルの銅箔を、 引張試験
20
" 差替え用紙 (規則 26) 器 (じ TM— 1 1— 5 HR (株) オリエンテック製) にて、 90= 方向に 5 0 mmZ'min の速度で剥離し、 その際の剥離力を測定した。
( 1 4 ) 高温高湿絶縁信頼性
上記 ( 1 1 ) および ( 1 2 ) の方法で得た、 図 7に示す導体幅 2 5 、 導体間距離 2 5 〃のく し型形状の評価用サンプルを用いて、 恒温恒湿槽 (タバイエスペック (株) 製、 T P C - 2 1 1 D型) 中で 1 3 0 C, 85 % R H , 直流 1 0 0 Vの電圧を連続的に印加した 状態において、 抵抗値が 1 07 Ω以下となる絶縁抵抗低下時間を測定した。 抵抗値は、 超 絶縁計 (D SM— 8 1 0 1型、 東亜電波 (株) ) により測定した。
( 1 5 ) 高温絶縁信頼性
上記 ( 1 4 ) と同形状の評価用サンプルを用いて、 エアオーブン (ャマ卜科学 (株) 製、 I D— 2 1型) 中で 1 5 0 C, 直流 1 0 0 Vの電圧を連続的に印加した状態において、 抵 抗値が 1 09 Ω以下となる絶縁抵抗低下時問を測定した。
( 1 6 ) ワイヤーボンディング特性の評価
( I 1 ) および ( 1 2 ) の方法で作成した、 WB用テープ (金メッキパターンテープ) に、 1 8 0て、 荷重 6 0 g、 超音波周波数 58 k H zで、 金ワイヤ一をボンディングした c 引張強度試験器 (マイクロテスター 2 2型、 ディジ社製) にて引張強度試験を行った。
( 1 7 ) ヘイズ測定
熱可塑性樹脂およびエポキシ樹脂を重量で 1 / 1に混合し、 両者の共通溶剤で濃度約 1 0重量? /0となるように溶解した後、 キャスティング法により、 乾燥後の膜厚約 1 2 i mと なるように製膜する。 得られたサンプルを用いて、 J I S— K 7 1 0 5に準拠の方法でへ ィズを測定した。
( 1 8 ) 寸法精度 (硬化時の反り ) 評価
7 5 / m厚の基材ポリイ ミ ドフイルムに 1 2 m厚の接着剤層を有する、 TA B用テ一 プサンプルを、 3 5 mm X 6 mmに切り出し、 カバーフィルムを取り除き、 ( 1 ) と同一 条件でポストキュアした。 接着剤を内側にしてカールするので、 これを平板上にアーチ状 になるように置いて、 平板からの最大高さをマイクロメータで測定した。
参考例 1 (ポリアミ ド樹脂の合成)
酸成分として、 ダイマー酸 (P R I POし 1 00 9、 ュニケマ社製) 、 ァミ ン成分とし てへキサメチレンジァミ ン (和光純薬 (株) 製) を用い、 酸ノアミ ン比を 1. 1〜0. 9 の範囲で変えて、 酸ノアミ ン反応物、 消泡剤および 1 %以下のリン酸触媒を加え、 ポリア ミ ド反応体を調製した。 このポリアミ ド反応体を、 1 4 0て, 1時間撹拌加熱後、 2 0 5 てまで昇温し、 約 1. 5時間撹拌した。 約 1 5mmH gの真空下で、 0. 5時間保持し、 温度を低下させた。 最後に、 酸化防止剤を添加し、 アミ ン価 2. 5のポリアミ ド樹脂を取 り出した。
参考例 2 (高分子量レゾールフ ノール可溶分の作成)
高分子量レゾールフヱノール (ベルパール S 89 5、 鐘紡 (株) 製) を、 クロルベンゼ ンに、 重量約 1 0%となるように 6 0°Cで溶解する。 溶液を、 0. 5 zmのフィルタ一で it過し、 可溶分を取り出した。 瀘過前後の固形分濃度の差から、 求めた可溶分は 9 6%で あった。
21 差.替 え用紙 (規則 26) 実施例 1
水酸化アルミニウム (昭和電工 (株) 製、 Π— 4 2 に) を トルエンと混合した後、 サン ドミル処理して水酸化アルミニウム分散液を作成した。 この分散液に、 : B R - C (日本 合成ゴム (株) 製、 Pヽ' R— 1 H) 、 ビスフエノール A型エポキシ樹脂 (油化シヱルエボ キシ (株) 製、 " ェピコ一卜'' 8 34、 エポキシ当量 2 5 0 ) 、 臭素化エポキシ樹脂 (油 化シヱルエポキシ (株) 製、 '' ェピコート" 5 05 0、 臭素含有率/! 9°'ό、 エポキシ当量 39 5 ) 、 4, 4 ' ージアミノジフエニルスルホンおよび分散液と等重量のメチルェチル ケ卜ンをそれぞれ表 2の組成比となるように加え、 3 0 で撹拌、 混合して接着剤溶液を 作成した。 この接着剤溶液をバーコ一夕で、 シリコーン離型剤付きの厚さ 2 5 のポリエ チレンテレフタレートフイルム (藤森工業(株)製 "フィルムバイナ" GT) に約 5 0 の 乾燥厚さとなるように塗布し, 1 7 0°Cで 5分間乾燥した。 これを接着剤面どうしを合せ て 2枚積層し、 接着剤厚み 1 0 0 の接着シートを作成した。 この接着剤シー トを厚さ 0. 1 mmの純銅板に 1 0 0て、 0. し M P aの条件でラミネートし、 接着剤層付き純銅板を 得た。 特性を表 3に、 貯蔵弾性率および線膨張係数の温度依存性を、 図 8および図 9にそ れぞれ示す。
上記の手順で得られた接着剤層付き純銅板を外形 3 0 mm角で中央に 20 mm角の穴が 開いた形に打ち抜き加工した。 一方、 前述の評価方法 ( 1 ) と同一の方法で図 7に示すパ ターンテープを作成した。 ただし、 導体パターン面に感光性ソルダーレジス 卜 (" P r o b i m e r " 7 1、 チバガイギ一社製) を塗布、 乾燥し、 フォ 卜マスクで露光、 現像、 熱 硬化させ半田ボール接続用のパッ ド上はレジストを除去した。 次いで、 前記純銅板の穴が パターンテープのデバイスホールに対応するように位置を合せて、 1 3 0て、 0. I MP aの条件で導体パターンと反対面に熱圧着した後、 エアオーブン中で 1 5 0て、 2時間加 熱キュア処理を行ない、 半導体接続基板を作成した。
さらに、 この半導体接続基板のインナーリード部に 4 5 0 °C, 1分の条件でインナ一リ —ドボンディ ングを行ない、 半導体集積回路を接続した。 次いで、 エポキシ系液状封止剤 (北陸塗料 (株) 製 "チップコート" 1 3 20— 6 1 7 ) で樹脂封止を行なった。 半田ボ 一ル接銃用のパッ ド上にクリーム半田印刷した後、 直径 0. 3 mmの半田ボール (田中電 子工業 (株)製) を配置し、 260てのリフロー炉中で加熱して、 半導体装置を得た。 図 1 は得られた半導体装置の断面を示したものである。
実施例 2
球状シリカ ( トクャマ (株) 製、 " ェクセリカ" ) をトルエンと混合した後、 サンドミ ル処理してシリカ分散液を作成した。 この分散液に、 XB R— C (日本合成ゴム (株) 製、
PNR— 1 H) 、 S E B S— C (旭化成 (株) 製、 MX— 0 7 3) 、 ナフタレン骨格含有 エポキシ樹脂 (大日本インキ化学 (株) 製、 "ェピクロン" H P 4 0 3 2、 エポキシ当量
1 5 0 ) 、 4, 4 ジアミノジフエニルスルホン、 および分散液と等重量のメチルェチ ルケトンをそれぞれ表 1の組成比となるように加え、 3 0てで撹拌、 混合して接着剤溶液 を作成した。 この接着剤溶液を用いて実施例 1と同様にして接着剤層付き純銅板を得た。 特性を表 3に示す。
実施例 3 ~ 6
22 差替 え用紙 (規則 26) 実施例 1 と同様の方法で、 それぞれ表 1に示した原料および表 2に示した組成比で調合 した接着剤を用いて半導体接続基板用接着剤シー卜を得た。 特性を同じく表 3に示す。 比較例 1
水酸化アルミニウム (昭和電工 (株) 製、 H- 4 2 I ) をトルエンと混合した後、 サン ドミル処理して水酸化アルミニウム分散液を作成した。 この分散液に、 XB R - C (日本 合成ゴム (株) 製、 および分散液と等重量のメチルェチルケトンをそれぞ れ表 2の組成比となるように加え、 3 0てで撹拌、 混合して接着剤溶液を作成した。 この 接着剤溶液を用いて実施例 1と同様にして接着剤層付き純銅板を得た。 特性を表 3に示す。 比較例 2
水酸化アルミニウム (昭和電工 (株) 製、 H— 4 2 I ) をトルエンと混合した後、 サン ドミル処理して水酸化アルミニウム分散液を作成した。 この分散液に、 フエノールノボラ ック樹脂 (群栄化学工業 (株) 製、 P S.M 4 26 1 ) 、 へキサメチレンテトラ ミ ンおよび 分散液と等重量のメチルェチルケトンをそれぞれ表 2の組成比となるように加え、 3 0て で撹拌、 混合して接着剤溶液を作成した。 この接着剤溶液を用いて実施例 1 と同様にして 接着剤層付き純銅板を得た。 特性を表 3に示す。
表 1および表 2の実施例および比較例から本発明により得られる半導体装置用接着剤組 成物は、 加工性、 接着力、 絶緣信頼性および耐久性に優れることがわかる
実施例 7
参考例 1で得たポリアミ ド樹脂 (ァミ ン価 2. 5 ) 、 エポキシ樹脂 (大 H本インキ化学 (株) 製、 "ェピクロン" H P 4 0 3 2、 エポキシ当量 1 5 0 ) 、 ノニルフェノール型レ ゾ一ルフヱノール樹脂 (昭和高分子 (株) 製、 CRM 08 0 3 ) 、 ス トレー卜型フヱノー ルレゾール樹脂 (住友デュレズ (株) 製、 PR 50 0 87 ) 、 p— t — B u/ビスフエノ —ル A混合型 (p— t— B uノビスフェノール A - 8/2 ) フエノ一ルレゾ一ル樹脂 (昭 和高分子 (株) 製、 C KM 9 3 5 ) 、 DBじをそれぞれ表 2の組成比となるように配合し、 濃度 2 0重量%となるようにメタノール/モノクロルベンゼン混合溶媒に 3 0てで撹拌、 混合して接着剤溶液を作成した。 この接着剤をバーコ一夕で、 保護フイルムである厚さ 2 5 //のポリエチレンテレフタレー トフィルム (東レ (株) 製" ノレミラ一" ) に約 1 2 の 乾燥厚さとなるように塗布し, 1 00て、 1分および 1 60てで 5分間の乾燥を行ない、 接着剤シートを作成した。 さらに、 得られた接着剤シートを有機絶縁フィルムである厚さ 7 5 / のポリイ ミ ドフイルム (宇部興産 (株) 製 "ュ一ピレックス" 7 5 S ) に 1 2 0て、 1 k gノ c m2の条件でラミネートして T A B用接着剤付きテープを作成した。 特性を表 4 に示す。 また、 図 1 0に t a n <5の温度依存性の測定結果を、 図 1 1に 1 3 0て, 85 % RH, 直流 1 0 0 Vの条件下での絶縁抵抗測定結果をそれぞれ示す。
前述の評価方法 ( 1 1 ) と同様の方法で、 I C接続用の導体回路を形成し、 図 3に示す 半導体接続用基板 (パターンテープ) を得た。
上記のパターンテープを用いて、 4 5 0て, i分の条件でインナーリードボンディ ング を行ない、 I Cを接続した。 しかるのちに、 エポキシ系液状封止剤 (北陸塗料 (株) 製 " チップコ一卜" 1 3 2 0— 6 1 7 ) で樹脂封止を行ない、 半導体装置を得た。 図 1は得ら れた半導体装置の断面を示したものである。
23 差替 え用紙 (規則 26) 実施例 8 ~ 1 1、 および比較例 3〜 6
実施例 7と同様の方法で、 それぞれ表☆に示した原料および組成比で調合した接着剤を 用いて半導体用接着剤付きテープを得た。 特性を同じく表 4に示す。 また、 比較例 1 およ び 2の t a n (5の測定結果を図 1 0に示す。
表 4の実施例および比較例から本発明により得られる T A B用接着剤付きテープは、 接 着力、 寸法精度および絶縁信頼性に優れることがわかる。
実施例 1 2
参考例で得たポリアミ ド樹脂 (アミ ン価 2. 5 ) 、 エポキシ樹脂 (東都化成 (株) 製、 Z X 1 2 5 7、 エポキシ当量 26 0 ) 、 p— t — B uフヱノ一ル型レゾ一ルフェノ一ル樹 脂 (昭和高分子 (株) 製、 CKM 1 6 34 G) 、 p— t - B uノビスフエノール A混合型 ( p - t - B u/ビスフヱノール A= 8 / 2 ) フエノールレゾール樹脂 (昭和高分子 (株) 製、 C KM 9 0 8 ) 、 D Bじをそれぞれ表 5の組成比となるように配合し、 濃度 2 0重量 %となるようにメ夕ノール/モノクロルベンゼン混合溶媒に 3 0°Cで撹拌、 混合して接着 剤溶液を作成した。 この接着剤をバーコ一夕で、 保護フィルムである厚さ 2 5 のポリエ チレンテレフ夕レ一トフイルム (東レ (株) 製" ノレミラ一" ) に約 1 2〃の乾燥厚さとな るように塗布し, 1 0 0て、 1分および 1 6 0てで 5分間の乾燥を行ない、 接着剤シー ト を作成した。 さらに、 得られた接着剤シ一卜を有機絶縁フィルムである厚さ 7 5 のポリ ィミ ドフイルム (宇部興產 (株) 製 "ユーピレックス" 7 5 S) に i 2 0° (:、 1 k gZc m2の条件でラミネートして WB用接着剤付きテープを作成した。 特性を表 5に示す。 また、 図 1 2に、 貯蔵弾性率 E ' 、 図 1 3に t a n 5の温度依存性の測定結果を示す。
前述の評価方法 ( 1 1 ) と同様の方法で、 I C接続用の導体回路を形成し、 図 5に示す 半導体接銃用基板 (パターンテープ) を得た。 図 5において、 3 1は WB用テープの接着 剤層、 3 2は有機絶緣性フィルム、 3 3はスプロケッ ト孔、 34は導体パターン、 3 5は ハンダボール接続部の導体、 3 6は WB用導体パッ ドを示す。
上記のパターンテープを用いて、 4 5 0て, 1分の条件でインナ一リー ドボンディ ング を行ない、 I Cを接続した。 しかるのちに、 エポキシ系液状封止剤 (北陸塗料 (株) 製 " チップコート" 1 3 2 0— 6 1 7 ) で樹脂封止を行ない、 半導体装置を得た。 図 6は得ら れた半導体装置の断面を示したものである。 図 6において、 3 7は I Cチップ、 3 8は 1 C電極、 3 9は金ワイヤー、 4 0は有機絶縁フィルム、 4 1は WB用テープの接着剤層、 4 2はダイボン ド接着剤層、 4 3はハングホール接続部の導体、 4 4はハンダボ一ル、 4 5は半導体接続基板の接着剤層、 4 6は導体パターンが形成されてない層 (補強板) 、 4 7は封止樹脂を示す。
実施例 1 3 ~ 1 5、 および比較例 7〜 8
実施例 1 2と同様の方法で、 それぞれ表 1に示した原料および表 5に示した組成比で調 合した接着剤を用いて半導体用接着剤付きテープを得た。 特性を同じく表 5に示す。 また、 比較例 1の t a η δの測定結果を図 1 3に示す。
表 5の実施例および比較例から本発明により得られる半導体用接着剤付きテープは、 接 着力および絶縁信頼性に優れることがわかる。
24 差替え用紙 (規貝 G) 表 1
Figure imgf000027_0001
*1)ヘイズは参考例のボリアミ ド榭脂に対する値。 測定法は jffi方法 ( 1 7) による £ *2)液状。 実旌例中の配合 iは固形分表示。
*3)液状。 実施例中の配合 iは固形分表示。
*4)参考例 2の方法で得た可 ¾成分。
25
差替 え用紙 (規則 2 表 2
Figure imgf000028_0001
表 3
実 施 比铰例 抨 ffl項 s
1 2 3 4 5 6 1 2 パターン埋め込み性 良好 良好 良好 良好 良好 良好 良好 不良 キュア発泡 し Άし Άし 7よし なし なし なし あり 录 ||離強度 /10,Ν πΓ' 1. 74 1. 53 1. 4 3 1. 35 - 4 1. 88 2. 5 1 0. 33
100 1 30 21 0 181 220 859 2 5000 絶緣信 ffi性 ΖΜί2
2001$間 93 1 20 90 175 207 848 短絡 2000 半田 W熱性 Z°c 260 260 240 260 260 230 21 0以下 270 熱サイクル轼! * 續なし 剁雜なし ま擻なし 釗 1»なし ま |J«なし ま (1離なし ¾雕¾生 剝雕発生 貯葳 性率ノ MP a -4000 〜4 000 10〜 5~ 5〜 2〜 0. 0 ド 2000〜'
5000 4000 4000 2000 -220 1 0 000 張係数 /1 0 て-' 4- 1 9 ト 20 1〜 18 4〜 20 3〜 20 10〜25 60〜 6〜 1 0 则定不可
エネルギーノ 1 05Ν π ' 38. 7 45. 3 31. 4 4 1. 5 35. 2 13. 4 4. 6 1. 2
啉^ λ a 表 4
実 施 例
項 目
7 8 9 1 0 1 1 熱可塑性!《)» P A =】 00 P A = 1 0 0 P A = 1 00 p A = 1 00 p A = 1 0 0 フ ιノール 1 CRMO 8 0 3 C RMO 8 03 CRMO 803 C M 08 03 CRMO 8 03
=35 = 50 = 50 =7 0 = 7 0 フ: tノール 脂 "> P R 5008 7 P 500 87 P R 50087 S ft 95 S> 8 u Q si S aii H&*yj}-
=30 = 50 = 50 =4 5 -45
フ ノール 3 CK 93 5 一 CK S 38 OA 一
=35 = 37
ェボ+シ H P 4032 H P 4032 YX 4000 H H P 7200 Y r fi 24 1
= 2 2 = 22 = 1 3 - 1 5 = 1 5
ほ化促 itW DB U= 0. 5 D B U = 0. 5 DB U= 0. 5 DB U= 0. 5 DB U= 0. 5 軟化 度 Ό 86 80 87 90 85
¾エネルギー 1 0 'Ν π ' 8. 8 1 2. 2 9. 0 1 1 - 1 9. 7 接着力 / 1 0,N tn— ' 1. 1 5 1. 2 6 1. 0 1 1. 06 1. 1 5 高温高 ifi ί刀朋低 lit値 ΖΩ 2 l 09 1 1 0' 2 x 1 0 · 3 x 1 0 ' 2 1 0 ' *fe雜
緣低下 i M Zh 500以上 500以上 5 0 0以上 500以上 500以上 萵温 inrn rn /Ω 1 x 1 0 7 1 0 * 1 x 1 010 1 1 0 " 1 x 1 0 " ½
½緣低下》 問 /h 500以上 500以上 500以上 500以上 5 00以上 硬化後の反り /mm 0. 1 1 0. 1 5 0. 2 1 0. 1 8 0. 2 0
表 4つづき
比 «
項 目
3 4 •5 6 熱可塑性樹胞 p A = 1 00 p A = 1 n n P A = l n n
CRMO 8 03 CRMO 8 03 CKM 1 6 34 CRMO 8 0 3 = 20 一 一《 — i n Π
7 f <ノ一 /■'w^uHa 2 PR 50087 p M 1 R ¾ d P R Π Ω ft 7
= 1 0 G= 80 = 30
フエノール樹胞 3 CKM9 3 5 CK S 38 0 A CKM9 3 5 - = 20 一 o u 一
' *、ャ Wfl曰 Π r 1 U li r 4 U a <: M r 4 U ^
= 1 0 =22 = 22 ほ化促進剤 DB U = 0. 5 DB U= 0. 5 DB U= 0. 5 DB U= 0. 5 軟化 ifi度 Z'C o 5 2 1 23 89 78
¾¾エネルギー / 1 0 SN m"1 4. 6 1 0. 1 1 0. 3 6. 3 接着力 /1 O 'N m— ' 1. 28 0. 4 2 0. 57 0. 88 萵瀠高逭 初期抵抗値 /Ω 9 x 1 0 * 3 x 1 0 ' 2 x 1 0 " 8 x 1 0 ' 性
緣低下時間 / 20 5 00以上 50 0以上 4 0 高诅 初期抵抗《1 ノ Ω 3 1 0 ' 1 X 1 0 " 8 1 0 * 5 1 0 * 腿性
絶縁低下時間 /h 5 5 00以上 4 20 1 4 0 ほ化後の反り /mm 0. 1 3 1. 1 2 0. 67 0. 1 1
表 5
実 旄 例 比 « 例
項 目
1 1 丄 7
P A= 1 00 P A= 100 PA- 1 00 P A= 100 Ρ Α= 1 00 PA = 1 00 フエノール CKM 1 636 C KM 1636 CKM 1 636 CKM 1636 C RMO 803 CK S 380 A
一 u = b U — o U し一 / t> = 2 U = 1 50 ノエノ——ノレ ftJJlB し KM 908 C K S 38 OA S 895可 分 S 8 y 5 -可=溶分 P 5 u 087 P R 50087
= 50 = 50 =50 =75 = 10 = 1 50 フ ノール樹 ΪΒ3 一 一 一 ― CKM935 = 20 - エポキシ樹脂 ZX 1257 Z X 1257 Y L 624 1 Y X 4000 n H P 4032 H P 7200
= 50 = 50 =50 =70 = 1 5 0
S化促進刑 DD U = 0. 5 D B U = 0. 5 DB U= 0. 5 DB 0. 5 DB U= 0. 5 D B U = 0. 5 軟化 a度 /て 1 60 1 86 1 8 152 52 2 1 0
1 50°C貯¾5!iί性率/MPa 50. 4 58, 5 68. 7 70. 1 4. 2 82. 4 接着力 Z 1 05N m"' U . 4 ί
WB強度 /N 1. 08 0. 95 1. 0 1 0. 85 WB不可 fig 0. 5 1 髙温高湿 初朋抵沆通 /« 2 x 10 ' 1 x 1 0" 2x 1 0* 2x 10' 9 x 1 0 ' 3 x 1 0 " ½緣性
絶蝝低下時間 /h 500以上 500以上 500以上 500 上 20 50 0以ヒ 初期抵抗 ffi /Ω 1 1010 7 1 0* 1 x 1 0 " 1 10 " 3x 10" 1 X 1 0 ,0 絶ほ性
ifeほ低下 1 龃 /h 500以上 500以上 500以上 500以上 5 500¾上
産業上の利用可能性
本発明は、 半導体集積回路の実装に使用される半導体接続基板の接着剤層に適した接着 剤シー ト、 テープオートメ一テツ ドボンディング (T A B ) 方式に用いられる接着剤付き テープ (以下 T A B用テープと称する) 、 ワイヤ一ボンディ ング接続方式 (以下 W B用テ ープと称する) に用いられる接着剤付きテープ、 およびそれらを用いた半導体接 基板な らびに半導体装置を工業的に提供するものであり、 本発明によって高密度突装用の半導体 装置の信頼性を向上させることができる。
31 差替 え用紙 (規則 26)

Claims

請求の範囲
1 · 基板上に、 接着剤層を有する積層体より構成された半導体接铙基板用接着剤シートで あって、 前記接着剤層が、 熟可塑性樹脂 ( Α) およびエポキシ樹脂 (Β) を含有し、 前記 エポキシ樹脂 (Β) が、 下記 ( I ) 、 (Π) 、 (ΙΠ) および (IV) から選ばれた少なく と も 1種のエポキシ榭脂 (Β) を必須成分として含有することを特徴とする半導体接铳基板 用接着剤シート。
( I ) ジシクロペンタジェン骨格含有エポキシ樹脂。
(Π ) テルペン骨格含有エポキシ樹脂
(m) ビフユ二ル骨格含有エポキシ樹脂
(IV) ナフタレン骨格含有エポキシ樹脂
2. ジシクロペンタジェン骨格含有エポキシ樹脂 (b 1 ) が、 次式 ( I ) で表されること を特徴とする半導体接铙基板用接着剤シート。
Figure imgf000034_0001
( (【) 式中、 ί^~ί^は、 水素原子、 C ,〜(; の低級アルキル基またはハロゲン原子 を示す。 )
3. テルペン骨格含有エポキシ樹脂 (b 2 ) が、 次式 (II) で表されることを特徴とする 半導体接統基板用接着剤シート。
Figure imgf000034_0002
((Π)式中、 1^〜1^は、 水素原子、 C の低級アルキル基またはハロゲン原子を 示す。 )
4. ビフエニル骨格含有エポキシ樹脂 (b 3 ) 力、'、 次式 (ΠΙ) で表されることを特徴とす る半導体接統基板用接着剤シー卜。
32 差替え用紙 (規則 26)
Figure imgf000035_0001
((【11)式中、 Rt~R,は、 水素原子、 C【~C<の低級アルキル基またはハロゲン原子を 示す。 )
5. ナフタレン骨格含有エポキシ樹脂 (b 4) 力 <、 次式 (IV) で表されることを特徴とす る半導体接铙基板用接着剤シート。
Figure imgf000035_0002
〔(IV)式中、 R,~R,のうち 2個の基は 2. 3 -エポキシプロボキシ基であり、 残りの 基は水素原子、 C ,〜(^の低級アルキル基またはハロゲン原子を示す。 )
6. 請求項 1~ 5のいずれか S載の半導体接珐基板用接着剤シートを用いた半導体接铰用 基板。
7. »求項 6記載の半導体接铳用基板を用いた半導体装置。
8. 艳»体層および導体パターンからなる配線碁板層 (C) 、 導体パターンが形成されて いない層 (D) および接》剤層 (E) をそれぞれ少なくとも 1層以上有する半導体集積回 路基板の接着剤層 (E) を形成する半導体接镜基板用接着剤シートであって、 前記接 «剤 シート力^ 加熱硬化後に、 - 50~ 1 50ての温度範囲において、 貯蔵弾性率が 0. 1 l O O O OMP aであり、 かつ線彫張係数が 0. 1 x 1 0 ~ 50 x 1 0 て であるこ とを特徴とする半導体接統基板用接着剤シー 卜。
9. 接着剤シート力 < 加熱硬化後に、 25てにおける ¾¾エネルギーが、 5 x 1 04N m 以上であることを特徴とする講求項 8記載の半導体接統基板用接着剤シ一 卜。
1 0. 絶縁体暦および導体パターンからなる配線基板層 (C) 、 導体パターンが形成され ていない層 (D) および接着剤層 (E) をそれぞれ少なくとも 1層以上有する半導体集 S 回路墓板の接着剤層 (E) を形成する半導体接挠基板用接 剤シートであって、 前記接着 剤シー卜が必須成分として熱可塑性樹脂 (A) およびエポキシ樹脂 (B) をそれぞれ少な
33
差替え用紙 (規則 26) く とも 1種類以上含有し、 前記エポキシ樹脂 (B) 力 下記 ( I ) 、 ( Π) 、 (ΠΙ) およ び (IV) から選ばれた少なくとも 1種のエポキシ樹脂 CB ) を必須成分として含有するこ とを特徴とする半導体接続基板用接着剤シー ト。
( I ) ジシクロペン夕ジェン骨格含有エポキシ樹脂。
(II) テルペン骨格含有エポキシ樹脂
(ΠΙ) ビフエニル骨格含有エポキシ樹脂
(IV) ナフ夕レン骨格含有エポキシ樹脂
1 1. 熱可塑性樹脂 (A) が、 ブタジエンを必須共重合成分とする共重合体 ( a 1 ) であ ることを特徴とする請求項 1 0記載の半導体接続基板用接着剤シ一 卜。
1 2. 熱可塑性樹脂 (A) 力 <、 ブタジエンを必須共重合成分とし、 かつカルボキシル基を 有する共重合体 ( a 2 ) を含むことを特徴とする請求項 1 0記載の半導体接続基板用接着 剤シ一卜。
1 3. 熱可塑性樹脂 (A) が、 炭素数 3 6のジカルボン酸を必須成分として含むポリアミ ド樹脂 (a 3 ) であることを特徴とする請求項 1 0記載の半導体接続基板用接着剤シー卜。
1 4. 熱可塑性樹脂 (A) 、 炭素数 3 6のジカルボン酸を必須成分として含むポリアミ ド樹脂 ( a 3 ) であり、 かつァミ ン価が 1以上 3未満のポリァミ ド樹脂 ( a 4 ) である請 求項 1 0記載の半導体接続基板用接着剤シー ト。
1 5. 接着剤シー トが、 さらにフエノール樹脂 (F) を含むことを特徴とする請求項 1 0 記載の半導体接続基板用接着剤シート。
1 6. 請求項 8~ 1 5のいずれか記載の半導体接続基板用接着剤シー 卜を用いた、 絶縁体 層および導体パターンからなる配線基板層 (C) 、 導体パターンが形成されていない層
(D) および接着剤層 (E) をそれぞれ少なくとも 1層以上有する半導体接続基板。
1 7. 請求項 1 6記載の半導体接続基板を用いた半導体装置。
1 8. 可撓性を有する有機絶縁性フィルム上に、 接着剤層および保護フィルム層を有する 積層体から構成される T A B用接着剤付きテープであつて、 硬化後の前記接着剤層の軟化 温度が、 6 0〜 1 1 0てであり、 かつ 1 3 0て、 8 5 % R Hの環境下で、 直流 1 0 0 V印 加し、 放置した場合の絶縁抵抗低下時間が 5 ()時間以上であることを特徴とする T A B用 接着剤付きテープ。
1 9. 接着剤層が、 加熱硬化後に、 2 5°Cにおける破壊エネルギーが 5 X 1 05Ν π ' 以 上であることを特徴とする請求項 1 8記載の T A Β用接着剤付きテープ。
2 0. 可撓性を有する有機絶縁性フィルム上に、 接着剤層および保護フィルム層を有する 積層体から構成される TAB用接着剤付きテープであって、 接着剤層が、 熱可塑性樹脂 (A) およびエポキシ樹脂 (B) を含有し、 前記エポキシ樹脂 (B) 力、 ド記 ( 〖 ) 、 ( Π) 、 (ΠΠ および (IV) から選ばれた少なくとも 1種のエポキシ樹脂 (B ) を必須成 分として含有することを特徵とする TAB用接着剤付きテープ。
( I ) ジシクロペン夕ジェン骨格含有エポキシ樹脂
( Π ) テルペン骨格含有エポキシ樹脂
(m) ビフヱニル骨格含有エポキシ樹脂
(IV) ナフタレン骨格含有エポキシ樹脂
34 差替 え招紙 (規則 26)
2 1. 熱可塑性樹脂 (A) 力^ 炭素数 3 6のジカルボン酸を必須成分として含むポリアミ ド樹脂 (a ) であることを特徴とする請求項 20記載の TAB用接着剤付きテープ。
2 2. 熱可塑性樹脂 (A) が、 炭素数 3 6のジカルボン酸を必須成分として含むポリアミ ド樹脂 (a であり、 かつアミ ン価が 1以上 3未満のポリアミ ド樹脂 (a' ) である請求 項 2 0記載の T A B用接着剤付きテープ。
2 3. 接着剤層がさらにフエノール樹脂 ( F) を含有することを特徴とする請求項 2 0U 載の T Λ B用接着剤付きテープ。
24. フヱノール樹脂 ( F) が、 該接着剤層の 3 5重量%を越え、 6 0重量%未満のレゾ 一ル型フ Λノール樹脂を含有することを特徴とする請求項 2 3¾載の Τ .\ Β用接着剤付き テープ。
2 5. レゾ一ル型フヱノール樹脂が、 炭素数 5〜 1 2のアルキル基を少なくとも 1個以上 有する 2官能性フヱノール誘導体 ( f 1 ) および 3官能性以上のフヱノール誘導体 ( ί 2 ) をそれぞれ必須成分とし、 かつ、 f l ./ ( f l + f 2 ) = 0. 2〜 ϋ. 8であることを特 徴とする請求項 24記載の TA B用接着剤付きテープ。
2 6. 有機絶縁性フィルムがポリイ ミ ドからなるフィル厶である二とを特徴とする諮-求項 1 8〜 2 5記載の TAB用接着剤付きテープ。
2 7. 請求項 1 8~26のいずれか記載の TAB用接着剤付きテープを用いた半導体接続 用基板。
28.請求項 2 7記載の半導体接続用基板を用いた半導体装置。
2 9. 可撓性を有する有機絶縁性フィルム上に、 接着剤層および保護フィルム屑を有する 積層体から構成されるワイヤーボンディ ング接続用接着剤付きテープであって、 硬化後の 前記接着剤層の軟化温度が、 1 2 0〜2 0 0てであり、 かつ 1 5 0てにおける貯蔵弾性率 E' 力、'、 2 0〜 1 0 0MP a、 さらに 1 3 0て、 8 5 % R Hの環境下で、 直流 1 00 V印 加し、 放置した場合の絶縁抵抗低下時間が 5 0時間以上であることを特徴とするワイヤー ボンディング接続用接着剤付きテープ。
3 0. 接着剤層が、 熱可塑性樹脂 (Λ) およびエポキシ樹脂 ( B) を含有し、 前記熱可塑 性樹脂 (A) とエポキシ樹脂 (B) の 1 Z 1混合物からなるフィルムのヘイズが、 8〜 ! 0であることを特徴とするワイヤ一ボンディ ング接続用接着剤付きテープ。
3 1. 接着剤層が、 熱可塑性樹脂 (A) およびエポキシ樹脂 (B) を含有し、 前記ェポキ シ樹脂 (B) が、 下記 ( 【) 、 ( Π ) および (ΙΠ) から選ばれた少なくとも 1種のェポキ シ樹脂 (B) を必須成分として含有することを特徴とするワイヤ一ボンディ ング接続用接 着剤付きテープ。
( I ) ジシクロペンタジェン骨格含有エポキシ樹脂
(Π ) テルペン骨格含有エポキシ樹脂
(ΠΙ) ビフヱニル骨格含有エポキシ樹脂
3 2. エポキシ樹脂の含有量が、 該接着材層の 1 0重量%以上、 4 0重量 ¾以下であるこ とを特徴とする請求項 3 1記載のワイヤーボンディ ング接続用接着剤付きテープ。
3 3. 熱可塑性樹脂 (Λ) が、 炭素数 3 6のジカルボン酸を必須成分として含むポリアミ ド樹脂 ( a j である二とを特徴とする請求項 3 1記載のワイヤーボンディ ング接続用接着
35 差替え用紙 (規則 26) 剤付きテープ。
34. 熱可塑性樹脂 (A) が、 炭素数 3 6のジカルボン酸を必須成分として含むポリアミ ド樹脂 (a ) であり、 かつアミン価が 1以上 3未満のポリアミ ド樹脂 (a' ) である請求 項 3 1記載のワイヤーボンディ ング接続用接着剤付きテープ。
35. 接着剤層がさらにフエノール樹脂 (F) を含有することを特徴とする請求項 3 1記 載のワイヤーボンディ ング接続用接着剤付きテープ。
3 6. フヱノール樹脂 (F) 力^ 該接着剤層の 35重量 °'όを越え、 6 0重量%未満のレゾ —ル型フヱノール樹脂を含有することを特徴とする請求項 3 5記載のワイヤ一ボンディ ン グ接铳用接着剤付きテープ。
3 7. 有機絶縁性フィルムがポリイミ ドからなるフィルムであることを特徴とする請求項
2 9〜 36記載のワイヤ一ボンディング接较用接着剤付きテープ。
38. 請求項 2 9〜 3 6のいずれか記載のワイヤ一ボンディ ング接続用接着剤付きテープ を用いた半導体接続用基板。
3 9.請求項 3 8記載の半導体接続用基板を用いた半導体装置。
36 差替 え 用紙 (規則 26)
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