WO2014103637A1 - 接着剤、接着フィルム、半導体装置およびその製造方法 - Google Patents

接着剤、接着フィルム、半導体装置およびその製造方法 Download PDF

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    • H01L2224/83948—Thermal treatments, e.g. annealing, controlled cooling
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    • H01L2224/9211—Parallel connecting processes
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    • H05K2201/10—Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
    • H05K2201/10613—Details of electrical connections of non-printed components, e.g. special leads
    • H05K2201/10954—Other details of electrical connections
    • H05K2201/10977—Encapsulated connections
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    • H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/34—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • H05K3/341—Surface mounted components
    • H05K3/3431—Leadless components
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    • H05K3/3489—Composition of fluxes; Methods of application thereof; Other methods of activating the contact surfaces
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Definitions

  • the present invention relates to a case where a semiconductor chip such as an LSI, LED, or laser diode is bonded or directly electrically bonded to a circuit board such as a flexible substrate, a glass epoxy substrate, a glass substrate, a ceramic substrate, or a silicon interposer, or a semiconductor chip
  • a semiconductor chip such as an LSI, LED, or laser diode
  • a circuit board such as a flexible substrate, a glass epoxy substrate, a glass substrate, a ceramic substrate, or a silicon interposer, or a semiconductor chip
  • the present invention relates to an adhesive used when bonding or laminating each other.
  • a flux agent is used when soldering metal electrodes such as semiconductor chips and circuit boards.
  • the main function of the fluxing agent is to clean the solder joints, prevent metal oxidation and increase solder wettability.
  • rosin-based materials are known (for example, Patent Documents 4 and 5).
  • JP 2004-319823 A Japanese Patent No. 3995022 JP 2009-277818 A JP 2001-219294 A JP 2005-059028 A
  • an object of the present invention is to provide an adhesive having excellent storage stability under heating conditions of a heat drying process and a mounting process.
  • the present invention is an adhesive containing (a) polyimide, (b) an epoxy compound, and (c) acid-modified rosin.
  • the adhesive of the present invention is an adhesive containing (a) polyimide, (b) an epoxy compound, and (c) acid-modified rosin.
  • the adhesive of the present invention is excellent in heat resistance and chemical resistance because it contains (a) polyimide.
  • a polyimide contains at least one functional group having a high polarity selected from the group consisting of a phenolic hydroxyl group, a sulfonic acid group and a thiol group in the side chain of the polyimide.
  • the organic solvent solubility of the polyimide and the epoxy resin is promoted during the heat treatment, so that a cured product having an even denser network structure can be obtained. it can.
  • the method for synthesizing such a polyimide is not limited to the following examples.
  • a diamine having a highly polar functional group such as a phenolic hydroxyl group, a sulfonic acid group, and a thiol group and an acid dianhydride are used.
  • the polyimide precursor is synthesized by using a primary monoamine as a terminal blocking agent, followed by a terminal modification of the polyimide precursor, followed by a heat treatment at 150 ° C.
  • the method of performing is mentioned.
  • a diamine having a functional group was added to synthesize a terminal modified polyimide precursor, The method of performing polyimide ring closure at high temperature is mentioned.
  • paintability of the adhesive varnish obtained improves that the (a) polyimide used for this invention is an organic solvent soluble polyimide which melt
  • Solvents include ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclopentanone, cyclohexanone; ether solvents 1,4-dioxane, tetrahydrofuran, diglyme; glycol ether solvents methyl cellosolve, ethyl cellosolve, propylene glycol monomethyl Ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol methyl ethyl ether; and other solvents such as benzyl alcohol, N-methylpyrrolidone, ⁇ -butyrolactone, ethyl acetate, and N, N-dimethylformamide.
  • ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclopentanone, cyclohexanone
  • a preferable example of polyimide has a structure represented by the general formula (2) or the general formula (3), and the structure represented by the general formula (1) is represented by the general formula (2) or the general formula ( The R 4 in 3) is contained in an amount of 5 to 15% by mass based on the total amount of the polymer.
  • the total amount of the polymer (polyimide) obtained by the synthesis of the polyimide here means the mass of the polymer obtained by the polymerization of the constituent components consisting of diamine, acid dianhydride, and terminal blocking agent.
  • the diamine, acid dianhydride, and terminal blocker that were charged excessively during the synthesis and did not become a polymer by polymerization are not included in the mass of the polyimide.
  • R 1 represents a divalent hydrocarbon group, which may be the same or different in one molecule, and may be the same or different in different molecules.
  • R 2 represents a monovalent hydrocarbon group, which may be the same or different in one molecule, and may be the same or different in different molecules.
  • n represents an integer of 1 to 10.
  • R 1 is preferably an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms or a phenylene group.
  • R 2 is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or a phenyl group.
  • N is preferably 1 to 2.
  • R 3 represents a tetra- to 14-valent organic group, which may be the same or different in one molecule, and may be the same or different in different molecules.
  • R 4 represents a divalent to 12-valent organic group, and may be the same or different in one molecule, and may be the same or different in different molecules. Further, at least one of R 3 and R 4 is one or more selected from the group consisting of 1,1,1,3,3,3-hexafluoropropyl group, isopropyl group, ether group, thioether group and SO 2 group An aromatic group containing at least one group.
  • R 5 and R 6 represent one or more groups selected from the group consisting of a phenolic hydroxyl group, a sulfonic acid group, and a thiol group, and may be the same or different in one molecule, and may be the same or different in different molecules. May be.
  • X represents a monovalent organic group.
  • m represents an integer of 8 to 200.
  • the group selected from the group consisting of the 1,1,1,3,3,3-hexafluoropropyl group, isopropyl group, ether group, thioether group and SO 2 group is hereinafter referred to as “specific group”.
  • R 3 represents a structural component of acid dianhydride, and among them, a C 4 to C 14 valent organic group is preferable.
  • R 4 represents a structural component of diamine, and among them, a divalent to 12-valent organic group having 5 to 40 carbon atoms is preferable. Moreover, it is preferable that both R 3 and R 4 contain at least one specific group.
  • R 5 is a substituent of R 3 and is selected from the group consisting of a phenolic hydroxyl group, a sulfonic acid group, and a thiol group.
  • R 5 is derived from a substituent of the acid dianhydride used as a raw material.
  • R 6 is a substituent of R 4 and is selected from the group consisting of a phenolic hydroxyl group, a sulfonic acid group, and a thiol group.
  • R 6 is derived from a substituent of a diamine that is a raw material.
  • the acid dianhydride used will be described.
  • Specific examples of the acid dianhydride having at least one specific group include 2,2-bis (3,4-dicarboxyphenyl) propane dianhydride and 2,2-bis (2,3-di ().
  • the acid dianhydride having at least one specific group and having at least one group selected from the group consisting of a phenolic hydroxyl group, a sulfonic acid group, and a thiol group include the following: Aromatic dianhydrides having the structure shown can be mentioned.
  • R 9 represents C (CF 3 ) 2 , C (CH 3 ) 2 , SO 2 , S or O.
  • R 10 and R 11 represent a hydrogen atom, a hydroxyl group, a thiol group, or a sulfonic acid group. However, R 10 and R 11 are not simultaneously hydrogen atoms.
  • an acid dianhydride having no specific group and having at least one group selected from the group consisting of a phenolic hydroxyl group, a sulfonic acid group, and a thiol group specifically, the fragrance having the structure shown below Mention may be made of dianhydrides.
  • R 7 and R 8 represent a hydrogen atom, a hydroxyl group, a thiol group or a sulfonic acid group. However, R 7 and R 8 are not simultaneously hydrogen atoms.
  • acid dianhydride having no specific group and having no phenolic hydroxyl group, sulfonic acid group or thiol group include pyromellitic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-biphenyl.
  • these acid dianhydrides can be used alone or in combination of two or more.
  • diamine having at least one specific group
  • the diamine having at least one specific group include 3,4'-diaminodiphenyl sulfide, 4,4'-diaminodiphenyl sulfide, 3,4'-diaminodiphenyl ether, 4,4'- Diaminodiphenyl ether, 3,4'-diaminodiphenylsulfone, 4,4'-diaminodiphenylsulfone, bis (4-aminophenoxyphenyl) sulfone, bis (3-aminophenoxyphenyl) sulfone, bis (4-aminophenoxy) biphenyl, Bis ⁇ 4- (4-aminophenoxy) phenyl ⁇ ether, 1,4-bis (4-aminophenoxy) benzene, 1,3-bis (4-aminophenoxy) benzene, 2,2-bis [4- (4 -Aminophenoxy) phenyl] hexaflu
  • diamine having at least one specific group and having at least one group selected from the group consisting of a phenolic hydroxyl group, a sulfonic acid group, and a thiol group include 2,2-bis (3 -Amino-4-hydroxyphenyl) hexafluoropropane, 2,2-bis (3-hydroxy-4-aminophenyl) hexafluoropropane, 2,2-bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) propane, 2, 2-bis (3-hydroxy-4-aminophenyl) propane, 3,3′-diamino-4,4′-dihydroxydiphenyl ether, 3,3′-diamino-4,4′-dihydroxydiphenylsulfone, 3,3 ′ -Diamino-4,4'-dihydroxydiphenyl sulfide or an aromatic ring thereof is an alkyl group or halogen atom In such or substituted compounds, and the like diamines having the structure shown below.
  • R 16 represents C (CF 3 ) 2 , C (CH 3 ) 2 , SO 2 , S or O.
  • R 17 and R 18 represent a hydrogen atom, a hydroxyl group, a thiol group or a sulfonic acid group. However, R 17 and R 18 are not simultaneously hydrogen atoms.
  • diamine having no specific group and having at least one group selected from the group consisting of a phenolic hydroxyl group, a sulfonic acid group and a thiol group include 3,3′-diamino-4,4′- Dihydroxybiphenyl, 2,4-diamino-phenol, 2,5-diaminophenol, 1,4-diamino-2,5-dihydroxybenzene, diaminodihydroxypyrimidine, diaminodihydroxypyridine, hydroxydiaminopyrimidine, 9,9-bis (3 -Amino-4-hydroxyphenyl) fluorene, compounds in which these aromatic rings are substituted with an alkyl group or a halogen atom, and diamines having the structure shown below.
  • R 12 to R 15 represent a hydrogen atom, a hydroxyl group, a thiol group, or a sulfonic acid group. However, R 12 and R 13 are not simultaneously hydrogen atoms.
  • diamine having no specific group and having no phenolic hydroxyl group, sulfonic acid group, or thiol group examples include 3,4'-diaminodiphenylmethane, 4,4'-diaminodiphenylmethane, benzidine, and m-phenylene.
  • the structure represented by the general formula (1) may, for inclusion as R 4 in the general formula (2) and (3), a constituent of a diamine.
  • Examples of the diamine having the structure represented by the general formula (1) include bis (3-aminopropyl) tetramethyldisiloxane and bis (p-amino-phenyl) octamethylpentasiloxane.
  • R 5 and R 6 in the general formulas (2) and (3) By selecting R 5 and R 6 in the general formulas (2) and (3), the reaction rate between the polyimide and the epoxy compound when the adhesive is heat-treated is adjusted, and the crosslinking density of the cured product of the adhesive is adjusted. can do. This makes it possible to impart the required heat resistance and chemical resistance to the cured product of the adhesive.
  • ⁇ and ⁇ each represent an integer of 0 to 10, and ⁇ + ⁇ is in the range of 0 to 10.
  • 20 to 90 mol% of the total of R 5 and R 6 is preferably a group selected from the group consisting of a phenolic hydroxyl group, a sulfonic acid group and a thiol group.
  • X represents a monovalent organic group and is a residue of a primary monoamine that is a terminal blocking agent.
  • the primary monoamine include aliphatic monoamines, alicyclic monoamines, and aromatic monoamines. Of these, aromatic monoamines are preferred from the viewpoint of increasing the heat resistance of polyimide. These may be used alone or in combination of two or more.
  • Specific examples of the primary monoamine include 5-aminoquinoline, 4-aminoquinoline, 3-aminonaphthalene, 2-aminonaphthalene, 1-aminonaphthalene, aniline and the like. Of these, aniline is preferably used.
  • the primary monoamine it is preferable to use one having no other substituent capable of reacting with an epoxy compound.
  • This makes it possible to obtain an organic solvent-soluble polyimide that does not have a substituent that reacts with the epoxy compound at the terminal portion of the polyimide having high molecular mobility. By using this, the reaction between the organic solvent-soluble polyimide and the epoxy compound hardly proceeds at room temperature, and the storage stability of the adhesive can be improved.
  • the introduction ratio of the X component of the general formulas (2) and (3) is 0 with respect to 100 moles of all diamine residues contained in the polyimide when converted with the primary monoamine component of the terminal blocker which is the original component.
  • the range of 1 to 60 mol is preferable, and the range of 5 to 50 mol is particularly preferable.
  • m represents the number of polymer repetitions and represents an integer of 8 to 200. Preferably, it is an integer of 10 to 150.
  • the weight average molecular weight measured by gel filtration chromatography is preferably 4000 to 80000, particularly preferably 8000 to 60000, in terms of polystyrene.
  • the weight average molecular weight in terms of polystyrene is calculated with a GPC apparatus Waters 2690 (manufactured by Waters Co., Ltd.) using a polyimide solution having a solid content concentration of 0.1 mass% obtained by dissolving polyimide in N-methylpyrrolidone (NMP).
  • GPC measurement conditions are such that the moving bed is NMP in which LiCl and phosphoric acid are dissolved at a concentration of 0.05 mol / L, and the development rate is 0.4 ml / min.
  • Detector Waters 996 System controller: Waters 2690 Column oven: Waters HTR-B Thermo Controller: Waters TCM Column: TOSOH guard column Column: TOSOH TSK-GEL ⁇ -4000 Column: TOSOH TSK-GEL ⁇ -2500 and the like.
  • the (a) polyimide used in the present invention may be only one having a structure represented by the general formulas (2) and (3), or a structure represented by the general formulas (2) and (3). In addition, it may be a copolymer having another structure as a copolymerization component or a mixture thereof. Furthermore, in addition to these polyimides, polyimides having other structures may be mixed. In that case, it is preferable that the polyimide which has a structure represented by General formula (2) and (3) is contained 50 mol% or more with respect to all the polyimides.
  • the type and amount of the structure used for copolymerization or mixing are preferably selected within a range that does not impair the heat resistance of the heat resistant resin obtained by heat treatment.
  • (A) Polyimide replaces part of the diamine with a terminal blocking agent that is a monoamine, or part of the acid dianhydride is a monocarboxylic acid, an acid anhydride, a monoacid chloride compound, or a monoactive ester compound. It replaces with a certain terminal blocker and synthesize
  • a method of reacting a tetracarboxylic dianhydride and a diamine compound (partially replaced with a terminal blocking agent, which is a monoamine) at a low temperature a tetracarboxylic dianhydride (a part of an acid anhydride or a monoacid at a low temperature)
  • a method of reacting a chloride compound or a mono-active ester compound with a terminal blocking agent) and a diamine compound, a diester is obtained by reaction of tetracarboxylic dianhydride and an alcohol, and then a diamine (a part of which is a monoamine)
  • a method of reacting in the presence of a condensing agent and a reaction with tetracarboxylic dianhydride and an alcohol to obtain a diester, and then converting the remaining dicarboxylic acid into an acid chloride to obtain a diamine (partially with a monoamine).
  • a polyimide precursor is obtained by utilizing a
  • the structure of the general formula (1) introduced into the polymer and the structure derived from the end capping agent can be easily detected and quantified by the following method.
  • the polymer in which the structure of the general formula (1) and the end-capping agent are introduced is dissolved in an acidic solution or a basic solution, and then decomposed into a diamine component and an acid anhydride component which are constituent units of the polymer.
  • GC gas chromatography
  • NMR nuclear magnetic resonance
  • the structure of the general formula (1) is also used by directly measuring the pyrolysis gas chromatograph (PGC), infrared spectrum and 13 CNMR spectrum of the polyimide into which the end-capping agent is introduced. It is possible to easily detect and quantify the end-capping agent present.
  • PPC pyrolysis gas chromatograph
  • the content of (a) polyimide in the adhesive is preferably 15 to 90 parts by mass with respect to 100 parts by mass of (b) epoxy compound, and is 30 for reacting with the epoxy compound to form a dense network structure. More preferably, it is ⁇ 70 parts by mass.
  • the adhesive of the present invention contains (b) an epoxy compound.
  • (B) The epoxy compound reacts with (c) the acid-modified rosin or the polyimide side chain phenolic hydroxyl group, sulfonic acid group or thiol group to form a cured product having a high-density network structure.
  • epoxy compounds are generally cured by a ring-opening reaction that does not cause shrinkage, shrinkage during curing of the adhesive can be reduced.
  • As the epoxy compound those having two or more epoxy groups or those having an epoxy equivalent of 100 to 500 are preferable. By setting the epoxy equivalent to 100 or more, the toughness of the cured adhesive can be increased. By setting the epoxy equivalent to 500 or less, the cured adhesive can have a high-density network structure, and the cured adhesive can be made highly insulating.
  • the (b) epoxy compound contains both a liquid epoxy compound and a solid epoxy compound, and the content ratio of the liquid epoxy compound is preferably 20% by mass or more and 70% by mass or less based on the total amount of the epoxy compound. More preferably, it is 30 mass% or more and 60 mass% or less.
  • the adhesive contains the liquid epoxy compound in an amount within this range, it can have appropriate plasticity and flexibility as an adhesive for semiconductors.
  • the liquid epoxy compound shows a viscosity of 150 Pa ⁇ s or less at 25 ° C. and 1.013 ⁇ 10 5 N / m 2
  • the solid epoxy compound shows a viscosity exceeding 150 Pa ⁇ s at 25 ° C. Is.
  • the liquid epoxy compound include JER (registered trademark) 828, JER (registered trademark) 1750, JER (registered trademark) 152, JER (registered trademark) 630, YL980 (trade name, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), Epicron. (Registered trademark) HP-4032 (trade name, manufactured by DIC Corporation) and the like are exemplified, but not limited thereto. Moreover, you may use combining these 2 or more types.
  • solid epoxy compound examples include JER (registered trademark) 1002, JER (registered trademark) 1001, YX4000H, JER (registered trademark) 4004P, JER (registered trademark) 5050, JER (registered trademark) 154, JER (registered trademark).
  • the adhesive of the present invention contains (c) acid-modified rosin.
  • Acid-modified rosins are raw rosins such as gum rosin, wood rosin, tall oil rosin, and unsaturated carboxylic acids such as (meth) acrylic acid, (anhydrous) maleic acid, fumaric acid, (anhydrous) citraconic acid, (anhydrous) itaconic acid, etc. Is obtained by Diels-Alder reaction (addition reaction).
  • the raw material rosin is preferably purified by distillation, recrystallization, extraction, etc. to remove impurities such as metals and improve the resin color tone.
  • the acid-modified rosin can be converted to an acid-modified rosin having a transparent color tone by hydrogenation. Examples of such acid-modified rosin include Pine Crystal (registered trademark) KE-604, Pine Crystal (registered trademark) KR-120, Marquide (registered trademark) No. 33 (above trade name, Arak
  • the acid-modified rosins have two or more carboxyl groups.
  • the acid-modified rosin is excellent in compatibility with (a) an organic solvent-soluble polyimide and (b) an epoxy compound. Moreover, it can react with an epoxy compound to form a network structure with high density.
  • the acid-modified rosin has a bulky structure of rosin itself and a bulky cyclohexane ring generated by acid modification, which sterically hinders the reaction of the epoxy group to the carboxyl group, and heat-drys the adhesive. It is thought that the stability in the heating conditions of the processing and mounting process is enhanced.
  • a temperature of 200 ° C. to 250 ° C. which is the curing temperature of the adhesive, the molecular mobility of the acid-modified rosin increases, the reaction with the epoxy compound proceeds quickly, and the curing of the adhesive is completed in a short time. can do.
  • the content of (c) acid-modified rosin in the adhesive is preferably 5 parts by mass or more and 30 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of (b) epoxy compound. By setting the content of the acid-modified rosin within this range, the adhesive can be cured and the adhesive can be cured in a short time.
  • content of acid-modified rosin 20 mass parts or less are more preferable with respect to 100 mass parts of (b) epoxy compounds. The content is more preferably 10 parts by mass or more.
  • the use of acid-modified rosin also has an effect of improving the adhesiveness with a metal material such as an electrode and imparting a flux function to the adhesive. That is, by electrically connecting the circuit members using the adhesive of the present invention, the joint is cleaned, and resin or inorganic particles that are components of the adhesive are mixed between the circuit members of the joint. It can prevent and improve the wettability of the solder.
  • the acid-modified rosin is effective for both improving adhesiveness and improving the reliability of electrical connection.
  • the acid group of the acid-modified rosin reacts with the epoxy compound during the curing reaction and is consumed, and the acid-modified rosin has a bulky structure. Corrosion of metal parts such as electrodes can be prevented.
  • latent curing agents other than acid-modified rosin may be used in combination.
  • the basic latent curing agent exhibits an interaction force with the acid-modified rosin, the potential can be further increased.
  • an imidazole-based latent curing agent can be preferably used.
  • the adhesive of the present invention may further contain (d) inorganic particles.
  • D As the material of the inorganic particles, silica, alumina, titania, silicon nitride, boron nitride, aluminum nitride, iron oxide, glass and other metal oxides, metal nitrides, metal carbonates, barium sulfate and other metal sulfates Etc. can be used alone or in admixture of two or more.
  • silica and alumina can be preferably used in terms of low thermal expansion, heat dissipation, low moisture absorption, and dispersion stability in the adhesive.
  • the content of the inorganic particles (d) in the adhesive is preferably 30 to 80% by mass and more preferably 50 to 70% by mass with respect to the total amount of the components (a) to (d) described above. .
  • (D) When the content of the inorganic particles is 30 to 80% by mass, unevenness in thickness due to flow deformation is less likely to occur when the adhesive is heated and dried, and this is accompanied by production using this adhesive.
  • the connection reliability of the semiconductor device thus improved is further improved. In particular, the connection reliability can be further maintained in the case where a process requiring stronger durability such as a moisture absorption reflow process and a thermal cycle process is performed.
  • the dispersibility of the inorganic particles in the adhesive becomes more sufficient, and the aggregation of the inorganic particles is reduced.
  • problems such as cracking of the adhesive sheet and falling off from the releasable plastic film are less likely to occur.
  • the shape of the inorganic particles may be spherical, crushed, non-spherical, such as flaky, but can be preferably used because the spherical inorganic particles are easily dispersed uniformly in the adhesive.
  • the average particle diameter of the spherical inorganic particles is preferably 3 ⁇ m or less. More preferably, the average particle size is 10 nm or more and 1 ⁇ m or less. When the average particle diameter is 10 nm or more, dispersibility is further improved, and the adhesive can be filled at a higher concentration.
  • the surface area of the inorganic particles becomes sufficiently large, so that the interaction between (d) the inorganic particles, the above components (a) to (c), and the components mixed as necessary The force becomes sufficiently large and is less likely to flow and deform when heated and dried.
  • the particle size of the inorganic particles is preferably 100 nm or less, and more preferably 60 nm or less.
  • the particle size of the inorganic particles is preferably 100 nm or less, and more preferably 60 nm or less.
  • the average particle size of the inorganic particles indicates the particle size when the inorganic particles are present alone, and indicates the most frequent particle size.
  • the particle diameter of an inorganic particle represents the diameter when the shape of the inorganic particle is spherical, and represents the maximum length of the shape when the shape is elliptical or flat. Furthermore, in the case of rod shape or fiber shape, it represents the maximum length in the longitudinal direction.
  • SEM scanning electron microscope
  • the adhesive of the present invention may further contain a thermoplastic resin for the purpose of reducing the stress of the cured film.
  • thermoplastic resin include phenoxy resin, polyester, polyurethane, polyamide, polypropylene, acrylonitrile-butadiene copolymer (NBR), styrene-butadiene copolymer, (SBR), acrylonitrile-butadiene-methacrylic acid copolymer, Examples include, but are not limited to, acrylonitrile-butadiene-acrylic acid copolymers.
  • an ion scavenger, a surfactant, a silane coupling agent, an organic dye, an inorganic pigment and the like may be contained.
  • the adhesive of the present invention may be used as a varnish by mixing each constituent material in a solvent.
  • the adhesive may be formed into a sheet and used as an adhesive film. Examples of the method of forming the adhesive into a sheet include a method of removing the solvent after applying the adhesive varnish on the peelable substrate.
  • Solvents include ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclopentanone, cyclohexanone; ether solvents 1,4-dioxane, tetrahydrofuran, diglyme; glycol ether solvents methyl cellosolve, ethyl cellosolve, propylene glycol monomethyl Ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol methyl ethyl ether; other benzyl alcohol, N-methylpyrrolidone, ⁇ -butyrolactone, ethyl acetate, N, N-dimethylformamide, etc. It can be used, but is not limited to these.
  • the peelable substrate polypropylene film, polyethylene terephthalate film, polyethylene naphthalate film, polyester film, polyvinyl chloride film, polycarbonate film, polyimide film, polytetrafluoroethylene film and other fluororesin films, polyphenylene sulfide film, polypropylene film , Polyethylene film and the like, but are not limited thereto.
  • the release substrate may be subjected to a release treatment with a silicone release agent, a long-chain alkyl release agent, a fluorine release agent, an aliphatic amide release agent, or the like.
  • the thickness of the peelable substrate is not particularly limited, but usually 5 to 75 ⁇ m is preferable.
  • the thickness of the peelable substrate is preferably equal to or greater than the thickness of the adhesive.
  • another peelable substrate may be laminated on the surface opposite to the surface having the releasable substrate of the adhesive film to form an adhesive film sandwiched between the peelable substrates.
  • the material and thickness of another peelable substrate the same materials as described above can be used. Both peelable substrates may be the same.
  • the difference in adhesive strength is preferably 5 N / m or more, and more preferably 47 N / m or less.
  • the adhesive in which each constituent material is mixed in a solvent to form a varnish can be applied to a semiconductor wafer, a circuit board or the like and removed from the solvent.
  • the minimum melt viscosity of the adhesive of the present invention is preferably in the range of 100 Pa ⁇ s to 10000 Pa ⁇ s.
  • a more preferable range of the minimum melt viscosity is 600 Pa ⁇ s or more and 5000 Pa ⁇ s or less.
  • the minimum melt viscosity of the adhesive is measured using a dynamic viscoelasticity measuring device, for example, for a sample having a diameter of 15 mm and a thickness of 0.8 mm, a heating rate of 2 ° C./min, a measurement frequency of 1 Hz, and a measurement. It can be measured at a strain of 9% and a measurement temperature range of 0 ° C to 150 ° C. As the measurement temperature increases from 0 ° C., the viscosity of the adhesive decreases. However, when the temperature exceeds a certain value, the viscosity of the adhesive starts to increase due to the curing reaction. The minimum value of the viscosity at this time is defined as the minimum melt viscosity.
  • the adhesive of the present invention preferably has a minimum melt viscosity of 100 to 10,000 Pa ⁇ s after storage for 1 month in an environment of 23 ° C. and 55% RH.
  • a minimum melt viscosity 100 to 10,000 Pa ⁇ s after storage for 1 month in an environment of 23 ° C. and 55% RH.
  • acid-modified rosin is used as a curing agent for the adhesive.
  • This acid-modified rosin has a bulky cyclohexane ring generated by acid modification in addition to having a bulky structure, which sterically hinders the reaction of the epoxy group to the carboxyl group. Therefore, the minimum melt viscosity after storage under the above conditions can be controlled within the range of 100 to 10,000 Pa ⁇ s.
  • the adhesive of the present invention can be suitably used as an adhesive for semiconductors for bonding or fixing circuit members such as semiconductor elements, circuit boards and metal wiring materials used in semiconductor devices, and sealing semiconductor elements. it can.
  • the semiconductor device of the present invention includes a cured product of the adhesive or a cured product of the adhesive film.
  • the semiconductor device in the present invention refers to all devices that can function by utilizing the characteristics of semiconductor elements.
  • a semiconductor device includes a semiconductor element connected to a substrate, a semiconductor element or substrates connected to each other, an electro-optical device, a semiconductor circuit substrate, and an electronic device.
  • the adhesive or the adhesive film is interposed between the first circuit member and the second circuit member, and the first circuit member and the second circuit are heated and pressed. These circuit members are electrically connected.
  • a first circuit member having a first connection terminal and a second circuit member having a second connection terminal are prepared.
  • a circuit member a chip component such as a semiconductor chip, a resistor chip, a capacitor chip, a semiconductor chip or silicon interposer having a TSV (through silicon via) electrode, a glass epoxy circuit board, a film circuit board, a glass board, Examples thereof include a substrate such as a glass interposer with a through electrode.
  • connection terminals include plating bumps made of gold, copper, etc., copper pillar bumps with solder caps in which solder is formed in a hemispherical shape at the tip of the copper pillar, bump electrodes such as stud bumps, solder balls, pad electrodes, etc. It is done. Further, the through electrode may be formed on the first circuit member and / or the second circuit member, and the connection terminal may be formed on one side and / or both sides of the member.
  • the first circuit member and the second circuit member are arranged so that the first connection terminal and the second connection terminal face each other.
  • the adhesive of the present invention is interposed between the first connection terminal and the second connection terminal that are arranged to face each other. And a 1st circuit member and a 2nd circuit member are heat-pressed, and the 1st connection terminal and 2nd connection terminal which were arrange
  • the first circuit member and the second circuit member are firmly electrically connected, and the adhesive is cured, so that the first circuit member and the second circuit member are physically connected. Fixed to.
  • the adhesive may be previously applied only to the surface on the connection terminal side of one of the circuit members, or may be applied to both surfaces on the connection terminal side of the first and second circuit members. Good.
  • a semiconductor chip having a first circuit member and a bump is used, and a circuit board or a semiconductor chip having a wiring pattern is used as the second circuit member, both of which are interposed via the adhesive film of the present invention.
  • a method for manufacturing a semiconductor device by connecting the first and second circuit members with an adhesive will be described.
  • the adhesive film is attached to a circuit board or semiconductor chip on which a wiring pattern is formed, which is a second circuit member.
  • the adhesive film may be attached to the wiring pattern surface of the circuit board on which the wiring pattern is formed or the bump forming surface of the semiconductor chip after cutting out to a predetermined size.
  • the semiconductor wafer may be diced into individual pieces, thereby producing a semiconductor chip to which the adhesive film is attached.
  • the semiconductor chip as the first circuit member is arranged so that the bump of the first circuit member and the wiring pattern of the second circuit member face each other, and both are heated and pressed using a bonding apparatus.
  • the heating and pressing conditions are not particularly limited as long as electrical connection can be obtained satisfactorily.
  • the temperature is 100 ° C. or more
  • the pressure is 1 mN / bump or more
  • the time is 0. • Heating and pressing for 1 second or more is necessary.
  • the temperature is 120 ° C. to 300 ° C., more preferably 150 ° C.
  • the bonding conditions are set to 60 seconds or shorter, more preferably 2 seconds to 30 seconds.
  • the bump on the semiconductor chip and the wiring pattern on the circuit board are brought into contact with each other by heating and pressing at a temperature of 50 ° C. or more, a pressure of 1 mN / bump or more, and a time of 0.1 second or more. Bonding may be performed under the above conditions. If necessary, the circuit board with a semiconductor chip may be heated at a temperature of 50 ° C. or higher and 200 ° C. or lower for 10 seconds to 24 hours after bonding.
  • the adhesive of the present invention includes a die attach film, a dicing die attach film, a lead frame fixing tape, a heat sink, a reinforcing plate, an adhesive for a shielding material, an adhesive resin material for producing a solder resist, etc. Can be used as
  • circuit boards or semiconductor chips to which semiconductor adhesives and semiconductor adhesives are attached are preferably stored at room temperature of 30 days or more as a storage period until curing. It is required to be allowed to stand, and more preferably to be allowed to stand at room temperature for 60 days or longer.
  • the adhesive of the present invention it can be stored for 60 days or more even at room temperature, there is no foaming at the time of bonding, initial conduction can be obtained by short-time heating and pressurization, and -40 ° C to 125 ° C after moisture absorption reflow.
  • it is possible to obtain a semiconductor device excellent in connection reliability that can be conducted even in the thermal shock test.
  • Synthesis Example 1 Synthesis of Polyimide A Under a dry nitrogen stream, 4.82 g (0.0165 mol) of 1,3-bis (3-aminophenoxy) benzene (hereinafter referred to as APB-N), 3,3′-diamino- 4,8'-dihydroxydiphenylsulfone (hereinafter referred to as ABPS) 3.08 g (0.011 mol), 1,3-bis (3-aminopropyl) tetramethyldisiloxane (hereinafter referred to as SiDA) 4.97 g (0.02 mol) and 0.55 g (0.005 mol) of 3-aminophenol as an end-capping agent were dissolved in 130 g of N-methylpyrrolidone (hereinafter referred to as NMP).
  • NMP N-methylpyrrolidone
  • BSAA 2,2-bis ⁇ 4- (3,4-dicarboxyphenoxy) phenyl ⁇ propane dianhydride
  • Synthesis Example 2 Synthesis of Polyimide B APB-N 4.82 g (0.0165 mol), ABPS 3.08 g (0.011 mol), SiDA 4.97 g (0.02 mol), and terminal under a dry nitrogen stream
  • 0.47 g (0.005 mol) of aniline was dissolved in 130 g of NMP.
  • 26.02 g (0.05 mol) of BSAA was added together with 20 g of NMP, reacted at 25 ° C. for 1 hour, and then stirred at 50 ° C. for 4 hours. Then, it stirred at 180 degreeC for 5 hours.
  • Synthesis Example 3 Synthesis of Polyimide C 24.54 g (0.067 mol) of 2,2-bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) hexafluoropropane (hereinafter referred to as BAHF) and 4.97 g of SiDA under a dry nitrogen stream (0.02 mol) and 1.86 g (0.02 mol) of aniline as an end-capping agent were dissolved in 80 g of NMP.
  • BAHF 2,2-bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) hexafluoropropane
  • ODPA bis (3,4-dicarboxyphenyl) ether dianhydride
  • polyimide C having a phenolic hydroxyl group in the side chain and containing 7.5% by mass of the structure represented by the general formula (1) was obtained. 6 g of tetrahydrofuran was added to 4 g of polyimide C, and the mixture was stirred at 23 ° C. and dissolved.
  • Synthesis Example 4 Synthesis of Polyimide D Under a dry nitrogen stream, APB-N 8.03 g (0.0275 mol), SiDA 4.97 g (0.02 mol), and 0.47 g (0.0. 005 mol) was dissolved in 130 g of NMP. To this, 26.02 g (0.05 mol) of BSAA was added together with 20 g of NMP, reacted at 25 ° C. for 1 hour, and then stirred at 50 ° C. for 4 hours. Then, it stirred at 180 degreeC for 5 hours. After completion of the stirring, the solution was poured into 3 L of water, filtered to collect a precipitate, washed with water three times, and then dried at 80 ° C. for 20 hours using a vacuum dryer.
  • Acid-modified rosin KE-604 (trade name, acid value 240 (KOH mg / g), softening point 130 ° C., color tone 150 hazen, acrylic-modified rosin, manufactured by Arakawa Chemical Industries, Ltd.).
  • KR-120 (trade name, acid value 320 (KOHmg / g), softening point 120 ° C., color tone 150 Hazen, manufactured by Arakawa Chemical Industries, Ltd.).
  • C ′ Other latent curing agent Liquid epoxy compound contained in Novacure (registered trademark) HXA-3941HP (trade name, manufactured by Asahi Kasei E-Materials Co., Ltd.).
  • the amount described in parentheses indicates the mass part as a microcapsule.
  • D Inorganic particles SO-E2 (trade name, manufactured by Admatechs Co., Ltd., spherical silica particles, average particle size 0.5 ⁇ m)
  • F Solvent: methyl isobutyl ketone (hereinafter referred to as MIBK)
  • G Rosin KR-85 (trade name, acid value 175 (KOHmg / g), softening point 85 ° C., color tone 60 Hazen, manufactured by Arakawa Chemical Industries).
  • Examples 1 to 30 and Comparative Examples 1 to 8 (1) Method for Producing Adhesive Film Components (a) to (f) shown in Tables 1 to 4 were mixed in the composition ratios shown in the table to produce an adhesive varnish. Using a slit die coater (coating machine), the prepared adhesive varnish is a surface treated surface of a 50 ⁇ m thick polyester terephthalate film (trade name, Therapy (registered trademark) HP2 (U)) that is a peelable substrate. And dried at 80 ° C. for 10 minutes.
  • a ⁇ m thick polyester terephthalate film trade name, Therapy (registered trademark) HP2 (U)
  • the sheet material is slit to a width of 7.5 mm using a film slitter and wound on a reel having an outer diameter of 5.0 cm so that the peelable substrate HP2 (U) is on the outside,
  • the wound body of the adhesive film which has a peelable base material was obtained.
  • the obtained wound body was immediately subjected to the steps after (2), and after being stored for 1 month and 3 months in an environment of 23 ° C. and 55% RH, the steps after (2) were performed. In terms of things, the rolls with different storage conditions were evaluated.
  • a semiconductor chip (with bump electrodes consisting of copper 30 ⁇ m + lead-free solder 15 ⁇ m, 448 bumps / chip, pitch 60 ⁇ m, peripheral arrangement, 7.5 mm square chip) is fixed to a bonding stage heated to 80 ° C., temperature 80 ° C., pressure After temporary pressure bonding to the circuit board with adhesive under the conditions of 15 N / chip and time of 5 seconds, the main pressure bonding was performed at a temperature of 250 ° C. and a pressure of 200 N / chip for 10 seconds. When bonding at one location was completed, the semiconductor chip was bonded to all 300 locations by repeatedly performing the next bonding. The time taken from the start to the end of bonding was 60 minutes.
  • circuit boards with semiconductors were produced by dividing the circuit board after bonding with a board cutting device.
  • the obtained circuit board with a semiconductor constitutes a daisy chain by connecting the semiconductor chip and the circuit board.
  • a liquid crystal panel semiconductor device
  • a display test was performed on 300 liquid crystal panels, and 99.5% or more of the liquid crystal panels that passed the test was A, 95.0% to less than 99.5% was B, and less than 95.0% was C. The results are shown in Tables 1 to 4 (before reliability test).
  • step (1) Measurement of adhesive melt viscosity after standing at 23 ° C., 55% RH, 1 month and 3 months
  • each was stored for 1 month and 3 months in an environment of 23 ° C. and 55% RH.
  • the melt viscosity was measured under the following conditions. When the minimum melt viscosity was 100 Pa ⁇ s or more and 10,000 Pa ⁇ s or less, it was evaluated as A, and the others were evaluated as C.
  • Dynamic viscoelasticity measuring device MCR-302 (manufactured by Anton Paar Japan Co., Ltd.), Sample dimensions: 15mm diameter, 0.8mm thickness Temperature increase rate: 2 ° C / min, Measurement frequency: 1Hz, Measurement strain: 9% Measurement temperature range 0 ° C to 150 ° C.
  • Examples 31 to 46 and Comparative Examples 9 to 12 An adhesive was prepared and evaluated in the same manner as in Examples 8 to 14, 22 to 30 and Comparative Examples 3, 4, 7, and 8 except that the organic solvent soluble polyimide B was changed to the organic solvent soluble polyimide C. Results similar to the evaluation results of the liquid crystal display tests of Examples 8 to 14, 22 to 30 and Comparative Examples 3, 4, 7, and 8 were obtained.
  • Examples 47-76 A semiconductor adhesive was prepared and evaluated in the same manner as in Examples 1 to 30 except that the acid-modified rosin KE-604 as the latent curing agent was changed to the acid-modified rosin KR-120. The same result as the evaluation result of the liquid crystal display test was obtained.
  • Examples 77 to 83 and Comparative Examples 13 and 14 The components (a) to (f) shown in Table 5 were prepared so as to have the mixing ratio shown in Table 5, and an adhesive was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1. Evaluation results were obtained.
  • the adhesive of the present invention can be used as an adhesive used for bonding an electronic component or a heat sink used for a personal computer or a portable terminal and a printed board or a flexible board, and bonding between boards. Furthermore, it can be suitably used as an adhesive for semiconductors used when a semiconductor chip such as an LSI, LED, or laser diode is bonded or directly electrically bonded to a circuit board such as a flexible board, a glass epoxy board, a glass board, or a ceramic board. is there.

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Abstract

　本発明は、半導体チップを回路基板等に実装する際に用いられる接着剤に関するものであり、本発明が解決しようとする課題は、保存安定性と接続信頼性の両方の特性に優れた接着剤を提供することであり、上記課題を解決するための手段は、（ａ）ポリイミド、（ｂ）エポキシ化合物および（ｃ）酸変性ロジンを含有する接着剤である。

Description

接着剤、接着フィルム、半導体装置およびその製造方法
　本発明は、ＬＳＩ、ＬＥＤ、レーザーダイオード等の半導体チップを、フレキシブル基板、ガラスエポキシ基板、ガラス基板、セラミックス基板、シリコンインターポーザーなどの回路基板に接着もしくは直接電気的接合する際、または、半導体チップ同士を接合もしくは積層する際に用いられる接着剤等に関する。
　近年、半導体装置の小型化と高密度化に伴い、半導体チップを回路基板に実装する方法としてフリップチップ実装が注目され、急速に広まってきている。フリップチップ実装においては、接合部分の接続信頼性を確保するための方法として、半導体チップ上に形成されたバンプ電極と回路基板のパッド電極の間にエポキシ樹脂系接着剤を介在させることが一般的な方法として採られている。なかでも、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂および無機粒子を含有する接着剤は、ポリイミド樹脂の耐熱性と絶縁特性、エポキシ樹脂の接着性と耐水性、および無機粒子の低吸水性と低熱線膨張性を利用し、電気、電子、建築、自動車、航空機等の各種用途に多用されつつある（例えば、特許文献１～３参照）。
　また、半導体チップおよび回路基板等の金属電極をハンダ接合する際に、フラックス剤が用いられる。フラックス剤の主な機能は、ハンダ接合部を清浄にし、金属の酸化を防ぎ、かつハンダの濡れ性を高めることにある。フラックス剤としては、ロジン系材料が知られている（例えば、特許文献４、５）。
特開２００４－３１９８２３号公報 特許３９９５０２２号公報 特開２００９－２７７８１８号公報 特開２００１－２１９２９４号公報 特開２００５－０５９０２８号公報
　フリップチップ実装において、従来の接着剤は、吸湿した水分を除去するための加熱や半導体チップ実装プロセス中の加熱により徐々に硬化反応が進行し、半導体チップのバンプ電極が接着剤を貫通しにくくなることから、電気的な接続が不安定になったり、気泡を巻き込んだりして接続信頼性が悪くなる場合があった。また、前記の加熱により接着剤が流動し、厚みにムラが生じてしまい、接続信頼性が悪くなる場合があった。さらに、従来の接着剤を用いて作製した半導体装置には、吸湿リフロー処理およびサーマルサイクル処理のような、より強い耐久性が必要とされる処理を行った場合に十分な接続信頼性を保つことが困難である場合があるという課題もあった。
　本発明は、これらの課題を解決すべく、熱乾燥処理および実装プロセスの加熱条件における保存性に優れた接着剤を提供することを目的とする。
　本発明は、（ａ）ポリイミド、（ｂ）エポキシ化合物および（ｃ）酸変性ロジンを含有する接着剤である。
　本発明によれば、熱乾燥処理および実装プロセス中の加熱処理に対する安定性に優れた接着剤が得られる。
　本発明の接着剤は、（ａ）ポリイミド、（ｂ）エポキシ化合物および（ｃ）酸変性ロジンを含有する接着剤である。
　本発明の接着剤は、（ａ）ポリイミドを含有しているので、耐熱性および耐薬品性に優れている。特に、ポリイミドの側鎖に、フェノール性水酸基、スルホン酸基およびチオール基からなる群より選ばれる高い極性を持つ官能基を少なくとも一つ有するものを用いることで、ポリイミドの有機溶剤可溶性およびエポキシ樹脂との相溶性が向上し、さらに熱処理時にエポキシ化合物の開環反応、および他の有機溶剤可溶性ポリイミドへの付加反応が促進されることによって、より一層密度の高い網目構造を有する硬化物を得ることができる。このようなポリイミドの合成方法としては、以下の例に限られるものではないが、例えば、まず、フェノール性水酸基、スルホン酸基、チオール基などの高い極性を持つ官能基を有するジアミンと酸二無水物を反応させてポリイミド前駆体を合成し、次に、末端封止剤として一級モノアミンを用いて、このポリイミド前駆体の末端修飾を行い、続いて、１５０℃以上の熱処理を行い、ポリイミド閉環を行う方法が挙げられる。これ以外には、先に酸二無水物に末端封止剤として一級モノアミンを反応させた後、官能基を有するジアミンを添加して末端修飾されたポリイミド前駆体を合成し、さらに１５０℃以上の高温でポリイミド閉環を行う方法が挙げられる。
　なお、本発明に用いられる（ａ）ポリイミドは、以下より選ばれる少なくとも１種の溶剤に２３℃で２０質量％以上溶解する有機溶剤可溶性ポリイミドであると、得られる接着剤ワニスの塗布性が高まるので望ましい。溶剤としては、ケトン系溶剤のアセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン；エーテル系溶剤の１，４－ジオキサン、テトラヒドロフラン、ジグライム；グリコールエーテル系溶剤のメチルセロソルブ、エチルセロソルブ、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル；その他の溶剤のベンジルアルコール、Ｎ－メチルピロリドン、γ－ブチロラクトン、酢酸エチル、Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミドが挙げられる。
　（ａ）ポリイミドの好ましい一例は、一般式（２）または一般式（３）で表される構造を有し、かつ一般式（１）で表される構造を一般式（２）または一般式（３）中のＲ４として、ポリマー全量に対し５～１５質量％含有するものである。一般式（１）で表される構造の含有量を５質量％以上とすることで、ポリイミドに有機溶剤への可溶性および適度な柔軟性を付与することができる。該含有量を、１５質量％以下とすることで、ポリイミドの剛直性を維持し、かつ耐熱性および絶縁性を担保することができる。
　なお、ここでのポリイミドの合成により得られるポリマー（ポリイミド）の全量とは、ジアミンと酸二無水物および末端封止剤からなる構成成分の重合により得られたポリマーの質量のことである。該合成時に過剰に仕込まれ、重合によりポリマーにならなかったジアミン、酸二無水物および末端封止剤は、ポリイミドの質量に含まない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
　式中、Ｒ１は２価の炭化水素基を示し、１分子内で同一でも異なっていてもよく、また異なる分子において同一でも異なっていてもよい。Ｒ２は１価の炭化水素基を示し、１分子内で同一でも異なっていてもよく、また異なる分子において同一でも異なっていてもよい。ｎは１～１０の整数を示す。
　Ｒ１は、好ましくは炭素数１～５のアルキレン基またはフェニレン基である。Ｒ２は、好ましくは炭素数１～５のアルキル基またはフェニル基である。またｎは好ましくは１～２である。ｎを１以上とすることで硬化時の接着剤の収縮を抑えることができる。ｎを１０以下とすることでポリイミド骨格中のイミド基含有率を低減させず、接着剤の絶縁性および耐熱性を向上することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
　式中、Ｒ３は、４～１４価の有機基を示し、１分子内で同一でも異なっていてもよく、また異なる分子において同一でも異なっていてもよい。また、Ｒ４は、２～１２価の有機基を示し、１分子内で同一でも異なっていてもよく、また異なる分子において同一でも異なっていてもよい。また、Ｒ３およびＲ４の少なくとも一つは１，１，１，３，３，３－ヘキサフルオロプロピル基、イソプロピル基、エーテル基、チオエーテル基およびＳＯ２基からなる群より選ばれる１以上の基を少なくとも一つ含有する芳香族基である。Ｒ５およびＲ６は、フェノール性水酸基、スルホン酸基およびチオール基からなる群より選ばれる１以上の基を示し、１分子内で同一でも異なっていてもよく、また異なる分子において同一でも異なっていてもよい。Ｘは、１価の有機基を示す。ｍは８～２００の整数を示す。αおよびβは、それぞれ０～１０の整数を示し、かつ、α＋βは０～１０の範囲である。ただし、式中の繰り返し単位において、繰り返し数ｍのうち、２０～９０モル％の繰り返し単位においては、α＋β＝１～１０の範囲である。
　なお上記１，１，１，３，３，３－ヘキサフルオロプロピル基、イソプロピル基、エーテル基、チオエーテル基およびＳＯ２基からなる群より選ばれる基を、以下「特定基」という。
　一般式（２）、（３）において、Ｒ３は酸二無水物の構造成分を表しており、なかでも炭素数５～４０の４～１４価の有機基であることが好ましい。また、Ｒ４はジアミンの構造成分を表しており、なかでも炭素数５～４０の２～１２価の有機基であることが好ましい。また、Ｒ３、Ｒ４の両方が前記特定基を少なくとも一つ含有することが好ましい。
　Ｒ５は、Ｒ３の置換基であり、フェノール性水酸基、スルホン酸基およびチオール基からなる群より選ばれる。Ｒ５は、原料となる酸二無水物の置換基に由来する。Ｒ６は、Ｒ４の置換基であり、フェノール性水酸基、スルホン酸基およびチオール基からなる群より選ばれる。Ｒ６は、原料となるジアミンの置換基に由来する。
　用いられる酸二無水物について説明する。前記特定基を少なくとも一つ有する酸二無水物としては、具体的には、２，２－ビス（３，４－ジカルボキシフェニル）プロパン二無水物、２，２－ビス（２，３－ジカルボキシフェニル）プロパン二無水物、ビス（３，４－ジカルボキシフェニル）スルホン二無水物、ビス（３，４－ジカルボキシフェニル）エーテル二無水物、２，２－ビス（３，４－ジカルボキシフェニル）ヘキサフルオロプロパン二無水物あるいはこれらの芳香族環にアルキル基やハロゲン原子が置換された化合物等が挙げられる。
　前記特定基を少なくとも一つ有し、かつ、フェノール性水酸基、スルホン酸基およびチオール基からなる群より選ばれる基を少なくとも一つ有する酸二無水物の例としては、具体的には、下記に示した構造の芳香族酸二無水物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
　Ｒ９はＣ（ＣＦ３）２、Ｃ（ＣＨ３）２、ＳＯ２、ＳまたはＯを示す。Ｒ１０、Ｒ１１は水素原子、水酸基、チオール基またはスルホン酸基を示す。ただし、Ｒ１０およびＲ１１が同時に水素原子となることはない。
　前記特定基は持たず、フェノール性水酸基、スルホン酸基およびチオール基からなる群より選ばれる基を少なくとも一つ有する酸二無水物の例としては、具体的には、下記に示した構造の芳香族酸二無水物を挙げることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
　Ｒ７、Ｒ８は水素原子、水酸基、チオール基またはスルホン酸基を示す。ただし、Ｒ７およびＲ８が同時に水素原子となることはない。
　前記特定基を持たず、フェノール性水酸基、スルホン酸基またはチオール基も持たない酸二無水物としては、具体的には、ピロメリット酸二無水物、３，３’，４，４’－ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、２，３，３’，４’－ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、２，２’，３，３’－ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’－ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、２，２’，３，３’－ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、１，１－ビス（３，４－ジカルボキシフェニル）エタン二無水物、１，１－ビス（２，３－ジカルボキシフェニル）エタン二無水物、ビス（３，４－ジカルボキシフェニル）メタン二無水物、ビス（２，３－ジカルボキシフェニル）メタン二無水物、１，２，５，６－ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、２，３，６，７－ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、２，３，５，６－ピリジンテトラカルボン酸二無水物、３，４，９，１０－ペリレンテトラカルボン酸二無水物などの芳香族テトラカルボン酸二無水物あるいはこれらの芳香族環がアルキル基やハロゲン原子で置換された化合物が挙げられる。
　本発明では、これらの酸二無水物を単独でまたは２種以上を組み合わせて使用することができる。
　次に、ジアミンについて説明する。前記特定基を少なくとも一つ有するジアミンとしては、具体的には、３，４’－ジアミノジフェニルスルヒド、４，４’－ジアミノジフェニルスルヒド、３，４’－ジアミノジフェニルエーテル、４，４’－ジアミノジフェニルエーテル、３，４’－ジアミノジフェニルスルホン、４，４’－ジアミノジフェニルスルホン、ビス（４－アミノフェノキシフェニル）スルホン、ビス（３－アミノフェノキシフェニル）スルホン、ビス（４－アミノフェノキシ）ビフェニル、ビス｛４－（４－アミノフェノキシ）フェニル｝エーテル、１，４－ビス（４－アミノフェノキシ）ベンゼン、１，３－ビス（４－アミノフェノキシ）ベンゼン、２，２－ビス［４－（４－アミノフェノキシ）フェニル］ヘキサフルオロプロパン、２，２－ビス［４－（４－アミノフェノキシ）フェニル］プロパン、あるいはこれらの芳香族環がアルキル基やハロゲン原子で置換された化合物等が挙げられる。
　前記特定基を少なくとも一つ有し、かつ、フェノール性水酸基、スルホン酸基およびチオール基からなる群より選ばれる基を少なくとも一つ有するジアミンとしては、具体的には、２，２－ビス（３－アミノ－４－ヒドロキシフェニル）ヘキサフルオロプロパン、２，２－ビス（３－ヒドロキシ－４－アミノフェニル）ヘキサフルオロプロパン、２，２－ビス（３－アミノ－４－ヒドロキシフェニル）プロパン、２，２－ビス（３－ヒドロキシ－４－アミノフェニル）プロパン、３，３’－ジアミノ－４，４’－ジヒドロキシジフェニルエーテル、３，３’－ジアミノ－４，４’－ジヒドロキシジフェニルスルホン、３，３’－ジアミノ－４，４’－ジヒドロキシジフェニルスルヒド、あるいはこれらの芳香族環がアルキル基やハロゲン原子で置換された化合物等や、下記に示した構造のジアミンなどが挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
　Ｒ１６はＣ（ＣＦ３）２、Ｃ（ＣＨ３）２、ＳＯ２、ＳまたはＯを示す。Ｒ１７、Ｒ１８は水素原子、水酸基、チオール基またはスルホン酸基を示す。ただし、Ｒ１７およびＲ１８が同時に水素原子となることはない。
　前記特定基は持たず、フェノール性水酸基、スルホン酸基およびチオール基からなる群より選ばれる基を少なくとも一つ有するジアミンとしては、具体的には、３，３’－ジアミノ－４，４’－ジヒドロキシビフェニル、２，４－ジアミノ－フェノール、２，５－ジアミノフェノール、１，４－ジアミノ－２，５－ジヒドロキシベンゼン、ジアミノジヒドロキシピリミジン、ジアミノジヒドロキシピリジン、ヒドロキシジアミノピリミジン、９，９－ビス（３－アミノ－４－ヒドロキシフェニル）フルオレン、あるいはこれらの芳香族環にアルキル基やハロゲン原子で置換した化合物等や、下記に示した構造のジアミンなどが挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
　Ｒ１２～Ｒ１５は水素原子、水酸基、チオール基またはスルホン酸基を示す。ただし、Ｒ１２およびＲ１３が同時に水素原子となることはない。
　前記特定基を持たず、フェノール性水酸基、スルホン酸基またはチオール基も持たないジアミンとしては、具体的には、３，４’－ジアミノジフェニルメタン、４，４’－ジアミノジフェニルメタン、ベンジジン、ｍ－フェニレンジアミン、ｐ－フェニレンジアミン、１，５－ナフタレンジアミン、２，６－ナフタレンジアミン、２，２’－ジメチル－４，４’－ジアミノビフェニル、２，２’－ジエチル－４，４’－ジアミノビフェニル、３，３’－ジメチル－４，４’－ジアミノビフェニル、３，３’－ジエチル－４，４’－ジアミノビフェニル、２，２’，３，３’－テトラメチル－４，４’－ジアミノビフェニル、３，３’，４，４’－テトラメチル－４，４’－ジアミノビフェニル、２，２’－ジ（トリフルオロメチル）－４，４’－ジアミノビフェニル、あるいはこれらの芳香族環がアルキル基やハロゲン原子で置換された化合物、テレフタル酸ヒドラジド、イソフタル酸ヒドラジド、フタロ酸ヒドラジド、２，６－ナフタレンジカルボン酸ジヒドラジド、４，４’－ビスフェニルジカルボノヒドラジン、４，４’－シクロヘキサンジカルボノヒドラジン、あるいはこれらの芳香族環がアルキル基やハロゲン原子で置換されたヒドラジド化合物等が挙げられる。ジアミンは単独でまたは２種以上を組み合わせて使用することができる。
　また、一般式（１）で表される構造は、一般式（２）および（３）中のＲ４として含まれるため、ジアミンの構成成分となる。一般式（１）で表される構造を含むジアミンとしては、ビス（３－アミノプロピル）テトラメチルジシロキサン、ビス（ｐ－アミノ－フェニル）オクタメチルペンタシロキサンなどが挙げられる。
　一般式（２）および（３）におけるＲ５およびＲ６を選択することにより、接着剤を熱処理した時のポリイミドとエポキシ化合物との反応率を調整し、接着剤の硬化物の架橋密度を調整することができる。これにより必要とされる耐熱性および耐薬品性を接着剤の硬化物に付与することが可能となる。αおよびβは、それぞれ０～１０の整数を示し、かつ、α＋βは０～１０の範囲である。ただし、式中の繰り返し単位において、繰り返し数ｍのうち、２０～９０％モルの繰り返し単位においては、α＋β＝１～１０の範囲である。またＲ５およびＲ６の合計の２０～９０モル％がフェノール性水酸基、スルホン酸基およびチオール基からなる群より選ばれる基であることが好ましい。これらの基をＲ５およびＲ６の合計の２０モル％以上とすることで、硬化前の接着剤の有機溶剤可溶性、接着剤の硬化物の耐薬品性および耐熱性を向上することができ、９０％モル以下とすることで、接着剤の硬化物の架橋密度を適度な範囲に抑制し、硬化後の接着剤フィルムの伸度および靱性を保持することができる。
　一般式（２）および（３）において、Ｘは１価の有機基を示し、末端封止剤である１級モノアミンの残基である。ここで、１級モノアミンとしては、脂肪族モノアミン、脂環族モノアミン、芳香族モノアミンなどが挙げられる。これらのうちポリイミドの耐熱性が高まる点で芳香族モノアミンが好ましい。これらは単独、または２種以上の組み合わせのいずれであってもよい。１級モノアミンとしては、具体的には、５－アミノキノリン、４－アミノキノリン、３－アミノナフタレン、２－アミノナフタレン、１－アミノナフタレン、アニリン等が挙げられる。これらのうち、アニリンが好ましく使用される。
　また、該１級モノアミンとしては、エポキシ化合物と反応するような置換基を他に有しないものを用いることが好ましい。これにより、分子運動性の高いポリイミドの末端部にエポキシ化合物と反応するような置換基を有していない有機溶剤可溶性ポリイミドを得ることが可能となる。これを用いることにより、有機溶剤可溶性ポリイミドとエポキシ化合物との室温下での反応が進行しにくくなり、接着剤の保存性を高めることができる。
　一般式（２）および（３）のＸ成分の導入割合は、その元成分である末端封止剤の１級モノアミン成分で換算すると、ポリイミドに含まれる全ジアミン残基１００モルに対して、０．１～６０モルの範囲が好ましく、特に好ましくは５～５０モルである。
　一般式（２）および（３）のｍはポリマーの繰り返し数を示しており、８～２００の整数を示す。好ましくは１０～１５０の整数である。分子量で言うと、ゲルろ過クロマトグラフィーにより測定した重量平均分子量が、ポリスチレン換算で４０００～８００００であることが好ましく、特に好ましくは、８０００～６００００である。ｍを８以上とすることで、得られる接着剤ワニスの粘度を大きくして厚膜塗布を可能とし、ｍを２００以下とすることで、ポリイミドの溶剤への溶解性を向上することができる。ポリイミドの重量平均分子量の測定方法を以下に例示する。ポリイミドをＮ－メチルピロリドン（ＮＭＰ）に溶解した固形分濃度０．１質量％のポリイミド溶液を用い、ＧＰＣ装置Ｗａｔｅｒｓ２６９０（Ｗａｔｅｒｓ（株）製）によりポリスチレン換算の重量平均分子量を算出する。ＧＰＣ測定条件は、移動層をＬｉＣｌとリン酸をそれぞれ濃度０．０５ｍｏｌ／Ｌで溶解したＮＭＰとし、展開速度を０．４ｍｌ／分とする。使用するＧＰＣ装置として、例えば、
検出器：Ｗａｔｅｒｓ９９６
システムコントローラー：Ｗａｔｅｒｓ２６９０
カラムオーブン：Ｗａｔｅｒｓ　ＨＴＲ－Ｂ
サーモコントローラー：Ｗａｔｅｒｓ　ＴＣＭ
カラム：ＴＯＳＯＨ　ｇｕａｒｄ　ｃｏｌｕｍｎ
カラム：ＴＯＳＯＨ　ＴＳＫ－ＧＥＬ　α－４０００
カラム：ＴＯＳＯＨ　ＴＳＫ－ＧＥＬ　α－２５００などが挙げられる。
　本発明に用いられる（ａ）ポリイミドは、一般式（２）および（３）で表される構造からなるもののみであってもよいし、一般式（２）および（３）で表される構造以外に共重合成分として他の構造も有する共重合体であっても、またそれらの混合体であってもよい。さらに、これらのポリイミドに加えて、他の構造を有するポリイミドが混合されていてもよい。その際、全ポリイミドに対して、一般式（２）および（３）で表される構造を有するポリイミドが５０モル％以上含有されていることが好ましい。共重合あるいは混合に用いられる構造の種類および量は、加熱処理によって得られる耐熱性樹脂の耐熱性を損なわない範囲で選択することが好ましい。
　（ａ）ポリイミドは、ジアミンの一部をモノアミンである末端封止剤に置き換えて、または、酸二無水物の一部をモノカルボン酸、酸無水物、モノ酸クロリド化合物、モノ活性エステル化合物である末端封止剤に置き換えて、公知の方法を利用して合成される。例えば、低温でテトラカルボン酸二無水物とジアミン化合物（一部をモノアミンである末端封止剤に置換）を反応させる方法、低温でテトラカルボン酸二無水物（一部を酸無水物またはモノ酸クロリド化合物あるいはモノ活性エステル化合物である末端封止剤に置換）とジアミン化合物を反応させる方法、テトラカルボン酸二無水物とアルコールとの反応によりジエステルを得、その後ジアミン（一部をモノアミンである末端封止剤に置換）と縮合剤の存在下で反応させる方法、テトラカルボン酸二無水物とアルコールとの反応によりジエステルを得、その後残りのジカルボン酸を酸クロリド化し、ジアミン（一部をモノアミンである末端封止剤に置換）と反応させる方法などを利用して、ポリイミド前駆体を得る。続いて、ポリイミド前駆体を公知の方法によりイミド閉環することによりポリイミドを合成することができる。
　また、ポリマー中に導入された一般式（１）の構造および末端封止剤由来の構造は、以下の方法で容易に検出および定量できる。例えば、一般式（１）の構造および末端封止剤が導入されたポリマーを、酸性溶液あるいは塩基性溶液に溶解し、ポリマーの構成単位であるジアミン成分と酸無水物成分に分解した後、得られた分解物をガスクロマトグラフィー（ＧＣ）や、ＮＭＲを用いて測定することにより、一般式（１）の構造および使用されている末端封止剤を容易に検出および定量することができる。これとは別に、末端封止剤が導入されたポリイミドを直接、熱分解ガスクロクロマトグラフ（ＰＧＣ）や赤外スペクトルおよび１３ＣＮＭＲスペクトル測定することによっても、一般式（１）の構造および使用されている末端封止剤を容易に検出および定量することが可能である。
　接着剤における（ａ）ポリイミドの含有量は、（ｂ）エポキシ化合物１００質量部に対し、１５～９０質量部であることが好ましく、エポキシ化合物と反応し密度の高い網目構造を形成のために３０～７０質量部であることがより好ましい。（ａ）ポリイミドの含有量が１５質量部以上であると、耐熱性がより向上する。また（ａ）ポリイミドの含有量が９０質量部以下であれば、接着剤の吸水がより少なくなるために、接着剤を加熱硬化させる際の発泡をより抑制することができ、例えば回路基板と半導体チップ間の接着力の低下がより少なくなり、接続信頼性がより向上する。
　本発明の接着剤は、（ｂ）エポキシ化合物を含有する。（ｂ）エポキシ化合物は、（ｃ）酸変性ロジンやポリイミド側鎖のフェノール性水酸基、スルホン酸基またはチオール基と反応し、密度の高い網目構造を有する硬化物を構成するため、得られる硬化物は各種薬品に耐性を発現する。これにより、各種溶剤、特にＮ－メチルピロリドンに対して、接着剤の耐性を高めることができる。また、エポキシ化合物は、一般に収縮を伴わない開環反応によって硬化するため、接着剤の硬化時の収縮を低減することが可能となる。（ｂ）エポキシ化合物としては、エポキシ基を２個以上有するものや、エポキシ当量が１００～５００であるものが好ましい。エポキシ当量を１００以上とすることで、硬化した接着剤の靱性を大きくすることができる。エポキシ当量を５００以下とすることで、硬化した接着剤を密度の高い網目構造とすることができ、硬化した接着剤を高絶縁性にすることができる。
　また、（ｂ）エポキシ化合物は、液状エポキシ化合物と固形状エポキシ化合物の両方を含有し、エポキシ化合物全量に対し、液状エポキシ化合物の含有比率が２０質量％以上７０質量％以下であることが好ましく、より好ましくは３０質量％以上６０質量％以下である。接着剤がこの範囲の量の液状エポキシ化合物を含有することで、半導体用接着剤として適度な可塑性および可撓性を具備することができる。
　ここで液状エポキシ化合物とは、２５℃、１．０１３×１０５Ｎ／ｍ２で１５０Ｐａ・ｓ以下の粘度を示すものであり、固形エポキシ化合物とは２５℃で１５０Ｐａ・ｓを越える粘度を示すものである。液状エポキシ化合物としては、例えばＪＥＲ（登録商標）８２８、ＪＥＲ（登録商標）１７５０、ＪＥＲ（登録商標）１５２、ＪＥＲ（登録商標）６３０、ＹＬ９８０（以上商品名、三菱化学（株）製）、エピクロン（登録商標）ＨＰ－４０３２（以上商品名、ＤＩＣ（株）製）などが挙げられるが、これらに限定されない。また、これらを２種以上組み合わせて用いてもよい。また、固形エポキシ化合物としては、ＪＥＲ（登録商標）１００２、ＪＥＲ（登録商標）１００１、ＹＸ４０００Ｈ、ＪＥＲ（登録商標）４００４Ｐ、ＪＥＲ（登録商標）５０５０、ＪＥＲ（登録商標）１５４、ＪＥＲ（登録商標）１５７Ｓ７０、ＪＥＲ１８０Ｓ７０（以上商品名、三菱化学（株）製）、テピック（登録商標）Ｓ、テピック（登録商標）Ｇ、テピック（登録商標）Ｐ（以上商品名、日産化学工業（株）製）、エポトート（登録商標）ＹＨ－４３４Ｌ（商品名、新日鐵化学（株）製）、ＥＰＰＮ５０２Ｈ、ＮＣ３０００（以上商品名、日本化薬（株）製）、エピクロン（登録商標）Ｎ６９５、エピクロン（登録商標）Ｎ８６５、エピクロン（登録商標）ＨＰ－７２００（以上商品名、ＤＩＣ（株）製）などが挙げられるが、これらに限定されない。また、これらを２種以上組み合わせて用いてもよい。
　本発明の接着剤は、（ｃ）酸変性ロジンを含有する。酸変性ロジンは、ガムロジン、ウッドロジン、トール油ロジン等の原料ロジン類と（メタ）アクリル酸、（無水）マレイン酸、フマル酸、（無水）シトラコン酸、（無水）イタコン酸等の不飽和カルボン酸を、ディールス・アルダー反応（付加反応）させて得られるものである。原料ロジンは、蒸留、再結晶、抽出等により金属などの不純物除去および樹脂色調の向上のために精製したものを用いることが好ましい。また、酸変性ロジンは、水添することにより、透明な色調の酸変性ロジンにすることができる。このような酸変性ロジンとしては、パインクリスタル（登録商標）ＫＥ－６０４、パインクリスタル（登録商標）ＫＲ－１２０、マルキード（登録商標）Ｎｏ．３３（以上商品名、荒川化学工業株式会社）が挙げられる。
　これらの酸変性ロジンは、カルボキシル基を２個以上有している。このため酸変性ロジンは（ａ）有機溶剤可溶性ポリイミドおよび（ｂ）エポキシ化合物との相溶性に優れている。また、エポキシ化合物と反応し、密度の高い網目構造を形成させることができる。なお、酸変性ロジンは、ロジン自身の嵩高い構造と酸変性により生成した嵩高いシクロヘキサン環を有しており、これがカルボキシル基へのエポキシ基の反応を立体的に阻害し、接着剤の熱乾燥処理および実装プロセスの加熱条件における安定性を高めていると考えられる。一方で接着剤の硬化温度である、例えば２００℃から２５０℃の温度では、酸変性ロジンの分子運動性が高まり、エポキシ化合物との反応が速やかに進行し、短時間で接着剤の硬化を完了することができる。
　接着剤における（ｃ）酸変性ロジンの含有量は、（ｂ）エポキシ化合物１００質量部に対し５質量部以上、３０質量部以下であることが好ましい。酸変性ロジンの含有量をこの範囲とすることで、保存性に優れ、かつ短時間で接着剤の硬化を行うことが可能となる。（ｃ）酸変性ロジンの含有量は、（ｂ）エポキシ化合物１００質量部に対し、２０質量部以下がより好ましい。また、該含有量は、１０質量部以上がより好ましい。
　また、酸変性ロジンを用いることにより、接着剤に電極等の金属材料との接着性向上やフラックス機能を付与する効果もある。すなわち、本発明の接着剤を用いて回路部材を電気的に接続することによって、接合部を清浄にし、接合部の回路部材間に接着剤の成分である樹脂や無機粒子などが混入することを防ぎ、かつ、ハンダの濡れ性を高めることができる。このように、（ｃ）酸変性ロジンは、接着性の向上と、電気的接続の信頼性向上の両方に効果がある。その上、上記のように、酸変性ロジンの酸性基は、硬化反応時に、エポキシ化合物と反応して消費されること、および、酸変性ロジンが嵩高い構造を有していることから、接着後に、電極等の金属部分を腐食することを防ぐことができる。
　このほか、酸変性ロジン以外の他の公知の潜在性硬化剤を併用しても良い。特に塩基性の潜在性硬化剤は酸変性ロジンとの相互作用力が発現することから、さらに潜在性を高めることができる。このような塩基性の潜在性硬化剤としては、イミダゾール系潜在性硬化剤が好ましく用いることができる。具体的にはキュアゾール（登録商標）２ＰＺＣＮＳ、キュアゾール（登録商標）２ＰＺＣＮＳ－ＰＷ、キュアゾール（登録商標）Ｃ１１Ｚ－ＣＮＳ、キュアゾール（登録商標）２ＭＺ－Ａ、キュアゾール（登録商標）Ｃ１１－Ａ、キュアゾール（登録商標）２Ｅ４ＭＺ－Ａ、キュアゾール（登録商標）２ＭＺＡ－ＰＷ、キュアゾール（登録商標）２ＭＡＯＫ－ＰＷ、キュアゾール（登録商標）２ＰＨＺ－ＰＷ（以上商品名、四国化成工業（株）製）、イミダゾール系潜在性硬化剤をイソシアネートで処理したマイクロカプセル型硬化剤であるノバキュア（登録商標）ＨＸ－３９４１ＨＰ、ノバキュア（登録商標）ＨＸＡ３９２２ＨＰ、ノバキュア（登録商標）ＨＸＡ３９３２ＨＰ、ノバキュア（登録商標）ＨＸＡ３０４２ＨＰ（以上商品名、旭化成イーマテリアルズ（株）製）などが好ましく用いられる。
　本発明の接着剤は、（ｄ）無機粒子をさらに含有させても良い。（ｄ）無機粒子の材質としては、シリカ、アルミナ、チタニア、窒化ケイ素、窒化硼素、窒化アルミニウム、酸化鉄、ガラスやその他金属酸化物、金属窒化物、金属炭酸塩、硫酸バリウムなどの金属硫酸塩等を単独でまたは２種以上混合して用いることができる。これらの中でシリカおよびアルミナが、低熱膨張性、熱放散性、低吸湿率および接着剤中での分散安定性の点で好ましく使用することができる。
　接着剤における（ｄ）無機粒子の含有量は、前述した（ａ）～（ｄ）成分の全量に対し、３０～８０質量％であることが好ましく、５０～７０質量％であることがより好ましい。（ｄ）無機粒子の含有量が３０～８０質量％であることにより、接着剤を加熱乾燥させる際に流動変形による厚みムラがより生じにくくなり、これに付随してこの接着剤を用いた作製した半導体装置の接続信頼性がより向上する。特に、吸湿リフロー処理およびサーマルサイクル処理のような、より強い耐久性が必要とされる処理を行った場合において、接続信頼性をより保つことができる。また接着剤中で無機粒子の分散性がより十分となり、無機粒子同士の凝集がより少なくなる。また、接着剤を離型性プラスチックフィルム上に形成して接着フィルムとし、ロール状に巻き取る際に、接着シートの割れや離型性プラスチックフィルムからの脱落という問題がより生じにくくなる。
　（ｄ）無機粒子の形状は、球状、破砕状、フレーク状等の非球状のいずれであっても良いが、球状の無機粒子が接着剤中で均一分散しやすいことから好ましく使用することができる。また、球状の無機粒子の平均粒子径は、３μｍ以下であることが好ましい。より好ましくは該平均粒子径が１０ｎｍ以上、１μｍ以下である。該平均粒子径が１０ｎｍ以上であることにより分散性がより向上し、接着剤中により高濃度に充填することができる。該平均粒子径が３μｍ以下であることにより、無機粒子の表面積が十分大きくなることから、（ｄ）無機粒子と上記（ａ）～（ｃ）成分および必要に応じて混合した成分との相互作用力が十分大きくなり、加熱乾燥させる際に、より流動変形しにくくなる。
　また、接着剤に透明性が必要とされる場合は、無機粒子の粒径は１００ｎｍ以下であることが好ましく、６０ｎｍ以下であることがより好ましい。例えば、接着剤を基板上に形成した後、アライメント等の目的で接着剤を通して基板面にあるマークを視認する必要がある場合などである。
　なお、無機粒子の平均粒子径とは無機粒子が単独で存在した場合の粒子径を示し、最も頻度の高い粒子径を示すものをいう。無機粒子の粒子径とは、無機粒子の形状が球状の場合はその直径を表し、楕円状および扁平状の場合は形状の最大長さを表す。さらにロッド状または繊維状の場合は長手方向の最大長さを表す。接着剤中の無機粒子の平均粒子径を測定する方法としては、ＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）により直接粒子を観察し、１００個の粒子の粒子径を測定する。測定により得られた粒子径の分布から、個数基準で最も頻度の高い粒子径を選び、平均粒子径とする。
　本発明の接着剤は、硬化後の膜の低応力化の目的で、熱可塑性樹脂をさらに含有してもよい。熱可塑性樹脂としては、例えば、フェノキシ樹脂、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド、ポリプロピレン、アクリロニトリル－ブタジエン共重合体（ＮＢＲ）、スチレン－ブタジエン共重合体、（ＳＢＲ）、アクリロニトリル－ブタジエン－メタクリル酸共重合体、アクリロニトリル－ブタジエン－アクリル酸共重合体などが挙げられるが、これらに限られない。さらにイオン捕捉剤、界面活性剤、シランカップリング剤、有機染料、無機顔料などを含有しても良い。
　本発明の接着剤は、各構成材料を溶媒中で混合してワニスとして用いてもよい。また、接着剤をシート状に成形して接着剤フィルムにして用いてもよい。接着剤をシート状に成形する方法としては、前記接着剤ワニスを剥離性基材上に塗布した後、脱溶媒する方法を挙げることができる。
　溶媒としては、ケトン系溶剤のアセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン；エーテル系溶剤の１，４－ジオキサン、テトラヒドロフラン、ジグライム；グリコールエーテル系溶剤のメチルセロソルブ、エチルセロソルブ、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル；その他ベンジルアルコール、Ｎ－メチルピロリドン、γ－ブチロラクトン、酢酸エチル、Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミドなどを単独あるいは２種以上混合して使用することができるが、これらに限られない。
　剥離性基材としては、ポリプロピレンフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム、ポリエステルフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリイミドフィルム、ポリテトラフルオロエチレンフィルム等のフッ素樹脂フィルム、ポリフェニレンサルファイドフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリエチレンフィルム等が挙げられるが、これらに限られない。また、剥離性基材はシリコーン系離型剤、長鎖アルキル系離型剤、フッ素系離型剤、脂肪族アミド系離型剤等により離型処理が施されていてもよい。剥離性基材の厚みは、特に限定されないが、通常５～７５μｍのものが好ましい。接着剤への残留応力を少なくできる点から、剥離性基材の厚みは接着剤の厚み以上とすることが好ましい。また、接着剤フィルムの離型性基材を有する面とは反対側の面にさらに別の剥離性基材をラミネートして、剥離性基材で上下を挟まれた接着剤フィルムにすることが好ましい。別の剥離性基材の材質および厚みとしては、先に説明したものと同様のものを用いることができる。両方の剥離性基材が同一のものであっても構わない。
　接着剤フィルムの両面を剥離性基材でラミネートする場合、各剥離性基材と接着剤フィルム間の接着力には差があることが好ましい。特に接着力の差が５Ｎ／ｍ以上であることが好ましく、４７Ｎ／ｍ以下であることがより好ましい。接着力の差を５Ｎ／ｍ以上とすることで、接着力が小さい方の剥離性基材を剥離する際に、他方の剥離性基材から接着剤フィルムが剥がれたり浮いたりしないようにすることができる。また、接着力の差を４７Ｎ／ｍ以下とすることで、剥離後の各剥離性基材の表面に接着剤が残存しにくくなる。
　また、各構成材料を溶媒中で混合してワニス状にした接着剤は、半導体ウエハや回路基板などに塗布および脱溶媒して使用することもできる。
　本発明の接着剤の最低溶融粘度は、１００Ｐａ・ｓ以上、１００００Ｐａ・ｓ以下の範囲にあることが好ましい。より好ましい最低溶融粘度の範囲は６００Ｐａ・ｓ以上、５０００Ｐａ・ｓ以下である。最低溶融粘度をこの範囲にすることで、接着剤フィルムとして用いた場合に、半導体ウエハや回路基板への接着剤フィルムのラミネートを、シワや気泡の巻き込みなく行うことができる。さらに半導体チップボンディング時の接着剤のはみ出しを小さくすることができる。なお、接着剤の最低溶融粘度は、例えば動的粘弾性測定装置を使用し、寸法が直径１５ｍｍ、厚さ０．８ｍｍである試料に対し、昇温速度２℃／分、測定周波数１Ｈｚ、測定ひずみ９％、測定温度範囲０℃から１５０℃で測定することができる。測定温度が０℃から上昇するに従って、接着剤の粘度は低下するが、温度がある値を超えると、硬化反応により、接着剤の粘度は上昇に転じる。このときの粘度の極小値を最低溶融粘度とする。
　また、本発明の接着剤は、２３℃、５５％ＲＨの環境下に１ヶ月保管後の最低溶融粘度が１００～１００００Ｐａ・ｓの範囲内であることが好ましい。これにより、本発明の接着剤からなる接着剤フィルムを、長期間保管した後に、半導体ウエハや回路基板へラミネートした場合でも、シワや気泡の巻き込みなく、ラミネートを行うことができる。さらに半導体チップボンディング時の接着剤のはみ出しを小さくすることができる。
　本発明では接着剤の硬化剤として酸変性ロジンを用いている。この酸変性ロジンは、ロジン自身が嵩高い構造を有するのに加えて、酸変性により生成した嵩高いシクロヘキサン環を有しており、このことがカルボキシル基へのエポキシ基の反応を立体的に阻害することから、前記条件で保存した後の最低溶融粘度を１００～１００００Ｐａ・ｓの範囲内に制御することができる。
　本発明の接着剤は、半導体装置に用いられる半導体素子、回路基板、金属配線材料等の回路部材同士の接着または固定や半導体素子の封止のための半導体用接着剤として好適に使用することができる。
　本発明の半導体装置は、上記接着剤の硬化物または上記接着剤フィルムの硬化物を含む。本発明でいう半導体装置とは、半導体素子の特性を利用することで機能しうる装置全般を指す。半導体素子を基板に接続したものや、半導体素子同士または基板同士を接続したもの、電気光学装置、半導体回路基板および電子機器は全て半導体装置に含まれる。
　本発明の半導体装置の製造方法は、第一の回路部材と第二の回路部材の間に上記接着剤または上記接着剤フィルムを介在させ、加熱加圧により前記第一の回路部材と前記第二の回路部材を電気的に接続することを特徴とする。
　本発明の接着剤を用いた半導体装置の製造方法の一例は以下の通りである。まず、第一の接続端子を有する第一の回路部材と、第二の接続端子を有する第二の回路部材とを準備する。ここで、回路部材としては、半導体チップ、抵抗体チップ、コンデンサチップ等のチップ部品、ＴＳＶ（スルーシリコンビア）電極を有する半導体チップやシリコンインターポーザー、ガラスエポキシ回路基板、フィルム回路基板、ガラス基板、貫通電極付きのガラスインターポーザー等の基板等が挙げられる。また、接続端子としては、金、銅などからなるめっきバンプ、銅ピラーの先端にハンダを半球状に形成したハンダキャップ付き銅ピラーバンプ、スタッドバンプなどのバンプ電極、ハンダボールや、パッド電極などが挙げられる。また、第一の回路部材および／または第二の回路部材に貫通電極が形成され、部材の片面および／または両面に接続端子が形成されていてもよい。
　第一の回路部材と第二の回路部材とを、第一の接続端子と第二の接続端子が対向するように配置する。次に、前記対向配置した第一の接続端子と第二の接続端子の間に本発明の接着剤を介在させる。そして、第一の回路部材と第二の回路部材とを加熱加圧して、前記対向配置した第一の接続端子と第二の接続端子を電気的に接続させる。この工程によって、第一の回路部材と第二の回路部材とが、しっかりと電気的に接続されるとともに、接着剤が硬化して、第一の回路部材と第二の回路部材とが物理的に固定される。
　ここで、接着剤は、先にいずれかの回路部材の接続端子側の面のみに付与してもよいし、第一および第二の回路部材の接続端子側の両方の面に付与してもよい。
　より詳細な実施態様の例として、第一の回路部材とバンプを有する半導体チップを、第二の回路部材として配線パターンを有する回路基板または半導体チップを用い、両者を本発明の接着剤フィルムを介して接続し、第一の回路部材と第二の回路部材との間の空隙を接着剤で封止して半導体装置を作製する方法について説明する。
　まず、接着剤フィルムを、第二の回路部材である、配線パターンが形成された回路基板または半導体チップに貼り付ける。このとき、接着剤フィルムは、所定の大きさに切り出した後で、配線パターンが形成された回路基板の配線パターン面または半導体チップのバンプ形成面に貼り付けてもよい。また、半導体ウエハのバンプ形成面に接着剤フィルムを貼り付けた後、半導体ウエハをダイシングして個片化することによって、接着剤フィルムが貼り付いた半導体チップを作製してもよい。
　次に、第一の回路部材である半導体チップを、第一の回路部材のバンプと第二の回路部材の配線パターンとが対向するように配置し、ボンディング装置を用いて、両者を加熱加圧する。加熱加圧条件は、電気的接続が良好に得られる範囲であれば特に限定されるものではないが、接着剤の硬化を行うためには、温度１００℃以上、圧力１ｍＮ／バンプ以上、時間０．１秒以上の加熱加圧は必要である。好ましくは１２０℃以上３００℃以下、より好ましくは１５０℃以上２５０℃以下の温度、好ましくは５ｍＮ／バンプ以上５００００ｍＮ／バンプ以下、より好ましくは１０ｍＮ／バンプ以上１００００ｍＮ／バンプ以下の圧力、好ましくは１秒以上６０秒以下、より好ましくは、２秒以上３０秒以下の時間でのボンディング条件で行う。また、ボンディング時に、仮圧着として、温度５０℃以上、圧力１ｍＮ／バンプ以上、時間０．１秒以上の加熱加圧により、半導体チップ上のバンプと回路基板上の配線パターンとを接触させた後、上記の条件でボンディングを行ってもよい。必要に応じ、ボンディング後に、半導体チップ付き回路基板を５０℃以上２００℃以下の温度で１０秒以上２４時間以下加熱してもよい。
　本発明の接着剤は、この他にも、ダイアタッチフィルム、ダイシングダイアタッチフィルム、リードフレーム固定テープ、放熱板、補強板、シールド材の接着剤、ソルダーレジスト等を作製するための接着性樹脂材料として使用することができる。
　近年の半導体装置製造作業の自動化の著しい進展により、半導体用接着剤および半導体用接着剤を貼り付けた回路基板または半導体チップには、硬化を行うまでの保存期間として、好ましくは３０日以上の室温放置が可能であること、より好ましくは６０日以上の室温放置が可能であることが求められる。本発明の接着剤を用いると、室温下でも６０日以上の保存ができ、ボンディング時の発泡がなく、短時間の加熱加圧で初期導通がとれ、吸湿リフローの後、－４０℃～１２５℃の熱衝撃試験に入れても導通がとれる接続信頼性に優れた半導体装置を得ることができる。
　以下実施例等をあげて本発明を説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。
　合成例１　ポリイミドＡの合成
　乾燥窒素気流下、１，３－ビス（３－アミノフェノキシ）ベンゼン（以下、ＡＰＢ－Ｎとする）４．８２ｇ（０．０１６５モル）、３，３’－ジアミノ－４，４’－ジヒドロキシジフェニルスルホン（以下、ＡＢＰＳとする）３．０８ｇ（０．０１１モル）、１，３－ビス（３－アミノプロピル）テトラメチルジシロキサン（以下、ＳｉＤＡとする）４．９７ｇ（０．０２モル）、および、末端封止剤として３－アミノフェノール０．５５ｇ（０．００５モル）をＮ－メチルピロリドン（以下、ＮＭＰとする）１３０ｇに溶解した。ここに２，２－ビス｛４－（３，４－ジカルボキシフェノキシ）フェニル｝プロパン二無水物（以下、ＢＳＡＡとする）２６．０２ｇ（０．０５モル）をＮＭＰ２０ｇとともに加えて、２５℃で１時間反応させ、次いで５０℃で４時間撹拌した。その後、１８０℃で５時間撹拌した。撹拌終了後、溶液を水３Ｌに投入し、ろ過して沈殿を回収し、水で３回洗浄した後、真空乾燥機を用いて８０℃２０時間乾燥した。得られたポリマー固体の赤外吸収スペクトルを測定したところ、１７８０ｃｍ－１付近、１３７７ｃｍ－１付近にポリイミドに起因するイミド構造の吸収ピークが検出された。このようにして末端および側鎖にフェノール性水酸基を有し、一般式（１）で表される構造が１１．５質量％含まれるポリイミドＡを得た。４ｇのポリイミドＡにテトラヒドロフラン６ｇを加え、２３℃で撹拌したところ溶解した。
　合成例２　ポリイミドＢの合成
　乾燥窒素気流下、ＡＰＢ－Ｎ　４．８２ｇ（０．０１６５モル）、ＡＢＰＳ　３．０８ｇ（０．０１１モル）、ＳｉＤＡ　４．９７ｇ（０．０２モル）、および、末端封止剤としてアニリン０．４７ｇ（０．００５モル）をＮＭＰ１３０ｇに溶解した。ここにＢＳＡＡ　２６．０２ｇ（０．０５モル）をＮＭＰ２０ｇとともに加えて、２５℃で１時間反応させ、次いで５０℃で４時間撹拌した。その後、１８０℃で５時間撹拌した。撹拌終了後、溶液を水３Ｌに投入し、ろ過して沈殿を回収し、水で３回洗浄した後、真空乾燥機を用いて８０℃２０時間乾燥した。得られたポリマー固体の赤外吸収スペクトルを測定したところ、１７８０ｃｍ－１付近、１３７７ｃｍ－１付近にポリイミドに起因するイミド構造の吸収ピークが検出された。このようにして側鎖にフェノール性水酸基を有し、一般式（１）で表される構造が１１．６質量％含まれるポリイミドＢを得た。４ｇのポリイミドＢにテトラヒドロフラン６ｇを加え、２３℃で撹拌したところ溶解した。
　合成例３　ポリイミドＣの合成
　乾燥窒素気流下、２，２－ビス（３－アミノ－４－ヒドロキシフェニル）ヘキサフルオロプロパン（以下、ＢＡＨＦとする）２４．５４ｇ（０．０６７モル）、ＳｉＤＡ４．９７ｇ（０．０２モル）、および、末端封止剤として、アニリン１．８６ｇ（０．０２モル）をＮＭＰ８０ｇに溶解させた。ここにビス（３，４－ジカルボキシフェニル）エーテル二無水物（以下、ＯＤＰＡとする）３１．０２ｇ（０．１モル）をＮＭＰ２０ｇとともに加えて、２０℃で１時間反応させ、次いで５０℃で４時間撹拌した。その後、キシレンを１５ｇ添加し、水をキシレンとともに共沸させながら、１８０℃で５時間攪拌した。攪拌終了後、溶液を水３Ｌに投入して白色沈殿したポリマーを得た。この沈殿をろ過して回収し、水で３回洗浄した後、真空乾燥機を用いて８０℃、２０時間乾燥した。得られたポリマー固体の赤外吸収スペクトルを測定したところ、１７８０ｃｍ－１付近、１３７７ｃｍ－１付近にポリイミドに起因するイミド構造の吸収ピークが検出された。このようにして側鎖にフェノール性の水酸基を有し、一般式（１）で表される構造が７．５質量％含まれるポリイミドＣを得た。４ｇのポリイミドＣにテトラヒドロフラン６ｇを加え、２３℃で撹拌したところ溶解した。
　合成例４　ポリイミドＤの合成
　乾燥窒素気流下、ＡＰＢ－Ｎ　８．０３ｇ（０．０２７５モル）、ＳｉＤＡ　４．９７ｇ（０．０２モル）、および、末端封止剤としてアニリン０．４７ｇ（０．００５モル）をＮＭＰ１３０ｇに溶解した。ここにＢＳＡＡ　２６．０２ｇ（０．０５モル）をＮＭＰ２０ｇとともに加えて、２５℃で１時間反応させ、次いで５０℃で４時間撹拌した。その後、１８０℃で５時間撹拌した。撹拌終了後、溶液を水３Ｌに投入し、ろ過して沈殿を回収し、水で３回洗浄した後、真空乾燥機を用いて８０℃２０時間乾燥した。得られたポリマー固体の赤外吸収スペクトルを測定したところ、１７８０ｃｍ－１付近、１３７７ｃｍ－１付近にポリイミドに起因するイミド構造の吸収ピークが検出された。このようにして一般式（１）で表される構造が１１．６質量％含まれるポリイミドＤを得た。４ｇのポリイミドＤにテトラヒドロフラン６ｇを加え、２３℃で撹拌したところ溶解した。
　その他に実施例、比較例で用いた各材料は以下のとおりである。
　（ｂ）エポキシ化合物
固形エポキシ化合物
Ｎ８６５（商品名、エポキシ当量：２００ｇ／ｅｑ、大日本インキ化学工業（株）製）
液状エポキシ化合物
ＹＬ９８０（商品名、１８５ｇ／ｅｑ、三菱化学（株）製）。
　（ｃ）酸変性ロジン
ＫＥ－６０４（商品名、酸価２４０（ＫＯＨｍｇ／ｇ）、軟化点１３０℃、色調１５０ハーゼン、アクリル変性ロジン、荒川化学工業（株）製）。
ＫＲ－１２０（商品名、酸価３２０（ＫＯＨｍｇ／ｇ）、軟化点１２０℃、色調１５０ハーゼン、荒川化学工業（株）製）。
　（ｃ’）その他の潜在性硬化剤
　ノバキュア（登録商標）ＨＸＡ－３９４１ＨＰ（商品名、旭化成イーマテリアルズ（株）製）中に含まれる液状エポキシ化合物。ノバキュア（登録商標）ＨＸＡ－３９４１ＨＰは、マイクロカプセル型硬化剤／液状エポキシ化合物が１／２であり、含まれる液状エポキシ化合物は、ビスフェノールＡ型エポキシ化合物／ビスフェノールＦ型エポキシ化合物＝１／４である。表中のノバキュア（登録商標）ＨＸＡ－３９４１ＨＰ記載の質量部において、括弧内に記載した量がマイクロカプセルとしての質量部を示す。
　（ｄ）無機粒子
ＳＯ－Ｅ２（商品名、アドマテックス（株）製、球形シリカ粒子、平均粒子径０．５μｍ）
　（ｆ）溶剤：メチルイソブチルケトン（以下、ＭＩＢＫとする）
　（ｇ）ロジン
ＫＲ－８５（商品名、酸価１７５（ＫＯＨｍｇ／ｇ）、軟化点８５℃、色調６０ハーゼン、荒川化学工業（株）製）。
　実施例１～３０および比較例１～８
　（１）接着剤フィルムの作製方法
　表１～４に示される（ａ）～（ｆ）成分を表に記載の組成比で混合して、接着剤ワニスを作製した。作製した接着剤ワニスを、スリットダイコーター（塗工機）を用いて、剥離性基材である厚さ５０μｍのポリエステルテレフタレートフィルム（商品名、セラピール（登録商標）ＨＰ２（Ｕ））の表面処理面に塗布し、８０℃で１０分間乾燥を行った。これにより得られた乾燥後の厚みが５０μｍの接着剤フィルム上に別の剥離性基材として厚さ１０μｍのポリプロピレンフィルム（商品名、トレファン（登録商標）ＢＯ型番ＹＫ５７、片面コロナ放電処理品）の未処理面をラミネートした後、外径９．６ｃｍの紙管上に剥離性基材ＨＰ２（Ｕ）が外側になるようロール状に巻き取り、接着剤フィルムの両面に剥離性基材を有するシートの原反を得た。次に該シート原反をフィルムスリッターを用いて７．５ｍｍ幅にスリットし、外径５．０ｃｍのリール上に剥離性基材ＨＰ２（Ｕ）が外側になるようロール状に巻き取り、両面に剥離性基材を有する接着剤フィルムの巻重体を得た。得られた巻重体は即時に（２）以降の工程を行ったものと、２３℃、５５％ＲＨの環境下で１ヶ月間および３ヶ月間それぞれ保管した後に（２）以降の工程を行ったものにわけ、保存条件の異なる巻重体について評価した。
　（２）テープ貼り付け工程
　テープ貼り合わせ装置（東レエンジニアリング（株）製、ＤＡ２０００）を用いて、接着剤フィルムの回路基板への貼り付けを行った。まず、（１）の工程により得られた、両面に剥離性基材を有する接着剤フィルムの巻重体から、剥離性基材ＹＫ５７を除去し、接着剤フィルムを露出させた。次いで、ステージ上に固定された回路基板（無垢銅パッド電極、７．５ｍｍ角の半導体チップが３００個搭載可能な回路付きのガラスエポキシ基板）に、剥離性基材ＹＫ５７を剥離した後の接着剤フィルムの、接着剤フィルム面を温度８０℃、１秒間の条件で貼りあわせた後、剥離性基材ＨＰ２（Ｕ）を除去した。この貼り付け工程を繰り返し行い、７．５ｍｍ角の大きさの接着剤フィルムが３００カ所に貼り付けられた回路基板を得た。
　（３）フリップチップボンディングおよび作製した液晶パネルの表示テスト
　（２）で作製した接着剤付き回路基板を８０℃で１時間乾燥処理を行った。次いで、フリップチップボンディング装置（東レエンジニアリング（株）製、ＦＣ－２０００）を用いて、接着剤付き回路基板上に半導体チップのフリップチップボンディングを行った。半導体チップ（銅３０μｍ＋鉛フリーハンダ１５μｍからなるバンプ電極付き、４４８バンプ／チップ、ピッチ６０μｍ、ペリフェラル配置、７．５ｍｍ角チップ）を８０℃に加熱されたボンディングステージに固定し、温度８０℃、圧力１５Ｎ／チップ、時間５秒の条件で、前記接着剤付き回路基板に仮圧着したのち、温度２５０℃、圧力２００Ｎ／チップの条件で時間を１０秒にして本圧着を行った。１カ所のボンディングが終了したら、次のボンディングへと繰り返し行うことにより、３００カ所すべての場所に半導体チップのボンディングを行った。なお、ボンディング開始から終了までにかかった時間は６０分であった。ボンディングを終了した回路基板を基板切断装置で分割することにより、半導体付き回路基板を３００個作製した。なお、得られた半導体付き回路基板は、半導体チップと回路基板が両者の接続によりデイジーチェーンを構成するものである。作製した各半導体付き回路基板を液晶基板に組み込むことにより、液晶パネル（半導体装置）を作製し、表示テストを行った。表示されたものは合格、チップと回路基板間の接続不良の発生により表示されないものは不合格と判定した。３００個の液晶パネルについて表示テストを行い、合格するものの割合が９９．５％以上をＡ、９５．０％以上～９９．５％未満をＢ、９５．０％未満をＣとした。結果を表１～表４に示す（信頼性試験前）。
　（４）接続信頼性試験後の液晶パネルの表示テスト
　（３）の液晶表示テストで合格した半導体付き回路基板２０個を８５℃、６０％ＲＨの条件の恒温恒湿槽中に１６８時間放置して吸湿させた。その後、２６０℃、５秒のリフロー条件で半田リフローを行った（吸湿リフロー処理）。続いて半導体付き回路基板を－４０℃で５分間維持後、１２５℃で５分間維持を１サイクルとして、この処理を１０個のサンプルについては１０００サイクル、残りの１０個のサンプルについては２０００サイクル、それぞれ繰り返した。これらの処理の後、半導体付き回路基板を液晶基板に組み込むことにより、液晶パネルを作製し、表示テストを行った。１０００サイクル後、２０００サイクル後の各々のサンプルについて、１０個すべてについて表示されたものはＡ、接続不良の発生により１個でも表示されないものはＣとした。結果を表１～表４に示す（信頼性試験後／１０００サイクル、２０００サイクル）。
　（５）２３℃、５５％ＲＨ、１ヶ月および３ヶ月放置後の接着剤の溶融粘度測定
　（１）の工程において、２３℃、５５％ＲＨの環境下で１ヶ月および３ヶ月間それぞれ保管した接着剤フィルムについて、溶融粘度を以下の条件で測定を行った。最低溶融粘度が１００Ｐａ・ｓ以上、１００００Ｐａ・ｓ以下の場合、Ａと評価し、それ以外をＣと評価した。
動的粘弾性測定装置：ＭＣＲ－３０２（アントンパール・ジャパン（株）製）、
試料寸法：直径１５ｍｍ、厚さ０．８ｍｍ
昇温速度：２℃／分、
測定周波数：１Ｈｚ、
測定ひずみ：９％、
測定温度範囲０℃から１５０℃。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000009
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000010
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000011
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000012
　実施例１～３０と比較例１～８の対比から、酸変性ロジンを含有しない接着剤は保存性が悪く、巻重体を２３℃、５５％ＲＨの環境下で１ヶ月および３ヶ月間保管した接着剤フィルムを用いた場合は接続信頼性が全く得られなくなることがわかる。また、接着剤が無機粒子を含有する場合は、吸湿リフロー処理およびサーマルサイクル処理を行った場合においても、接続信頼性を保つことがわかる。
　実施例３１～４６および比較例９～１２
　有機溶剤可溶性ポリイミドＢを有機溶剤可溶性ポリイミドＣに変更した以外は実施例８～１４、２２～３０、比較例３、４、７、８と同様に接着剤を作製し評価を行ったところ、それぞれ実施例８～１４、２２～３０、比較例３、４、７、８の液晶表示テストの評価結果と同様の結果を得た。
　実施例４７～７６
　潜在性硬化剤の酸変性ロジンＫＥ－６０４を酸変性ロジンＫＲ－１２０に変更した以外は実施例１～３０と同様に半導体用接着剤を作製し評価を行ったところ、それぞれ実施例１～３０の液晶表示テストの評価結果と同様の結果を得た。
　実施例７７～８３および比較例１３、１４
　表５に示される（ａ）～（ｆ）成分について表５に示す配合比になるよう調合し、実施例１と同様に接着剤を作製し評価を行ったところ、表５の液晶表示テストの評価結果を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000013
　本発明の接着剤は、パソコン、携帯端末に使用される電子部品もしくは放熱板とプリント基板もしくはフレキシブル基板との接着、および基板同士の接着に用いられる接着剤として利用できる。さらにＬＳＩ、ＬＥＤ、レーザーダイオード等の半導体チップをフレキシブル基板、ガラスエポキシ基板、ガラス基板、セラミックス基板などの回路基板に接着あるいは直接電気的接合する際に用いられる半導体用接着剤として好適に利用可能である。

Claims (8)

  1. （ａ）ポリイミド、（ｂ）エポキシ化合物および（ｃ）酸変性ロジンを含有する接着剤。
  2. （ａ）ポリイミドが一般式（２）または一般式（３）で表される構造を有し、かつ一般式（１）で表される構造を一般式（２）または一般式（３）中のＲ４として、ポリマー全量に対し５～１５質量％含有するポリマーである請求項１記載の接着剤；
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
     式中、Ｒ１は２価の炭化水素基を示し、１分子内で同一でも異なっていてもよく、また異なる分子において同一でも異なっていてもよい。Ｒ２は１価の炭化水素基を示し、１分子内で同一でも異なっていてもよく、また異なる分子において同一でも異なっていてもよい。ｎは１～１０の整数を示す；
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
     式中、Ｒ３は４～１４価の有機基を示し、１分子内で同一でも異なっていてもよく、また異なる分子において同一でも異なっていてもよい；またＲ４は２～１２価の有機基を示し、１分子内で同一でも異なっていてもよく、また異なる分子において同一でも異なっていてもよい；またＲ３、Ｒ４の少なくとも一つは１，１，１，３，３，３－ヘキサフルオロプロピル基、イソプロピル基、エーテル基、チオエーテル基およびＳＯ２基からなる群より選ばれる１以上の基を少なくとも一つ含有する芳香族基である；Ｒ５、Ｒ６は、フェノール性水酸基、スルホン酸基およびチオール基からなる群より選ばれる１以上の基を示し、１分子内で同一でも異なっていてもよく、また異なる分子において同一でも異なっていてもよい；Ｘは１価の有機基を示す；ｍは８～２００の整数を示す；α、βはそれぞれ０～１０の整数を示し、α＋βは０～１０の整数を示す；ただし繰り返し数ｍのうち、２０～９０％はα＋β＝１～１０を示す。
  3. （ｃ）酸変性ロジンの含有量が（ｂ）エポキシ化合物１００質量部に対し５質量部以上、３０質量部以下である請求項１または２記載の接着剤。
  4. さらに（ｄ）無機粒子を含有し、（ａ）～（ｄ）の全量に対し、（ｄ）無機粒子の含有量が３０～８０質量％である請求項１～３のいずれか記載の接着剤。
  5. 請求項１～４のいずれか記載の接着剤からなる接着剤フィルム。
  6. ２３℃、５５％ＲＨの環境下に１ヶ月保管後の最低溶融粘度が１００～１００００Ｐａ・ｓの範囲内である請求項５記載の接着剤フィルム
  7. 請求項１～４のいずれか記載の接着剤の硬化物または請求項５もしくは６記載の接着剤フィルムの硬化物を含む半導体装置。
  8. 第一の回路部材と第二の回路部材の間に請求項１～４のいずれか記載の接着剤または請求項５もしくは６記載の接着剤フィルムを介在させ、加熱加圧により前記第一の回路部材と前記第二の回路部材を電気的に接続する半導体装置の製造方法。
    　　
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