説明

半導体封止用フィルム状接着剤

【課題】 300℃以上の高温で半導体チップと基板とを接続する場合のボイドの発生を抑制でき、配線間の十分な絶縁信頼性と、半導体チップと基板との間の十分な導通性とが得られる半導体封止用フィルム状接着剤を提供する。
【解決手段】 (a)ポリイミド樹脂と、(b)エポキシ樹脂と、(c)フェノール樹脂と、(d)硬化促進剤と、を含有する半導体封止用フィルム状接着剤であって、(d)硬化促進剤がイミダゾール類とイソシアヌル酸の付加物であり、350℃での溶融粘度が2000Pa・s以下であり、且つ、350℃で10秒間加熱した後の硬化反応率が50%以上であり、バンプを有する半導体チップと金属配線を有する基板とを300℃以上の温度で接続するために用いられる、半導体封止用フィルム状接着剤。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、半導体封止用フィルム状接着剤及びその接着剤を用いた半導体装置の製造方法並びに半導体装置に関する。
【背景技術】
【0002】
これまで、半導体チップと基板とを接続するには金ワイヤなどの金属細線を用いるワイヤーボンディング方式が広く適用されてきたが、半導体装置に対する小型化、薄型化、高機能化の要求に対応するため、半導体チップにバンプと呼ばれる導電性突起を形成し、基板電極と半導体チップとをバンプを介して直接接続するフリップチップ接続方式が広まりつつある。
【0003】
フリップチップ接続方式としては、はんだやスズを用いて金属接合させる方法、超音波振動を印加して金属接合させる方法、樹脂の収縮力によって機械的接触を保持する方法などが知られているが、接続部の信頼性の観点から、はんだやスズを用いて金属接合させる方法が一般的である。
【0004】
中でも、近年特に小型化、高機能化が進展している液晶表示モジュールにおいて、スズめっき配線を形成したポリイミド基板上に、金バンプを形成した液晶駆動用半導体チップを金−スズ共晶による金属接合によって搭載したCOF(Chip On Film)と呼ばれる半導体装置が用いられている。
【0005】
COFでは金−スズ共晶を形成するために、接続部を共晶温度である278℃以上にする必要がある。また、生産性向上の観点から、接続時間は5秒以下と短く、短時間で共晶温度以上に加熱するため、製造装置の設定温度は300〜400℃の高温になる。
【0006】
COFでは、接続部を外部環境から保護して外部応力が接続部に集中しないようにするとともに、狭ピッチ配線間の絶縁信頼性を確保するために、半導体チップと基板との間の空隙を樹脂で封止充てんする必要がある。現行の封止充てん方法としては、半導体チップと基板とを接続した後に、液状樹脂を毛細管現象によって空隙に注入して硬化させる方法が一般的であるが、狭ピッチ接続化に伴うチップ−基板間の空隙の減少によって注入に長時間を要し、生産性が低下することが懸念されている。上記懸念を解決する方法として、チップ又は基板に接着剤を供給した後、チップと基板とを接続する方法がある(例えば、特許文献1参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特開2006−188573号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
しかしながら、COFでは300℃以上の高温でチップと基板とを接続するため、チップまたは基板に接着剤を供給した後、チップと基板とを接続する方法を用いると、接着剤中の揮発成分などによって接着剤が発泡し、ボイドと呼ばれる気泡が発生しやすいという問題がある。ボイドは、狭ピッチ配線間の絶縁信頼性を低下させる原因になることから、ボイドの抑制が課題となっている。
【0009】
本発明は、上述した従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、300℃以上の高温で半導体チップと基板とを接続する場合のボイドの発生を抑制でき、配線間の十分な絶縁信頼性と、半導体チップと基板との間の十分な導通性とが得られる半導体封止用フィルム状接着剤及びその接着剤を用いた半導体装置の製造方法並びに半導体装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
上記目的を達成するために、本発明は、(a)ポリイミド樹脂と、(b)エポキシ樹脂と、(c)フェノール樹脂と、(d)硬化促進剤と、を含有する半導体封止用フィルム状接着剤であって、上記(d)硬化促進剤はイミダゾール類とイソシアヌル酸との付加物であり、350℃での溶融粘度が2000Pa・s以下であり、且つ、350℃で10秒間加熱した後の硬化反応率が50%以上であり、バンプを有する半導体チップと金属配線を有する基板とを300℃以上の温度で接続するために用いられる、半導体封止用フィルム状接着剤を提供する。
【0011】
かかる半導体封止用フィルム状接着剤によれば、上記構成を有することにより、300℃以上の高温で半導体チップと基板とを接続する場合のボイドの発生を十分に抑制することができ、配線間の十分な絶縁信頼性と、半導体チップと基板との間の十分な導通性とを得ることができる。
【0012】
また、本発明の半導体封止用フィルム状接着剤において、上記(a)ポリイミド樹脂は、重量平均分子量が30000以上であり、且つ、ガラス転移温度が100℃以下であることが好ましい。(a)ポリイミド樹脂の重量平均分子量が30000以上であることにより、良好なフィルム形成性を示すことができる。また、(a)ポリイミド樹脂のガラス転移温度が100℃以下であることにより、基板や半導体チップへの良好な貼付性が得られる。
【0013】
また、本発明の半導体封止用フィルム状接着剤において、上記(d)硬化促進剤は、イミダゾール類と有機酸との付加物であることが好ましい。(d)硬化促進剤がイミダゾール類と有機酸との付加物であることにより、フィルム状接着剤は、より良好な硬化性や接続性、保存安定性が得られる。また、有機酸を付加していないイミダゾール類を用いた場合と比較して、フィルム状接着剤の350℃での溶融粘度を十分に低くすることができ、これによって良好な接続性を確保することができる。
【0014】
また、本発明の半導体封止用フィルム状接着剤において、上記有機酸は、イソシアヌル酸であることが好ましい。これにより、フィルム状接着剤は、より良好な硬化性や保存安定性が得られる。また、フィルム状接着剤の350℃での溶融粘度をより十分に低くすることができる。
【0015】
また、本発明の半導体封止用フィルム状接着剤は、350℃、1MPaで5秒間圧着した際のボイド発生率が5%以下であることが好ましい。
【0016】
発生したボイドは、アンダーフィル(半導体チップと基板との間の空隙に充填された樹脂)と半導体チップ及び基板との接着力低下や剥離を引き起こし、接続不良や絶縁信頼性の低下を引き起こす恐れがある。
【0017】
また、ボイド中に水分が溜まることで、系中で不純物イオンの拡散・泳動が促進され、絶縁信頼性が低下する恐れがある。
【0018】
350℃、1MPaで5秒間圧着した際のボイド発生率が5%以下であると、絶縁信頼性が良好である。
【0019】
本発明はまた、バンプを有する半導体チップと金属配線を有する基板とを300℃以上の温度で接続する際に、上記本発明の半導体封止用フィルム状接着剤を介して接続し、上記半導体チップと上記基板との間の空隙を上記半導体封止用フィルム状接着剤で封止充てんする工程を有する、半導体装置の製造方法を提供する。
【0020】
かかる半導体装置の製造方法によれば、上記本発明の半導体封止用フィルム状接着剤を用いて半導体チップと基板との接続を行っているため、半導体チップと基板との間のボイドの発生が十分に抑制されており、配線間の十分な絶縁信頼性と、半導体チップと基板との間の十分な導通性とを有する半導体装置を効率的に製造することができる。
【0021】
また、本発明の半導体装置の製造方法において、上記バンプは金バンプであり、上記金属配線は表面がスズめっきされた金属配線であり、上記基板はポリイミド基板であり、上記半導体チップと上記基板とを300℃以上の温度で金−スズ共晶を形成させて接続することが好ましい。かかる製造方法により、金バンプを形成した半導体チップを金−スズ共晶による金属接合によってポリイミド基板に搭載したCOFを製造することができる。
【0022】
本発明は更に、上記本発明の半導体装置の製造方法によって製造される、半導体装置を提供する。
【0023】
かかる半導体装置は、上記本発明の半導体装置の製造方法によって製造されているため、半導体チップと基板との間のボイドの発生が十分に抑制されており、配線間の十分な絶縁信頼性と、半導体チップと基板との間の十分な導通性とが得られる。
【発明の効果】
【0024】
本発明によれば、300℃以上の高温で半導体チップと基板とを接続する場合のボイドの発生を抑制でき、配線間の十分な絶縁信頼性と、半導体チップと基板との間の十分な導通性とが得られる半導体封止用フィルム状接着剤及びその接着剤を用いた半導体装置の製造方法並びに半導体装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0025】
【図1】溶融粘度測定用サンプルAの圧着前の状態を示す模式断面図である。
【図2】ボイド発生率測定用サンプルBの圧着前の状態を示す模式断面図である。
【図3】実施例2のフィルム状接着剤を用いて作製した半導体装置の全体を示す写真である。
【図4】実施例2のフィルム状接着剤を用いて作製した半導体装置におけるチップ実装部分の断面を示す写真である。
【図5】実施例2及び比較例1のフィルム状接着剤を用いて作製した半導体装置における外観(配線周辺のボイド状況)を示す写真である。
【発明を実施するための形態】
【0026】
以下、本発明をその好適な実施形態に即して詳細に説明する。
【0027】
(半導体封止用フィルム状接着剤及びその製造方法)
本発明の半導体封止用フィルム状接着剤は、(a)ポリイミド樹脂と、(b)エポキシ樹脂と、(c)フェノール樹脂と、(d)硬化促進剤と、を含有する半導体封止用フィルム状接着剤であって、350℃での溶融粘度が2000Pa・s以下であり、且つ、350℃で10秒間加熱した後の硬化反応率が50%以上であるものである。以下、各成分について説明する。
【0028】
(a)ポリイミド樹脂
本発明で用いる(a)ポリイミド樹脂は、例えば、テトラカルボン酸二無水物とジアミンとを公知の方法で縮合反応させて得ることができる。すなわち、有機溶媒中で、テトラカルボン酸二無水物とジアミンとを等モル又はほぼ等モル用い(各成分の添加順序は任意)、反応温度80℃以下、好ましくは0〜60℃で付加反応させる。反応が進行するにつれて反応液の粘度が徐々に上昇し、ポリイミドの前駆体であるポリアミド酸が生成する。なお、フィルム状接着剤の諸特性の低下を抑えるため、上記の酸二無水物は無水酢酸で再結晶精製処理されることが好ましい。
【0029】
上記ポリアミド酸は、50〜80℃の温度で加熱して解重合させることによって、その分子量を調整することもできる。
【0030】
ポリイミド樹脂は、上記反応生成物(ポリアミド酸)を脱水閉環させて得ることができる。脱水閉環は、加熱処理する熱閉環法、又は、脱水剤を使用する化学閉環法により行うことができる。
【0031】
ポリイミド樹脂の原料として用いられるテトラカルボン酸二無水物としては特に制限は無く、例えば、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、2,2’,3,3’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、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、1,1−ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)エタン二無水物、1,1−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)エタン二無水物、ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)メタン二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)メタン二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)スルホン二無水物、3,4,9,10−ペリレンテトラカルボン酸二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)エーテル二無水物、ベンゼン−1,2,3,4−テトラカルボン酸二無水物、3,4,3’,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、2,3,2’,3’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、3,3,3’,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、1,2,5,6−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、1,4,5,8−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、1,2,4,5−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、2,6−ジクロロナフタレン−1,4,5,8−テトラカルボン酸二無水物、2,7−ジクロロナフタレン−1,4,5,8−テトラカルボン酸二無水物、2,3,6,7−テトラクロロナフタレン−1,4,5,8−テトラカルボン酸二無水物、フェナンスレン−1,8,9,10−テトラカルボン酸二無水物、ピラジン−2,3,5,6−テトラカルボン酸二無水物、チオフェン−2,3,5,6−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、3,4,3’,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,3,2’,3’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)ジメチルシラン二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)メチルフェニルシラン二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)ジフェニルシラン二無水物、1,4−ビス(3,4−ジカルボキシフェニルジメチルシリル)ベンゼン二無水物、1,3−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)−1,1,3,3−テトラメチルジシクロヘキサン二無水物、p−フェニレンビス(トリメリテート無水物)、エチレンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸二無水物、デカヒドロナフタレン−1,4,5,8−テトラカルボン酸二無水物、4,8−ジメチル−1,2,3,5,6,7−ヘキサヒドロナフタレン−1,2,5,6−テトラカルボン酸二無水物、シクロペンタン−1,2,3,4−テトラカルボン酸二無水物、ピロリジン−2,3,4,5−テトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、ビス(エキソ−ビシクロ〔2,2,1〕ヘプタン−2,3−ジカルボン酸二無水物、ビシクロ−〔2,2,2〕−オクト−7−エン−2,3,5,6−テトラカルボン酸二無水物、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〔4−(3,4−ジカルボキシフェニル)フェニル〕プロパン二無水物、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、2,2、−ビス〔4−(3,4−ジカルボキシフェニル)フェニル〕ヘキサフルオロプロパン二無水物、4,4’−ビス(3,4−ジカルボキシフェノキシ)ジフェニルスルフィド二無水物、1,4−ビス(2−ヒドロキシヘキサフルオロイソプロピル)ベンゼンビス(トリメリット酸無水物)、1,3−ビス(2−ヒドロキシヘキサフルオロイソプロピル)ベンゼンビス(トリメリット酸無水物)、5−(2,5−ジオキソテトラヒドロフリル)−3−メチル−3−シクロヘキセン−1,2−ジカルボン酸二無水物、テトラヒドロフラン−2,3,4,5−テトラカルボン酸二無水物、下記一般式(I)で表されるテトラカルボン酸二無水物、及び、下記式(II)で表されるテトラカルボン酸二無水物等が挙げられる。
【0032】
【化1】


[式中、mは2〜20の整数を示す。]
【0033】
【化2】

【0034】
上記一般式(I)で表されるテトラカルボン酸二無水物としては、例えば、無水トリメリット酸モノクロライド及び対応するジオールから合成することができ、具体的には1,2−(エチレン)ビス(トリメリテート無水物)、1,3−(トリメチレン)ビス(トリメリテート無水物)、1,4−(テトラメチレン)ビス(トリメリテート無水物)、1,5−(ペンタメチレン)ビス(トリメリテート無水物)、1,6−(ヘキサメチレン)ビス(トリメリテート無水物)、1,7−(ヘプタメチレン)ビス(トリメリテート無水物)、1,8−(オクタメチレン)ビス(トリメリテート無水物)、1,9−(ノナメチレン)ビス(トリメリテート無水物)、1,10−(デカメチレン)ビス(トリメリテート無水物)、1,12−(ドデカメチレン)ビス(トリメリテート無水物)、1,16−(ヘキサデカメチレン)ビス(トリメリテート無水物)、1,18−(オクタデカメチレン)ビス(トリメリテート無水物)等が挙げられる。
【0035】
上述したテトラカルボン酸二無水物の中でも、優れた耐湿信頼性を付与できる点で、上記式(II)で表されるテトラカルボン酸二無水物が好ましい。これらテトラカルボン酸二無水物は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
【0036】
また、上記式(II)で表されるテトラカルボン酸二無水物の含量は、全テトラカルボン酸二無水物に対して40モル%以上が好ましく、50モル%以上がより好ましく、70モル%以上が極めて好ましい。この量が40モル%未満であると、上記式(II)で表されるテトラカルボン酸二無水物を使用したことによる耐湿信頼性の効果を充分に得られにくくなる傾向がある。
【0037】
上記ポリイミド樹脂の原料として用いられるジアミンとしては特に制限はなく、例えば、o−フェニレンジアミン、m−フェニレンジアミン、p−フェニレンジアミン、3,3’−ジアミノジフェニルエーテル、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、3,3’−ジアミノジフェニルメタン、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、ビス(4−アミノ−3,5−ジメチルフェニル)メタン、ビス(4−アミノ−3,5−ジイソプロピルフェニル)メタン、3,3’−ジアミノジフェニルジフルオロメタン、3,4’−ジアミノジフェニルジフルオロメタン、4,4’−ジアミノジフェニルジフルオロメタン、3,3’−ジアミノジフェニルスルフォン、3,4’−ジアミノジフェニルスルフォン、4,4’−ジアミノジフェニルスルフォン、3,3’−ジアミノジフェニルスルフィド、3,4’−ジアミノジフェニルスルフィド、4,4’−ジアミノジフェニルスルフィド、3,3’−ジアミノジフェニルケトン、3,4’−ジアミノジフェニルケトン、4,4’−ジアミノジフェニルケトン、2,2−ビス(3−アミノフェニル)プロパン、2,2’−(3,4’−ジアミノジフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−アミノフェニル)プロパン、2,2−ビス(3−アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2−(3,4’−ジアミノジフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス(4−アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパン、1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、3,3’−(1,4−フェニレンビス(1−メチルエチリデン))ビスアニリン、3,4’−(1,4−フェニレンビス(1−メチルエチリデン))ビスアニリン、4,4’−(1,4−フェニレンビス(1−メチルエチリデン))ビスアニリン、2,2−ビス(4−(3−アミノフェノキシ)フェニル)プロパン、2,2−ビス(4−(3−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)ヘキサフルオロプロパン、ビス(4−(3−アミノエノキシ)フェニル)スルフィド、ビス(4−(4−アミノエノキシ)フェニル)スルフィド、ビス(4−(3−アミノエノキシ)フェニル)スルフォン、ビス(4−(4−アミノエノキシ)フェニル)スルフォン、3,5−ジアミノ安息香酸等の芳香族ジアミン、1,3−ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、2,2−ビス(4−アミノフェノキシフェニル)プロパン、下記一般式(III)で表される脂肪族エーテルジアミン、下記一般式(IV)で表される脂肪族ジアミン、下記一般式(V)で表されるシロキサンジアミン等が挙げられる。
【0038】
【化3】


[式中、Q、Q及びQは各々独立に炭素数1〜10のアルキレン基を示し、rは2〜80の整数を示す。]
【0039】
【化4】


[式中、qは5〜20の整数を示す。]
【0040】
【化5】


[式中、Q及びQは各々独立に炭素数1〜5のアルキレン基又は置換基を有してもよいフェニレン基を示し、Q、Q、Q、及びQは各々独立に炭素数1〜5のアルキル基、フェニル基又はフェノキシ基を示し、pは1〜5の整数を示す。]
【0041】
上述したジアミンの中でも、低応力性、低温ラミネート性、低温接着性を付与できる点で、上記一般式(III)又は(IV)で表されるジアミンが好ましい。また、低吸水性、低吸湿性を付与できる点では、上記一般式(V)で表されるジアミンが好ましい。これらのジアミンは、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。この場合、上記一般式(III)で表される脂肪族エーテルジアミンが全ジアミンの1〜50モル%、上記一般式(IV)で表される脂肪族ジアミンが全ジアミンの20〜79%、及び、上記一般式(V)で表されるシロキサンジアミンが全ジアミンの20〜79%であることが好ましい。上記含有量の範囲外であると、低温ラミネート性及び低吸水性の付与の効果が小さくなる傾向にあり好ましくない。
【0042】
また、上記一般式(III)で表される脂肪族エーテルジアミンとしては、具体的には、下記式;
【化6】


で表される脂肪族エーテルジアミンの他、下記式(VI)で表される脂肪族エーテルジアミンが挙げられる。これらの中でも、低温ラミネート性と有機レジスト付き基板に対する良好な接着性を確保できる点で、下記一般式(VI)で表される脂肪族エーテルジアミンがより好ましい。
【0043】
【化7】


[式中、sは2〜80の整数を示す。]
【0044】
上記一般式(VI)で表される脂肪族エーテルジアミンとして具体的には、サンテクノケミカル株式会社製のジェファーミンD−230,D−400,D−2000,D−4000,ED−600,ED−900,ED−2001,EDR−148、BASF社製のポリエーテルアミンD−230,D−400,D−2000等のポリオキシアルキレンジアミン等の脂肪族ジアミンが挙げられる。
【0045】
また、上記一般式(IV)で表される脂肪族ジアミンとしては、例えば、1,2−ジアミノエタン、1,3−ジアミノプロパン、1,4−ジアミノブタン、1,5−ジアミノペンタン、1,6−ジアミノヘキサン、1,7−ジアミノヘプタン、1,8−ジアミノオクタン、1,9−ジアミノノナン、1,10−ジアミノデカン、1,11−ジアミノウンデカン、1,12−ジアミノドデカン、1,2−ジアミノシクロヘキサン等が挙げられ、中でも1,9−ジアミノノナン、1,10−ジアミノデカン、1,11−ジアミノウンデカン、1,12−ジアミノドデカンが好ましい。
【0046】
また、上記一般式(V)で表されるシロキサンジアミンとしては、例えば、上記一般式(V)中のpが1のものとして、1,1,3,3−テトラメチル−1,3−ビス(4−アミノフェニル)ジシロキサン、1,1,3,3−テトラフェノキシ−1,3−ビス(4−アミノエチル)ジシロキサン、1,1,3,3−テトラフェニル−1,3−ビス(2−アミノエチル)ジシロキサン、1,1,3,3−テトラフェニル−1,3−ビス(3−アミノプロピル)ジシロキサン、1,1,3,3−テトラメチル−1,3−ビス(2−アミノエチル)ジシロキサン、1,1,3,3−テトラメチル−1,3−ビス(3−アミノプロピル)ジシロキサン、1,1,3,3−テトラメチル−1,3−ビス(3−アミノブチル)ジシロキサン、1,3−ジメチル−1,3−ジメトキシ−1,3−ビス(4−アミノブチル)ジシロキサン等が挙げられ、pが2のものとして、1,1,3,3,5,5−ヘキサメチル−1,5−ビス(4−アミノフェニル)トリシロキサン、1,1,5,5−テトラフェニル−3,3−ジメチル−1,5−ビス(3−アミノプロピル)トリシロキサン、1,1,5,5−テトラフェニル−3,3−ジメトキシ−1,5−ビス(4−アミノブチル)トリシロキサン、1,1,5,5−テトラフェニル−3,3−ジメトキシ−1,5−ビス(5−アミノペンチル)トリシロキサン、1,1,5,5−テトラメチル−3,3−ジメトキシ−1,5−ビス(2−アミノエチル)トリシロキサン、1,1,5,5−テトラメチル−3,3−ジメトキシ−1,5−ビス(4−アミノブチル)トリシロキサン、1,1,5,5−テトラメチル−3,3−ジメトキシ−1,5−ビス(5−アミノペンチル)トリシロキサン、1,1,3,3,5,5−ヘキサメチル−1,5−ビス(3−アミノプロピル)トリシロキサン、1,1,3,3,5,5−ヘキサエチル−1,5−ビス(3−アミノプロピル)トリシロキサン、1,1,3,3,5,5−ヘキサプロピル−1,5−ビス(3−アミノプロピル)トリシロキサン等が挙げられる。
【0047】
上記ポリイミド樹脂は、1種を単独で又は必要に応じて2種以上を混合(ブレンド)して使用することができる。
【0048】
(a)ポリイミド樹脂のガラス転移温度(Tg)は、基板やチップへの貼付性の観点から、100℃以下であることが好ましく、75℃以下であることがより好ましい。Tgが100℃より高い場合には、半導体チップに形成されたバンプや基板に形成された電極、配線パターンなどの凹凸を埋め込むことができず、気泡が残存して、ボイドの原因となる傾向がある。なお、上記のTgとは、DSC(パーキンエルマー社製、商品名:DSC−7型)を用いて、サンプル量10mg、昇温速度5℃/分、測定雰囲気:空気、の条件で測定したときのTgである。
【0049】
(a)ポリイミド樹脂の重量平均分子量は、単独で良好なフィルム形成性を示すために、ポリスチレン換算で30000以上であることが好ましく、40000以上であることがより好ましく、50000以上であることが更に好ましい。重量平均分子量が30000より小さい場合にはフィルム形成性が低下する恐れがある。なお、上記の重量平均分子量とは、高速液体クロマトグラフィー(島津製作所社製、商品名:C−R4A)を用いて、ポリスチレン換算で測定したときの重量平均分子量のことである。
【0050】
(b)エポキシ樹脂
本発明において用いる(b)エポキシ樹脂は、分子内に2個以上のエポキシ基を有するものであることが好ましく、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、フェノールアラルキル型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、トリフェニルメタン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂等の、各種多官能エポキシ樹脂などを使用することができる。これらは1種を単独で又は2種以上の混合体として使用することができる。また、例えば、ビスフェノールA型やビスフェノールF型の液状エポキシ樹脂は、1%熱重量減少温度が250℃以下であるため、高温加熱時に分解して揮発成分が発生する恐れがあることから、室温で固形のエポキシ樹脂を用いることが望ましい。
【0051】
(c)フェノール樹脂
本発明において用いる(c)フェノール樹脂は、分子内に2個以上のフェノール性水酸基を有するものであることが好ましく、例えば、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、フェノールアラルキル樹脂、クレゾールナフトールホルムアルデヒド重縮合物、トリフェニルメタン型多官能フェノール樹脂等の、各種多官能フェノール樹脂などを使用することができる。これらは1種を単独で又は2種以上の混合体として使用することができる。
【0052】
フィルム状接着剤において、(b)エポキシ樹脂と(c)フェノール樹脂との当量比((c)フェノール樹脂/(b)エポキシ樹脂)は、硬化性や接着性、保存安定性などの観点から、0.4〜1.2に設定することが望ましい。また、より好ましい当量比は、0.4〜1.0であり、さらに好ましい当量比は0.4〜0.9である。当量比が0.4より小さいと、フィルム状接着剤の硬化性が低下し、接着力が低下する恐れがあり、1.2を超えると、未反応のフェノール性水酸基が過剰に残存し、吸水率が高くなり、絶縁信頼性が低下する恐れがある。
【0053】
(a)ポリイミド樹脂と(b)エポキシ樹脂及び(c)フェノール樹脂混合物との質量比は、特に制限されないが、フィルム状を保持するためには、(a)ポリイミド樹脂1質量部に対して、(b)エポキシ樹脂及び(c)フェノール樹脂混合物が0.01〜4質量部であることが好ましく、0.1〜4質量部であることがより好ましく、0.1〜3質量部であることが更に好ましい。この質量比が0.01質量部より小さいと、フィルム状接着剤の硬化性が低下し、接着力が低下する恐れがあり、4質量部より大きいと、フィルム形成性が低下する恐れがある。
【0054】
(d)硬化促進剤
本発明において用いる(d)硬化促進剤に関しては、半導体封止用フィルム状接着剤の組成に応じて、半導体封止用フィルム状接着剤が350℃での溶融粘度が2000Pa・s以下であり、且つ、350℃で10秒間加熱した後の硬化反応率が50%以上を示すように選定すればよい。
【0055】
(d)硬化促進剤としては、イミダゾール類と有機酸との付加物が挙げられる。有機酸としては特に制限はないが、トリメリット酸やイソシアヌル酸が挙げられる。より好ましいのはイソシアヌル酸である。イミダゾール類と有機酸との付加物としては、例えば、2,4−ジアミノ−6−[2’−メチルイミダゾリル−(1’)]−エチル−s−トリアジンイソシアヌル酸付加物、2−フェニルイミダゾールイソシアヌル酸付加物、1−シアノエチル−2−ウンデシルイミダゾール、1−シアノエチル−2−ウンデシルイミダゾールトリメリテイト、1−シアノエチル−2−フェニルイミダゾリウムトリメリテイト、より好ましいのは2,4−ジアミノ−6−[2’−メチルイミダゾリル−(1’)]−エチル−s−トリアジンイソシアヌル酸付加物、2−フェニルイミダゾールイソシアヌル酸付加物である。これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。また、これらをマイクロカプセル化して潜在性を高めたものを用いてもよい。
【0056】
(d)硬化促進剤の配合量としては、質量比で(b)エポキシ樹脂と(c)フェノール樹脂との混合物1質量部に対して、0.001〜0.1質量部の割合が好ましく、0.001〜0.05質量部の割合がより好ましく、0.001〜0.03質量部の割合が更に好ましい。この質量比が0.001質量部より少ない場合には、フィルム状接着剤の硬化性が低下する恐れがあり、0.1質量部を超える場合には、金−スズ共晶による接続部が形成される前に硬化してしまい、接続不良が発生する恐れがある。
【0057】
本発明のフィルム状接着剤には、粘度や硬化物の物性を制御するためにフィラーを配合してもよい。フィラーとしては、絶縁性無機フィラーやウィスカー、樹脂フィラー等を用いることができる。絶縁性無機フィラーとしては、例えば、ガラス、シリカ、アルミナ、酸化チタン、カーボンブラック、マイカ、窒化ホウ素等が挙げられ、その中でも、シリカ、アルミナ、酸化チタン、窒化ホウ素が好ましく、シリカ、アルミナ、窒化ホウ素がより好ましい。ウィスカーとしては、例えば、ホウ酸アルミニウム、チタン酸アルミニウム、酸化亜鉛、珪酸カルシウム、硫酸マグネシウム、窒化ホウ素等が挙げられる。樹脂フィラーとしては、例えば、ポリウレタン、ポリイミドなどを用いることができる。これらのフィラー及びウィスカーは、1種を単独で又は2種以上の混合体として使用することもできる。フィラーの形状、粒径、及び配合量については、特に制限されない。
【0058】
さらに、本発明のフィルム状接着剤には、シランカップリング剤、チタンカップリング剤、レベリング剤、酸化防止剤、イオントラップ剤を配合してもよい。これらは1種を単独で用いてもよいし、2種以上組み合わせて用いてもよい。これらの配合量については、各添加剤の効果が発現するように適宜調整すればよい。
【0059】
本発明のフィルム状接着剤は、350℃での溶融粘度が2000Pa・s以下であることが必要であるが、200〜1800Pa・sであることがより好ましく、300〜1500Pa・sであることが特に好ましい。この溶融粘度が2000Pa・sを超えると、フィルム状接着剤を介して半導体チップと基板とを接続した場合に、フィルム状接着剤がバンプと配線との間に残存しやすく、初期導通不良を引き起こすこととなる。また、この溶融粘度が200Pa・s未満であると、粘度が低すぎてボイドが発生しやすくなる傾向がある。
【0060】
本発明において、フィルム状接着剤の350℃での溶融粘度は、平行板プラストメータ法により、350℃の温度で圧着を行った場合(その他の圧着条件:ステージ温度100℃、接続時間5秒、圧着圧力1MPa)の圧着前後のフィルム状接着剤の体積(厚み)変化から算出される値である。なお、平行板プラストメータ法による体積変化からの粘度算出式は、下記式(1)の通りである。
μ=8πFtZ/3V(Z−Z) (1)
μ:溶融粘度(Pa・s)
F:荷重(N)
t:加圧時間(s)
:初期厚み(m)
:加圧後厚み(m)
V:樹脂体積(m
【0061】
また、本発明のフィルム状接着剤は、350℃で10秒間加熱した後の硬化反応率が50%以上であることが必要であるが、60%以上であることがより好ましく、70%以上であることが特に好ましい。この硬化反応率が50%未満であると、硬化・増粘が遅く、高温接続による基板や金属(チップ、バンプ)のスプリングバックによるボイド発生の影響が大きくなる。硬化が早いとスプリングバックによるボイド発生が低減できる。そのため、硬化反応率が50%未満であると、300℃以上の高温でチップと基板とを接続する場合のボイドの発生を十分に抑制することができず、絶縁信頼性の低下を引き起こすこととなる。
【0062】
本発明において、フィルム状接着剤の350℃で10秒間加熱した後の硬化反応率は、以下の方法で測定されるものである。まず、フィルム状接着剤を350℃で10秒間加熱した後の硬化物について、示差走査熱量計を用いて10℃/分の昇温速度で昇温し、発熱量を測定する。この発熱量から、(未処理のフィルム状接着剤の発熱量/フィルム状接着剤を350℃で10秒間加熱処理した後の硬化物の発熱量)×100により、硬化反応率を算出する。なお、硬化反応率は、フィルム状接着剤を測定試料として求めることもできるが、フィルム状接着剤の構成材料のうち、加熱により硬化反応を生じる材料(例えば、(b)エポキシ樹脂、(c)フェノール樹脂及び(d)硬化促進剤)のみからなる組成物を測定試料として求めることも可能である。
【0063】
また、本発明のフィルム状接着剤の、350℃、1MPaで5秒間圧着した際のボイド発生率は、5%以下であることが好ましく、3%以下であることがより好ましく、1%以下であることが更に好ましい。ボイド発生率が5%より大きいと、狭ピッチ配線間にボイドが残存し、絶縁信頼性が低下する恐れがある。
【0064】
本発明のフィルム状接着剤の作製方法を以下に示す。(a)ポリイミド樹脂、(b)エポキシ樹脂、(c)フェノール樹脂、添加剤((d)硬化促進剤やフィラーなど)を有機溶媒中に加え、攪拌混合、混練などにより、溶解又は分散させて、樹脂ワニスを調製する。その後、離型処理を施した基材フィルム上に、樹脂ワニスをナイフコーター、ロールコーター、アプリケーター等を用いて塗布した後、加熱により有機溶媒を除去して、基材フィルム上にフィルム状接着剤を形成する。また、(a)ポリイミド樹脂を合成して用いる場合、(a)ポリイミド樹脂は合成後に単離することなく、溶媒を含むポリイミド樹脂ワニスの状態で使用し、このポリイミド樹脂ワニス中に各成分を加えて樹脂ワニスを調製してもよい。
【0065】
樹脂ワニスの調製に用いる有機溶媒としては、各成分を均一に溶解又は分散し得る特性を有するものが好ましく、例えば、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン、ジメチルスルホキシド、ジエチレングリコールジメチルエーテル、トルエン、ベンゼン、キシレン、メチルエチルケトン、テトラヒドロフラン、エチルセロソルブ、エチルセロソルブアセテート、ブチルセロソルブ、ジオキサン、シクロヘキサノン、酢酸エチル等が挙げられる。これらの有機溶媒は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。樹脂ワニス調製の際の混合や混練等は、攪拌機、らいかい機、3本ロール、ボールミル、ホモディスパー等を用いて行うことができる。
【0066】
また、基材フィルムとしては、有機溶媒を揮発させる際の加熱条件に耐え得る耐熱性を有するものであれば特に制限はなく、ポリエステルフィルム、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、ポリイミドフィルム、ポリエーテルイミドフィルム、ポリエーテルナフタレートフィルム、メチルペンテンフィルム等が例示できる。基材フィルムは、これらのフィルムからなる単層のものに限られず、2種以上の材料からなる多層フィルムであってもよい。
【0067】
さらに、塗布後の樹脂ワニスから有機溶媒を揮発させる際の条件は、有機溶媒が十分に揮発する条件とすることが好ましく、具体的には、50〜200℃、0.1〜90分間の加熱を行うことが好ましい。
【0068】
(半導体装置及びその製造方法)
本発明の半導体装置の製造方法は、バンプを有する半導体チップと金属配線を有する基板とを300℃以上の温度で接続する際に、上記本発明の半導体封止用フィルム状接着剤を介して接続し、上記半導体チップと上記基板との間の空隙を上記半導体封止用フィルム状接着剤で封止充てんする工程を有する、方法である。
【0069】
ここで、半導体チップに形成されているバンプの材質は特に限定されないが、金、低融点はんだ、高融点はんだ、ニッケル、スズ等が挙げられる。中でも、COFの場合には、金が好適である。
【0070】
基板の材質としては特に限定されないが、セラミックなどの無機基板やエポキシ、ビスマレイミドトリアジン、ポリイミドなどの有機基板が挙げられる。中でも、COFの場合には、ポリイミドが好適である。
【0071】
基板の配線を形成する材質としては、銅、アルミ、銀、金、ニッケルなどが挙げられる。配線は、エッチングまたはパターンめっきによって形成される。また、配線の表面は、金、ニッケル、スズ等でめっき処理されていてもよい。中でも、COFの場合には、表面がスズめっきされた銅配線が好適である。
【0072】
半導体チップと基板とは、上記本発明のフィルム状接着剤を介して接続される。このとき、本発明のフィルム状接着剤は、所定の大きさに切り出した後、基板に貼り付けてもよいし、半導体ウエハのバンプ形成面に貼り付けた後、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、フィルム状接着剤が貼り付いた半導体チップを作製してもよい。フィルム状接着剤の面積や厚みは、半導体チップサイズやバンプ高さなどによって適宜設定される。
【0073】
フィルム状接着剤を基板又は半導体チップに貼り付けた後、基板の配線パターンと半導体チップのバンプとを位置合わせし、300℃以上の接続温度、好ましくは300〜450℃の接続温度で0.5〜5秒間加圧する。接続荷重は、バンプ数に依存するが、バンプの高さばらつき吸収や、バンプ変形量の制御を考慮して設定される。半導体チップと基板とを接続した後、オーブン中等で加熱処理を行ってもよい。
【0074】
上記方法で製造された半導体装置は、チップと基板との間のボイドの発生が十分に抑制されており、十分な絶縁信頼性が得られる。
【実施例】
【0075】
以下、実施例及び比較例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【0076】
(合成例:ポリイミド樹脂の合成)
温度計、攪拌機及び塩化カルシウム管を備えた300mlフラスコに、1,12−ジアミノドデカン2.10g(0.035モル)、ポリエーテルジアミン(BASF社製、商品名:D2000、分子量:1923)17.31g(0.03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(信越化学社製、商品名:LP−7100)2.61g(0.035モル)及びN−メチル−2−ピロリドン(関東化学社製)150gを仕込み、攪拌した。ジアミンの溶解後、フラスコを氷浴中で冷却しながら、無水酢酸で再結晶精製した4,4’−(4,4’−イソプロピリデンジフェノキシ)ビス(フタル酸二無水物)(ALDRICH社製、商品名:BPADA)15.62g(0.10モル)を少量ずつ添加した。室温で8時間反応させたのち、キシレン100gを加え、窒素ガスを吹き込みながら180℃で加熱し、水と共にキシレンを共沸除去して、ポリイミド樹脂の溶液を得た。得られたポリイミド樹脂は、Tgが22℃、重量平均分子量が47000、SP値が10.2であった。
【0077】
(実施例1)
20mlガラス製スクリュー管に、合成例にて合成したポリイミド樹脂1.00g(固形分)、エポキシ樹脂(YDCN−702)0.1109g、エポキシ樹脂(VG3101L)0.1109g、フェノール樹脂(カヤハードNHN)0.0782g、シリカフィラー(R972)0.0684g、窒化ホウ素(HPP1−HJ)0.4333g、硬化促進剤(2PZOK)0.002218g、及び、酸化防止剤(AO−60)0.04gを仕込み、固形分が40質量%となるようにN−メチル−2−ピロリドン(NMP)を加え、撹拌・脱泡装置(商品名:AR−250、株式会社シンキー製)で撹拌・脱泡し、樹脂ワニスを得た。得られた樹脂ワニスを、離型処理を施したフィルム(商品名:ピューレックスA53、帝人デュポンフィルム(株)製)上に、塗工機(商品名:PI−1210 FILMCOATER、テスター産業株式会社製)を用いて塗工し、クリーンオーブン(ESPEC社製)にて80℃で30分間、次いで120℃で30分間乾燥し、フィルム状接着剤を得た。
【0078】
(実施例2及び比較例1〜2)
樹脂ワニスの調製において、使用した材料の組成を下記の表1に示すように変更したこと以外は実施例1と同様にして、実施例2及び比較例1〜2のフィルム状接着剤を得た。なお、表1において、各材料の配合量は質量部で表す。
【0079】
また、実施例及び比較例で使用した各材料の詳細を以下に示す。
(a)ポリイミド樹脂
合成例にて合成したポリイミド樹脂(以下、「合成ポリイミド」と言う)。
(b)エポキシ樹脂
クレゾールノボラック型エポキシ樹脂(東都化成株式会社製、商品名:YDCN−702)。
多官能特殊エポキシ樹脂(株式会社プリンテック製、商品名:VG3101L)。
(c)フェノール樹脂
クレゾールナフトールホルムアルデヒド重縮合物(日本化薬株式会社製、商品名:カヤハードNHN)。
(d)硬化促進剤
2−フェニルイミダゾールイソシアヌル酸付加物(四国化成株式会社製、商品名:2PZOK)。
2,4−ジアミノ−6−[2’−メチルイミダゾリル−(1’)]−エチル−s−トリアジンイソシアヌル酸付加物(四国化成株式会社製、商品名:2MAOK−PW)。
2,4−ジアミノ−6−[2’−メチルイミダゾリル−(1’)]−エチル−s−トリアジン(四国化成株式会社製、商品名:2MZA−PW)。
(e)フィラー
窒化ホウ素(水島合金鉄社製、商品名:HPP1−HJ、平均粒子径:1.0μm、最大粒子径:5.1μm)。
シリカフィラー(日本アエロジル株式会社製、商品名:R972、平均粒子径20nm)。
(f)溶媒
N−メチル−2−ピロリドン(NMP)(関東化学社製)。
(添加剤)
ヒンダードフェノール系酸化防止剤(株式会社ADEKA製、商品名:AO−60)。
【0080】
【表1】

【0081】
<硬化反応率の測定>
エポキシ樹脂、フェノール樹脂、硬化促進剤を表1と同様の組成で配合し、溶媒を乾燥して硬化物を得た。アルミパン中に約10mgの硬化物を量りとり、示差走査熱量計(商品名:DSC7、株式会社パーキン−エルマージャパン製)を用い、10℃/分の昇温速度で昇温し、発熱量を測定した。硬化反応率(%)は発熱量から下記式;
硬化反応率(%)=(未処理のフィルム状接着剤の発熱量/フィルム状接着剤を350℃で10秒間ホットプレート上で加熱した後の硬化物の発熱量)×100
により算出した。その結果を表2に示す。
【0082】
<溶融粘度の測定>
実施例及び比較例で作製したフィルム状接着剤を切り抜き(φ6mm、厚み約0.1mm)、図1に示すように、切り抜いたフィルム状接着剤4をガラスチップ3(15mm×15mm×0.7mm)上に貼付し、カバーガラス7(18mm×18mm×0.12〜0.17mm)を被せ、サンプルAを作製した。サンプルAを、フリップチップボンダ(FCB3、パナソニック社製)で圧着し(圧着条件:ヘッド温度350℃、ステージ温度100℃、5秒間、1MPa)、圧着前後のフィルム状接着剤の体積変化を測定した。溶融粘度は平行板プラストメータ法により体積変化から下記式(1)に基づいて算出した。その結果を表2に示す。
【0083】
(平行板プラストメータ法の粘度算出式)
μ=8πFtZ/3V(Z−Z) (1)
μ:溶融粘度(Pa・s)
F:荷重(N)
t:加圧時間(s)
:初期厚み(m)
:加圧後厚み(m)
V:樹脂体積(m
【0084】
<ボイド発生率の測定>
実施例及び比較例で作製したフィルム状接着剤を切り抜き(5mm×5mm×0.03mm)、図2に示すように、切り抜いたフィルム状接着剤4をガラスチップ3(15mm×15mm×0.7mm)上に貼付し、金バンプ6付チップ5(4.26mm×4.26mm×0.27mm、バンプ高さ0.02mm)を被せ、サンプルBを作製した。サンプルBをFCB3(パナソニック社製)で圧着し(圧着条件:ヘッド温度350℃、ステージ温度100℃、5秒間、1MPa)、圧着後のボイド発生率を測定した。ボイド発生率は、上記の金バンプ付チップの面積に対する圧着後の発生ボイド面積の比率で算出した。その結果を表2に示す。
【0085】
<半導体装置の製造(導通の可否及び外観評価)>
実施例及び比較例で作製したフィルム状接着剤を切り抜き(2.5mm×15.5mm×0.03mm)、ポリイミド基板(ポリイミド基材:38μm厚、銅配線:8μm厚、配線スズめっき:0.2μm厚、株式会社日立超LSIシステムズ製、商品名:JKIT COF TEG_30−B)上に貼付し、金バンプ付きチップ(チップサイズ1.6mm×15.1mm×0.4mm、バンプサイズ:20μm×100μm×15μm、バンプ数726、株式会社日立超LSIシステムズ製、商品名:JTEG PHASE6_30)をFCB3(パナソニック製)で実装した(実装条件:ヘッド温度350℃、ステージ温度100℃、5秒間、50N)。ここで、図3は、実施例2で得られた半導体装置の全体を示す写真であり、ポリイミド基板8上に半導体チップ9が実装されている状態を示している。また、図4は、実施例2で得られた半導体装置におけるチップ実装部分の断面を示す写真であり、ポリイミド基板8のスズめっきされた銅配線2と、半導体チップ9の金バンプ10とが金−スズ共晶により接続されており、半導体チップ9とポリイミド基板8との間の空隙がフィルム状接着剤11の硬化物により封止充てんされている状態を示している。
【0086】
また、上記ポリイミド基板に、金バンプ付きチップ(デイジーチェーン接続)をフィルム状接着剤を介さずにFCB3で実装して半導体装置を作製したところ、金バンプ付きチップと銅配線との間の接続抵抗値は約155Ωであった。このことから、実施例及び比較例のフィルム状接着剤を用いて作製した半導体装置における金バンプ付きチップと銅配線との間の接続抵抗値を測定し、その値が170Ω以下である場合を初期導通可とし、170Ω以上又は接続不良(接続抵抗値が表示されない)である場合を初期導通不可と判定した。その結果を表2に示す。
【0087】
<絶縁信頼性試験(HAST試験:Highly Accelerated StorageTest)>
実施例及び比較例で作製したフィルム状接着剤(厚み:30μm)を、ポリイミドフィルム上にスズめっきされた銅配線を形成したくし型電極評価TEG(新藤電子社製、perflex−S、配線ピッチ:30μm)に貼付し、クリーンオーブン(ESPEC社製)中、180℃で1時間キュアした。キュア後、サンプルを取り出し、加速寿命試験装置(HIRAYAMA社製、商品名:PL−422R8、条件:110℃/85%RH/100時間)に設置し、絶縁抵抗を測定した。評価方法としては、100時間を通して絶縁抵抗が1×10Ω以上である場合を「A」、絶縁抵抗の最低値が1×10Ω以上1×10Ω未満である場合を「B」、絶縁抵抗の最低値が1×10Ω未満である場合を「C」とする。なお、評価結果が「C」であるものは、実用上問題がある。その結果を表2に示す。
【0088】
【表2】

【0089】
表2に示した結果から明らかなように、実施例1〜2では硬化促進剤を添加したことで、350℃で10秒間加熱した後の硬化反応率が50%以上であるという条件を満たし、硬化促進剤を含まず硬化反応率が50%未満である比較例1に比べ、ボイド発生率が激減している。また、実施例1〜2及び比較例1について、半導体装置の初期導通は可である。一方、比較例2では350℃で10秒間加熱した後の硬化反応率が50%以上であるという条件を満たし、ボイド発生率も比較例1に比べ激減しているが、350℃での溶融粘度が2000Pa・sを超えることから半導体装置の初期導通は不可である。
【0090】
また、図5(a)及び(b)は、実施例2及び比較例1のフィルム状接着剤を用いて作製した半導体装置における外観(配線周辺のボイド状況)を示す写真である。図5から明らかなように、比較例1に比べ、硬化促進剤を添加した実施例2はボイド1が激減している。
【符号の説明】
【0091】
1…ボイド、2…銅配線、3…ガラスチップ、4…フィルム状接着剤、5,9…半導体チップ、6,10…金バンプ、7…カバーガラス、8…ポリイミド基板、11…フィルム状接着剤の硬化物。


【特許請求の範囲】
【請求項1】
(a)ポリイミド樹脂と、(b)エポキシ樹脂と、(c)フェノール樹脂と、(d)硬化促進剤と、を含有する半導体封止用フィルム状接着剤であって、
前記(d)硬化促進剤はイミダゾール類とイソシアヌル酸との付加物であり、
350℃での溶融粘度が2000Pa・s以下であり、且つ、350℃で10秒間加熱した後の硬化反応率が50%以上であり、
バンプを有する半導体チップと金属配線を有する基板とを300℃以上の温度で接続するために用いられる、
半導体封止用フィルム状接着剤。
【請求項2】
前記(a)ポリイミド樹脂は、重量平均分子量が30000以上であり、且つ、ガラス転移温度が100℃以下である、請求項1に記載の半導体封止用フィルム状接着剤。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【公開番号】特開2013−80963(P2013−80963A)
【公開日】平成25年5月2日(2013.5.2)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2013−8462(P2013−8462)
【出願日】平成25年1月21日(2013.1.21)
【分割の表示】特願2008−264216(P2008−264216)の分割
【原出願日】平成20年10月10日(2008.10.10)
【出願人】(000004455)日立化成株式会社 (4,649)
【Fターム(参考)】