半導体用接着フィルム及びこれを用いた半導体装置
【課題】 半導体素子と有機基板等の半導体素子搭載用支持部材とを低温で接着し、回路段差を充填することができる半導体用接着フィルムを提供すること。
【解決手段】 （Ａ）熱可塑性樹脂、（Ｂ）エポキシ樹脂、（Ｃ）液状フェノール化合物を含む半導体接着用フィルムであって、前記（Ｂ）が実質的に固形のエポキシ樹脂で構成される半導体接着用フィルムによって解決される。前記（Ｃ）液状フェノール化合物がアリル基を含むものであることが好ましい。
【解決手段】 （Ａ）熱可塑性樹脂、（Ｂ）エポキシ樹脂、（Ｃ）液状フェノール化合物を含む半導体接着用フィルムであって、前記（Ｂ）が実質的に固形のエポキシ樹脂で構成される半導体接着用フィルムによって解決される。前記（Ｃ）液状フェノール化合物がアリル基を含むものであることが好ましい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体用接着フィルム及びこれを用いた半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の高機能化等に対応して半導体装置の高密度化、高集積化の要求が強まり、半導体パッケージの大容量高密度化が進んでいる。
このような要求に対応するため、例えば半導体素子の上にリードを接着するリード・オン・チップ（ＬＯＣ）構造が採用されている。
【０００３】
しかし、ＬＯＣ構造では、半導体素子とリードフレームとを接合するため、その接合部での接着信頼性が半導体パッケージの信頼性に大きく影響している。
【０００４】
従来、半導体素子とリードフレームとの接着には、ペースト状の接着剤が用いられていた。
しかし、ペースト状の接着剤を適量に塗布することが困難であり、半導体素子から接着剤がはみ出すことがあった。
【０００５】
例えばＬＯＣ構造ではポリイミド樹脂を用いたホットメルト型の接着剤フィルム等の耐熱性基材に接着剤を塗布したフィルム状接着剤が用いられてきている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
しかし、ホットメルト型の接着剤フィルムは、高温で接着する必要があるため、高密度化した半導体素子、リードフレームに熱損傷を与える場合があった。
【０００７】
特に近年の半導体パッケージはチップの上にチップを多段で積層することでパッケージの小型化、薄型化、大容量化を実現している。そういったパッケージにはリードフレームに代わりビスマレイミド−トリアジン基板やポリイミド基板のような有機基板の使用が増加している。こういった有機基板の増加とともにパッケージをはんだ付けするための赤外線リフロー時にパッケージ内部の吸湿水分によるパッケージクラックが技術課題となっており特に半導体素子接着剤の寄与するところが大きいことが分かっている。
【０００８】
しかしながら有機基板はリードフレームと比較し、耐熱性に乏しく、さらにパッケージの薄型化に伴い、チップの薄型化が進み、これまでの高温での貼りつけ温度ではチップの反りが顕著になることより、これまで以上に低温での熱圧着可能なフィルム状接着剤の要求が高まっている。このようなフィルム状接着剤として熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂の混合物からなるホットメルト型の接着フィルムが用いられる。
【特許文献１】特開平６−２６４０３５号公報
【特許文献２】特開２０００−１０４０４０号公報
【特許文献３】特開２００２−１２１５３０号公報
【特許文献４】特許３５６２４６５
【特許文献５】特開２００２−２５６２３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記文献記載の従来技術は、以下の点で改善の余地を有していた。
第一に、特許文献２および３では、熱可塑性樹脂としてポリイミド樹脂、熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂が用いられていたが、このような接着フィルムは、耐熱性・信頼性には優れるものの、高温状態で初めて溶融粘度が低下し、さらに最低溶融粘度が高いことより、低温での濡れ性が不足しているため、低温での貼り付けが困難であり、チップが薄型かつ多段に積層されたパッケージに適用するのが困難であったという課題を有していた。
第二に、特許文献４および５では、低温での濡れ性を改善するためにガラス転移温度の低い熱可塑性樹脂としてアクリルゴムを主成分とする樹脂を用いられているが、熱可塑性樹脂の分子量が高く、かつ含有する熱硬化成分の高温時での粘度が高い場合、フィルム状接着剤の流動性が乏しく、有機基板に設けられた回路との間の空隙を埋めることができず、高温時に剥離が起こりやすい。
第三に、低分子量の熱硬化成分の含有量を高くする方法も考えられるが、フィルム状接着剤が可とう性に乏しくなり、フィルム状接着剤を切断する際、フィルム状接着剤の割れが発生しやすい。
本発明は上記事情にかんがみてなされたものであり、その目的とするところは半導体素子とリードフレーム、有機基板等の半導体素子搭載用支持部材とを接着することができ低温接着性および作業性に優れた半導体用接着フィルムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の半導体用接着フィルムは、（Ａ）熱可塑性樹脂、（Ｂ）エポキシ樹脂、（Ｃ）液状フェノール化合物を含む半導体接着用フィルムであって、前記（Ｂ）が実質的に固形のエポキシ樹脂で構成される半導体接着用フィルムである。
本発明の半導体用接着フィルムは、固形エポキシ樹脂を添加すると共に、液状フェノール化合物を添加している。このため、低温での溶融粘度を低く維持するとともにフィルム状接着剤の脆さを低減し、作業性に優れる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、半導体素子とリードフレーム、有機基板等の半導体素子搭載用支持部材とを接着することができ低温接着性および作業性、とくに搬送ロールにてフィルムを搬送する際の作業性の優れた半導体用接着フィルムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の半導体用接着フィルムについて説明する。
本発明の半導体用接着フィルムは、（Ａ）熱可塑性樹脂、（Ｂ）エポキシ樹脂、（Ｃ）液状フェノール化合物を含み、当該（Ｂ）エポキシ樹脂が実質的に固形エポキシ樹脂であり、かつ当該（Ｃ）液状フェノール化合物が化１で表される液状ポリフェノールを含むもので構成される半導体接着用フィルムである。
以下、本発明の半導体用接着フィルムの各成分について説明する。
【００１３】
本発明で使用する（Ａ）熱可塑性樹脂とは、熱塑性を有するもので線状の化学構造を有する高分子の樹脂を意味する。具体的には、ポリイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂等のポリイミド系樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂等のポリアミド系樹脂、アクリル酸エステル共重合体等のアクリル系樹脂等が挙げられる。
これらの中でもアクリル系樹脂が好ましい。アクリル系樹脂は、ガラス転移温度が低いため初期密着性を向上することができる。ここで初期密着性とは、半導体用接着フィルムで半導体素子と支持部材とを接着した際の初期段階における密着性であり、すなわち半導体用接着フィルムを硬化処理する前の密着性を意味する。
【００１４】
アクリル系樹脂は、アクリル酸およびその誘導体を主なモノマーとする樹脂のことを意味する。具体的にはアクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル等のアクリル酸エステル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル等のメタクリル酸エステル、アクリロニトリル、アクリルアミド等の重合体および他の単量体との共重合体等が挙げられる。
本発明においては、エポキシ基、水酸基、カルボキシル基、ニトリル基等を持つ化合物を有するアクリル系樹脂（特に、アクリル酸エステル共重合体）が好ましい。これにより、半導体素子等の被着体への密着性をより向上することができる。前記官能基を持つ化合物として、具体的にはグリシジルエーテル基を持つグリシジルメタクリレート、水酸基を持つヒドロキシメタクリレート、カルボキシル基を持つカルボキシメタクリレート、ニトリル基を持つアクリロニトリル等が挙げられる。これらの中でも特にニトリル基を持つ化合物を含むアクリル酸エステル共重合体が好ましい。これにより、被着体への密着性を特に向上することができる。
【００１５】
前記官能基を持つ化合物の含有量は、特に限定されないが、前記アクリル系樹脂全体の０．５重量％以上４０重量％以下が好ましく、特に５重量％以上３０重量％以下が好ましい。含有量が０．５重量％以上であると密着性を向上する効果が高まり、４０重量％以下であると粘着力を抑制できるため、作業性を向上する効果が高まる。
【００１６】
（Ａ）熱可塑性樹脂、特にアクリル系樹脂の重量平均分子量は、特に限定されないが１０万以上が好ましく、特に１５万〜１００万が好ましい。重量平均分子量がこの範囲内であると、特に半導体用接着フィルムの製膜性を向上することができる。さらに重量平均分子量がこの範囲内であると、熱可塑性樹脂中に熱硬化性の官能基を含んでいる場合にも熱処理により樹脂単独で硬化挙動はほとんど示すことはない。
【００１７】
（Ａ）熱可塑性樹脂のガラス転移温度は、特に限定されないが、−２０℃以上６０℃以下が好ましく、特に−１０℃以上５０℃以下が好ましい。ガラス転移温度が−２０℃以上であると半導体用接着フィルムの粘着力を抑制できるため、作業性を向上する効果が高まる。ガラス転移温度が６０℃以下であると低温接着性が向上することができる。
【００１８】
（Ａ）熱可塑性樹脂の含有量は、特に限定されないが、（Ａ）熱可塑性樹脂ａ重量部、（Ｂ）エポキシ樹脂ｂ重量部（Ｃ）液状フェノール化合物ｃ重量部、および（Ｄ）固形フェノール樹脂ｄ重量部とした場合、０．１≦ａ／（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ）≦０．５が好ましく、より好ましくは、０．１５≦ａ／（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ）≦０．４であり、０．２≦ａ／（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ）≦０．３が特に好ましい。０．１以上であると、樹脂組成物の成膜性が向上し、半導体用接着フィルムの靭性が向上する。０．５以下であると、フィルム状接着剤の貼り付け時の流動性が向上し、熱圧着した際に有機基板の回路段差にフィルム状接着剤を充填させることができる。
【００１９】
本発明で使用する（Ｂ）エポキシ樹脂はモノマー、オリゴマ−及びポリマーのいずれかをいう。例えばビフェニル型エポキシ樹脂、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、水添ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、脂肪族型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、変性フェノール型エポキシ樹脂、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、アルキル変性トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、トリアジン核含有エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノール型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡノボラック型エポキシ樹脂、臭素化フェノールノボラック型エポキシ樹脂、ナフトール型エポキシ樹脂等が挙げられる。
【００２０】
前記エポキシ樹脂の含有量は、前記熱可塑性樹脂１０重量部に対して１０重量部以上１００重量部以下が好ましく、特に２０重量部以上５０重量部以下が好ましい。含有量が前記下限値以上であると貼り付け時の流動性が向上し、前記上限値以下であると半導体用接着フィルムの靭性を向上させることができる。
【００２１】
さらにエポキシ樹脂（Ｂ）と液状フェノール化合物（Ｃ）、および固形フェノール樹脂（Ｄ）の総重量を１００重量部とした時、エポキシ樹脂が２０重量部以上８０重量部以下、好ましくは４０重量部以上７０重量部以下含んでいることが好ましい。含有量が前記下限値以上であると、熱圧着時に流動性が向上し、有機基板に設けられた回路との間の空隙を充填することが可能となる。前記上限値以下であると半導体用接着フィルムの靭性が向上し、フィルム切断時のフィルム割れを抑制することができる。ここで（Ｂ）エポキシ樹脂は軟化点の違う２種以上のものを併用すると、貼り付け性およびフィルムの靭性を両立させることができ、なお好ましい。
【００２２】
本発明で使用する（Ｃ）液状フェノール化合物は、エポキシ樹脂の硬化剤として働くものであり、２５℃において粘度が３０Ｐａ・ｓ（３０，０００ｃｐｓ）以下の液状フェノール化合物をいう。好ましくは、粘度が２５℃で１０Ｐａ・ｓ（１０，０００ｃｐｓ）以下である。粘度は核体数ｎやベンゼン環置換基の種類により制御することができる。
【００２３】
本発明で使用される（Ｃ）液状フェノール化合物の具体例としては、ビス（モノまたはジｔ−ブチルフェノール）プロパン、メチレンビス（２−プロペニル）フェノール、プロピレンビス（２−プロペニル）フェノール、ビス[（２−プロペニルオキシ）フェニル]メタン、ビス[（２−プロペニルオキシ）フェニル]プロパン、４,４'−（１−メチルエチリデン）ビス[２−−（２−プロペニル）フェノール]、４,４'−（１−メチルエチリデン）ビス[２−（１−フェニルエチル）フェノール]、４,４'−（１−メチルエチリデン）ビス[２−メチルー６−ヒドロキシメチルフェノール]、４,４'−（１−メチルエチリデン）ビス[２−メチル−６−（２−プロペニル）フェノール]、４,４'−（１−メチルテトラデシリデン）ビスフェノールがあげられる。
【００２４】
（Ｃ）液状フェノール化合物の全エポキシ樹脂に対する添加量は、前記（Ｂ）エポキシ樹脂のエポキシ当量と（Ｃ）液状フェノール化合物の水酸基当量の比が０．５以上１．５以下が好ましく、特に０．７以上１．３以下が好ましい。当量比が前記下限値以上であると半導体用接着フィルムの耐熱性が向上し、前記上限値以下であると半導体用接着フィルムの保存性が向上する。
【００２５】
本発明で使用される（Ｃ）液状フェノール化合物は、好ましくは式（１）で表されるものである。式（１）で表される化合物は、アリルフェノールをフォルムアルデヒドにて重縮合したものであり、好ましい具体例としては、2-(２-プロぺニル)フェノールの重縮合物である。
【化２】
（式中、ｐ、ｑ、ｒは１〜３の整数を表す。Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3はアリル基を表す。）
【００２６】
本発明の効果を損なわない範囲で本発明の（Ｃ）液状フェノール化合物以外に（Ｄ）固形フェノール樹脂を添加することも可能である。（Ｄ）固形フェノール樹脂は、上記のエポキシ樹脂と硬化反応をして架橋構造を形成することができる少なくとも２個以上のフェノール性水酸基を有するモノマー、オリゴマー、ポリマー全般を指し、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（フェニレン、ビフェニレン骨格を含む）樹脂、ナフトールアラルキル樹脂、トリフェノールメタン樹脂、ジシクロペンタジエン型フェノール樹脂等が挙げられる。これらは単独で用いても混合して用いてもよい。
【００２７】
前記フェノール樹脂の含有量は、特に限定されないが、前記（Ｂ）エポキシ樹脂のエポキシ当量と（Ｃ）液状フェノール化合物および（Ｄ）フェノール樹脂を併せた水酸基当量の比が０．５以上１．５以下が好ましく、特に０．７以上１．３以下が好ましい。当量比が前記下限値以上であると半導体用接着フィルムの耐熱性が向上し、前記上限値以下であると半導体用接着フィルムの保存性が向上する。
【００２８】
前記樹脂組成物は硬化反応を促進させるため、必要に応じて（Ｅ）硬化促進剤を含んでもよい。硬化促進剤の具体例としては、イミダゾール類、１，８−ジアザビシクロ（５，４，０）ウンデセン等アミン系触媒、トリフェニルホスフィン等リン系触媒が挙げられる。
【００２９】
本発明のフィルム状接着剤層は必要に応じてさらにカップリング剤を含むことができる。これにより樹脂と被着体及び樹脂との密着性を向上させることができる。
【００３０】
カップリング剤としてはシラン系、チタン系、アルミニウム系などが挙げられるが中でもシラン系カップリング剤が好ましい。カップリング剤としては例えばビニルトリクロロシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、β−（３，４エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、３−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、３−アクリロキシプロピルトリメトキシシランなどが挙げられる。
【００３１】
前記カップリング剤の配合量は、特に限定されないが、前記アクリル酸エステル共重合体１００重量部に対して０．０１〜１０重量部が好ましく、特に０．１〜１０重量部が好ましい。配合量が前記下限値以上だと密着性の向上する効果が高まり、上限値以下であるとアウトガスやボイドの発生を抑制することができる。
【００３２】
前記樹脂組成物は、必要に応じて、他の成分としてシアネート基を有する有機化合物を含んでも良い。これにより、被着体への密着性と耐熱性とをより向上することができる。
前記シアネート基を有する有機化合物としては、例えばビスフェノールＡジシアネート、ビスフェノールＦジシアネート、ビス（４−シアネートフェニル）エーテル、ビスフェノールＥジシアネート、シアネートノボラック樹脂等が挙げられる。
【００３３】
本発明の半導体用接着フィルムは、例えば前記樹脂組成物をメチルエチルケトン、アセトン、トルエン、ジメチルホルムアルデヒド等の溶剤に溶解して、ワニスの状態にした後、コンマコーター、ダイコーター、グラビアコーター等を用いて離型シートに塗工し、乾燥させ後、離型シートを除去することによって得ることができる。
前記半導体用接着フィルムの厚さは、特に限定されないが、３μｍ以上１００μｍ以下が好ましく、特に５μｍ以上７０μｍ以下が好ましい。厚さが前記範囲内であると、特に厚さ精度の制御を容易にできる。
【実施例】
【００３４】
まず、半導体用接着フィルムの実施例および比較例について説明する。
（実施例１）
（１）半導体用接着フィルム樹脂ワニスの調製
熱可塑性樹脂（Ａ）としてアクリル酸エステル共重合体（ブチルアクリレート−アクリロニトリル−エチルアクリレート−グリシジルメタクリレート共重合体、ナガセケムテックス（株）製、ＳＧ−８０ＨＤＲ、Ｔｇ：１０℃、重量平均分子量：３５０，０００）１００重量部と、硬化性樹脂としてエポキシ樹脂（ＥＯＣＮ−１０２０−８０（オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂）、エポキシ当量２００ｇ／ｅｑ、日本化薬（株）製）９７重量部と、ＮＣ６０００（エポキシ当量２００ｇ／ｅｑ、日本化薬（株）製）１４６重量部、液状フェノール化合物（ＭＥＨ−８０００Ｈ、水酸基当量１４１ｇ／ＯＨ基、明和化成（株）製）１１０重量部、固形フェノール樹脂（ＰＲ−ＨＦ−３、水酸基当量１０４ｇ／ＯＨ基、住友ベークライト（株）製）４７重量部、硬化促進剤（Ｅ）としてイミダゾール化合物（２Ｐ４ＭＨＺ−ＰＷ、四国化成（株）製）０．７５重量部、カップリング剤としてγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン（ＫＢＭ４０３、信越化学（株）製）１．３重量部をメチルエチルケトン（ＭＥＫ）に溶解して樹脂固形分３７％の樹脂ワニスを得た。
【化３】
【００３５】
（２）半導体用接着フィルムの製造
コンマコーターを用いて上述の樹脂ワニスを、基材フィルム（Ｉ）であるポリエチレンテレフタレートフィルム（三菱化学ポリエステルフィルム（株）社製、品番ＭＲＸ５０、厚さ５０μｍ）に塗布した後、９０℃、５分間乾燥して、厚さ２５μｍの半導体用接着フィルムを得た。
【００３６】
（ＤＤＦの構成での実施例）
（３）基材フィルム(ＩＩ)及び粘着剤層の製造
基材フィルム（ＩＩ）としてハイブラ６０重量部ポリプロピレン４０重量部からなるクリアテックＣＴ−Ｈ７１７（クラレ製）を、押し出し機で、厚み１００μｍのフィルムを形成し、表面をコロナ処理した。次にアクリル酸２−エチルヘキシル５０重量部とアクリル酸ブチル１０重量部、酢酸ビニル３７重量部、メタクリル酸２−ヒドロキシエチル３重量部とを共重合して得られた重量平均分子量５０００００の共重合体を剥離処理した厚さ３８μｍのポリエステルフィルムに乾燥後の厚さが１０μｍになるように塗工し、８０℃で５分間乾燥し、粘着剤層を得た。その後粘着剤層を基材フィルム（ＩＩ）のコロナ処理面にラミネートして基材フィルム（ＩＩ）及び粘着剤層を得た。
【００３７】
（４）ダイシングシート機能付きダイシングシート機能付きダイアタッチフィルムの製造
上述の基材フィルム（I）つきのフィルム状接着剤層に保護フィルムを貼り付け、基材フィルム（I）及びフィルム状接着剤層をハーフカットし、上述の基材フィルム（ＩＩ）上の粘着剤層に貼り付け、保護フィルムを剥がすことにより、基材フィルム（ＩＩ）、粘着剤層、基材フィルム（I）およびフィルム状接着剤層がこの順に構成されてなるダイシングシート機能付きダイアタッチフィルムを得た。
【００３８】
（５）半導体装置の製造
実施例および比較例で得られたダイシング機能付きダイアタッチフィルムを５インチ２００μｍウエハーの裏面に６０℃で貼り付けし、ダイシング機能付きダイアタッチフィルム付きウエハーを得た。その後ダイシング機能付きダイアタッチフィルム付きウエハーを、ダイシングソーを用いて、スピンドル回転数３０，０００ｒｐｍ、切断速度５０ｍｍ／ｓｅｃで５ｍｍ×５ｍｍ角の半導体素子のサイズにダイシング（切断）して、次にダイシングシート機能付きダイシングシートの裏面から突上げし基材フィルム（II）及びフィルム状接着剤層間で剥離しダイアタッチフィルムが接合した半導体素子をビスマレイミド−トリアジン樹脂基板に、１３０℃、５Ｎ、１．０秒間圧着して、ダイボンディングし、１２０℃、１時間、さらに１８０℃１時間熱処理を行い、半導体接着フィルムを硬化させた後、樹脂で封止し、１７５℃２時間熱処理を行い、封止樹脂を硬化させて１０個の半導体装置を得た。
【００３９】
以下に本発明の半導体用接着フィルムの評価試験の詳細について説明する。
【００４０】
（低温接着性（初期密着性））
低温接着性は、半導体素子（有機基板）に得られた半導体用接着フィルムを１３０℃、５Ｎ、１秒間の条件で接着し、その後、ダイシェア強度を測定した。
ダイシェア強度の測定は、プッシュプルゲージを用いて行った。各符号は以下の通りである。
◎：ダイシェア強度が、３．０ＭＰａ以上
○：ダイシェア強度が、２．０ＭＰａ以上３．０Ｍ未満
△：ダイシェア強度が、１．０ＭＰａ以上２．０ＭＰａ未満
×：ダイシェア強度が、１．０ＭＰａ未満
【００４１】
（１８０度折り曲げ試験）
フィルムの脆弱性は、半導体用接着フィルムを基材から剥離し、１８０度折り曲げ試験を行い、半導体用接着フィルムが破断するまでの回数を評価した。各符号は以下の通りである。
◎：折り曲げ可能回数が、５０回以上
○：折り曲げ可能回数が、２５回以上５０回未満
△：折り曲げ可能回数が、１回以上２５回未満
×：折り曲げ不可
【００４２】
（回路充填性）
回路充填性は、半導体素子（有機基板）に得られた半導体用接着フィルムを１３０℃、５Ｎ、１秒間の条件で接着し、走査型超音波探傷機（ＳＡＴ）により、有機基板上の回路段差内に半導体用接着フィルムが充填されている率を評価した。各符号は、以下の通りである。
◎：充填率が、１００％
○：充填率が、８０％以上１００％未満
△：充填率が、４０％以上８０％未満
×：充填率が、４０％未満
【００４３】
以下に本発明の半導体用接着フィルムを用いて作製した半導体装置の評価試験の詳細を説明する。
【００４４】
（吸湿処理後の接着性）
各実施例および比較例で得られる樹脂封止前の半導体装置を８５℃／８５％ＲＨ／１６８時間吸湿処理をした後、半導体素子と有機基板との２６０℃での剪断強度を評価した。
◎：剪断強度が、１．０ＭＰａ以上
○：剪断強度が、０．７５以上１．０ＭＰａ未満
△：剪断強度が、０．５以上０．７５ＭＰａ未満
×：剪断強度が、０．５ＭＰａ未満
【００４５】
（耐クラック性）
耐クラック性は、各実施例および比較例で得られた半導体装置を８５℃／８５％ＲＨ／１６８時間吸湿処理をした後、２６０℃のＩＲリフローを３回行い走査型超音波探傷機（ＳＡＴ）で評価した。各符号は、以下の通りである。
◎：発生したクラックが、１０個中０個
○：発生したクラックが、１０個中１個以上３個以下
△：発生したクラックが、１０個中４個以上９個以下
×：発生したクラックが、１０個中１０個
【００４６】
実施例１で得られた半導体用接着フィルムの物性、各種評価結果、当該半導体用接着フィルムを使用した半導体装置の評価結果の詳細を表１に示した。
【００４７】
【表１】
【００４８】
（実施例２）
エポキシ樹脂（Ｂ）として、ＥＯＣＮ−１０２０−８０（エポキシ当量２００ｇ／ｅｑ、日本化薬（株）製）９９重量部、ＮＣ６０００（エポキシ当量２００ｇ／ｅｑ、日本化薬（株）製）１４８重量部、液状フェノール化合物（Ｃ）として、ＭＥＨ−８０００Ｈ（水酸基当量１４１ｇ／ＯＨ基、明和化成（株）製）９２重量部、固形フェノール樹脂（Ｄ）として、ＰＲ−ＨＦ−３（水酸基当量１０４ｇ／ＯＨ基、住友ベークライト（株）製）６２重量部を用いた以外は、実施例１と同様に実験を行った。配合、及び実験結果を表１に示す。
【００４９】
（実施例３）
液状フェノール化合物（Ｃ）として、ＭＥＨ−８０００−４Ｌ（水酸基当量１４１ｇ／ＯＨ基、明和化成（株）製）１１０重量部を用いた以外は、実施例１と同様に実験を行った。配合、及び実験結果を表１に示す。
【００５０】
（実施例４）
固形フェノール樹脂（Ｄ）として、ＰＲ５３６４７（水酸基当量１０４ｇ／ＯＨ基、住友ベークライト（株）製）４７重量部を用いた以外は、実施例１と同様に実験を行った。配合、及び実験結果を表１に示す。
【００５１】
（実施例５）
エポキシ樹脂（Ｂ）として、ＥＯＣＮ−１０２０−８０（エポキシ当量２００ｇ／ｅｑ、日本化薬（株）製）２００重量部、液状フェノール化合物（Ｃ）として、ＭＥＨ−８０００Ｈ（水酸基当量１４１ｇ／ＯＨ基、明和化成（株）製）１４１重量部を用いた以外は、実施例１と同様に実験を行った。配合、及び実験結果を表１に示す。
【００５２】
（実施例６）
エポキシ樹脂（Ｂ）として、ＥＯＣＮ−１０２０−８０（エポキシ当量２００ｇ／ｅｑ、日本化薬（株）製）６０重量部、液状フェノール化合物（Ｃ）として、ＭＥＨ−８０００Ｈ（水酸基当量１４１ｇ／ＯＨ基、明和化成（株）製）４２重量部を用いた以外は、実施例１と同様に実験を行った。配合、及び実験結果を表１に示す。
【００５３】
（実施例７）
エポキシ樹脂（Ｂ）として、ＥＯＣＮ−１０２０−８０（エポキシ当量２００ｇ／ｅｑ、日本化薬（株）製）４００重量部、液状フェノール化合物（Ｃ）として、ＭＥＨ−８０００Ｈ（水酸基当量１４１ｇ／ＯＨ基、明和化成（株）製）２８２重量部を用いた以外は、実施例１と同様に実験を行った。配合、及び実験結果を表１に示す。
【００５４】
（実施例８）（ＤＡＦの形態での実施方法）
実施例１で作成した半導体用接着フィルム面を５インチ、２００μｍの半導体ウエハー裏面に６０℃、０．１ＭＰａ、５０ｍｍ／ｓｅｃの条件でラミネートし、半導体用接着フィルム面をダイシングフィルム（スミライトＦＳＬ−Ｎ４００３、住友ベークライト（株）製）に固定した。そして、ダイシングソーを用いて、半導体用接着フィルムが接合した半導体ウエハーをスピンドル回転数３０，０００ｒｐｍ、切断速度５０ｍｍ／ｓｅｃで５ｍｍ×５ｍｍ角の半導体素子のサイズにダイシング（切断）して、半導体用接着フィルムが接合した半導体素子を得た。次に、ダイシングフィルムの光透過性基材側から紫外線を２０秒で２５０ｍＪ／ｃｍ２の積算光量を照射した後、半導体用接着フィルムに接合しているダイシングフィルムを剥離した。そして、上述の半導体用接着フィルムが接合した半導体素子をソルダーレジスト（太陽インキ（株）製、ＡＵＳ３０８）で被覆されたビスマレイミド・トリアジンを主材とする有機基板（回路段差１０ｕｍ）に、１３０℃、５Ｎ、１．０秒間圧着して、ダイボンディングし、１２０℃、１時間、さらに１８０℃１時間熱処理を行い、半導体接着フィルムを硬化させた後、樹脂で封止し、１７５℃２時間熱処理を行い、封止樹脂を硬化させて半導体装置を得た。得られた半導体装置は各種評価試験において高い信頼性を示すことが確認された。
【００５５】
（比較例１）
エポキシ樹脂（Ｂ）、液状フェノール化合物（Ｃ）、固形フェノール樹脂（Ｄ）、硬化促進剤（Ｅ）、を用いなかった以外は、実施例１と同様に実験を行った。配合、及び実験結果を表１に示す。
【００５６】
（比較例２）
エポキシ樹脂（Ｂ）として、ＥＯＣＮ−１０２０−８０（エポキシ当量２００ｇ／ｅｑ、日本化薬（株）製）２００重量部、固形フェノール樹脂（Ｄ）として、ＰＲ−ＨＦ−３（水酸基当量１０４ｇ／ＯＨ基、住友ベークライト（株）製）１０４重量部を用い、液状フェノール化合物（Ｃ）を用いなかった以外は、実施例１と同様に実験を行った。配合、及び実験結果を表１に示す。
【００５７】
（比較例３）
熱可塑性樹脂（Ａ）としてポリイミド樹脂（ジアミン成分として１，３−ビス（３−アミノフェノキシ）ベンゼン（三井化学（株）製）ＡＰＢ） ４３．８５ｇ（０．１５モル）とα，ω−ビス（３−アミノプロピル）ポリジメチルシロキサン（平均分子量８３７）（扶桑化学（株）製 Ｇ９）１２５．５５ｇ（０．１５モル）と、酸成分として４，４’−オキシジフタル酸二無水物（マナック（株）製 ＯＤＰＡ−Ｍ） ９３．０７ｇ（０．３０モル）とを合成して得られるポリイミド樹脂、Ｔｇ：７０℃、重量平均分子量３０，０００）１００重量部、エポキシ樹脂（Ｂ）として、（ＥＯＣＮ−１０２０−８０（オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂）、エポキシ当量２００ｇ／ｅｑ、日本化薬（株）製）１０重量部、カップリング剤（Ｇ）としてＮ−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン（ＫＢＭ５７３、信越化学（株）製）５重量部をＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）に溶解して樹脂固形分４３％の樹脂ワニスを作製し、これを保護フィルムであるポリエチレンテレフタレートフィルム（三菱化学ポリエステルフィルム（株）製、品番ＭＲＸ−５０、厚さ５０μｍ）に塗布した後、１８０℃、１０分間乾燥して、厚さ２５μｍの半導体用接着フィルムを作製し、これを用いて評価を行った。実験結果を表１に示す。
【００５８】
表１記載のように、実施例１〜７では、接着フィルム評価結果、半導体装置の評価結果ともに良好な結果を示したが、比較例１〜３ではこれらすべてにおいて良好な結果を示したものはなかった。また、実施例１〜７の接着フィルム物性はすべて請求項７の特性を満足するものであるが、従来技術である比較例では、請求項７の特性を満たすものはなかった。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の半導体装置の一例を模式的に示す半導体装置の断面図である。
【符号の説明】
【００６０】
１ 半導体用接着フィルム
２ 半導体素子
３ 半導体搭載用支持部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体用接着フィルム及びこれを用いた半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の高機能化等に対応して半導体装置の高密度化、高集積化の要求が強まり、半導体パッケージの大容量高密度化が進んでいる。
このような要求に対応するため、例えば半導体素子の上にリードを接着するリード・オン・チップ（ＬＯＣ）構造が採用されている。
【０００３】
しかし、ＬＯＣ構造では、半導体素子とリードフレームとを接合するため、その接合部での接着信頼性が半導体パッケージの信頼性に大きく影響している。
【０００４】
従来、半導体素子とリードフレームとの接着には、ペースト状の接着剤が用いられていた。
しかし、ペースト状の接着剤を適量に塗布することが困難であり、半導体素子から接着剤がはみ出すことがあった。
【０００５】
例えばＬＯＣ構造ではポリイミド樹脂を用いたホットメルト型の接着剤フィルム等の耐熱性基材に接着剤を塗布したフィルム状接着剤が用いられてきている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
しかし、ホットメルト型の接着剤フィルムは、高温で接着する必要があるため、高密度化した半導体素子、リードフレームに熱損傷を与える場合があった。
【０００７】
特に近年の半導体パッケージはチップの上にチップを多段で積層することでパッケージの小型化、薄型化、大容量化を実現している。そういったパッケージにはリードフレームに代わりビスマレイミド−トリアジン基板やポリイミド基板のような有機基板の使用が増加している。こういった有機基板の増加とともにパッケージをはんだ付けするための赤外線リフロー時にパッケージ内部の吸湿水分によるパッケージクラックが技術課題となっており特に半導体素子接着剤の寄与するところが大きいことが分かっている。
【０００８】
しかしながら有機基板はリードフレームと比較し、耐熱性に乏しく、さらにパッケージの薄型化に伴い、チップの薄型化が進み、これまでの高温での貼りつけ温度ではチップの反りが顕著になることより、これまで以上に低温での熱圧着可能なフィルム状接着剤の要求が高まっている。このようなフィルム状接着剤として熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂の混合物からなるホットメルト型の接着フィルムが用いられる。
【特許文献１】特開平６−２６４０３５号公報
【特許文献２】特開２０００−１０４０４０号公報
【特許文献３】特開２００２−１２１５３０号公報
【特許文献４】特許３５６２４６５
【特許文献５】特開２００２−２５６２３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記文献記載の従来技術は、以下の点で改善の余地を有していた。
第一に、特許文献２および３では、熱可塑性樹脂としてポリイミド樹脂、熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂が用いられていたが、このような接着フィルムは、耐熱性・信頼性には優れるものの、高温状態で初めて溶融粘度が低下し、さらに最低溶融粘度が高いことより、低温での濡れ性が不足しているため、低温での貼り付けが困難であり、チップが薄型かつ多段に積層されたパッケージに適用するのが困難であったという課題を有していた。
第二に、特許文献４および５では、低温での濡れ性を改善するためにガラス転移温度の低い熱可塑性樹脂としてアクリルゴムを主成分とする樹脂を用いられているが、熱可塑性樹脂の分子量が高く、かつ含有する熱硬化成分の高温時での粘度が高い場合、フィルム状接着剤の流動性が乏しく、有機基板に設けられた回路との間の空隙を埋めることができず、高温時に剥離が起こりやすい。
第三に、低分子量の熱硬化成分の含有量を高くする方法も考えられるが、フィルム状接着剤が可とう性に乏しくなり、フィルム状接着剤を切断する際、フィルム状接着剤の割れが発生しやすい。
本発明は上記事情にかんがみてなされたものであり、その目的とするところは半導体素子とリードフレーム、有機基板等の半導体素子搭載用支持部材とを接着することができ低温接着性および作業性に優れた半導体用接着フィルムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の半導体用接着フィルムは、（Ａ）熱可塑性樹脂、（Ｂ）エポキシ樹脂、（Ｃ）液状フェノール化合物を含む半導体接着用フィルムであって、前記（Ｂ）が実質的に固形のエポキシ樹脂で構成される半導体接着用フィルムである。
本発明の半導体用接着フィルムは、固形エポキシ樹脂を添加すると共に、液状フェノール化合物を添加している。このため、低温での溶融粘度を低く維持するとともにフィルム状接着剤の脆さを低減し、作業性に優れる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、半導体素子とリードフレーム、有機基板等の半導体素子搭載用支持部材とを接着することができ低温接着性および作業性、とくに搬送ロールにてフィルムを搬送する際の作業性の優れた半導体用接着フィルムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の半導体用接着フィルムについて説明する。
本発明の半導体用接着フィルムは、（Ａ）熱可塑性樹脂、（Ｂ）エポキシ樹脂、（Ｃ）液状フェノール化合物を含み、当該（Ｂ）エポキシ樹脂が実質的に固形エポキシ樹脂であり、かつ当該（Ｃ）液状フェノール化合物が化１で表される液状ポリフェノールを含むもので構成される半導体接着用フィルムである。
以下、本発明の半導体用接着フィルムの各成分について説明する。
【００１３】
本発明で使用する（Ａ）熱可塑性樹脂とは、熱塑性を有するもので線状の化学構造を有する高分子の樹脂を意味する。具体的には、ポリイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂等のポリイミド系樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂等のポリアミド系樹脂、アクリル酸エステル共重合体等のアクリル系樹脂等が挙げられる。
これらの中でもアクリル系樹脂が好ましい。アクリル系樹脂は、ガラス転移温度が低いため初期密着性を向上することができる。ここで初期密着性とは、半導体用接着フィルムで半導体素子と支持部材とを接着した際の初期段階における密着性であり、すなわち半導体用接着フィルムを硬化処理する前の密着性を意味する。
【００１４】
アクリル系樹脂は、アクリル酸およびその誘導体を主なモノマーとする樹脂のことを意味する。具体的にはアクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル等のアクリル酸エステル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル等のメタクリル酸エステル、アクリロニトリル、アクリルアミド等の重合体および他の単量体との共重合体等が挙げられる。
本発明においては、エポキシ基、水酸基、カルボキシル基、ニトリル基等を持つ化合物を有するアクリル系樹脂（特に、アクリル酸エステル共重合体）が好ましい。これにより、半導体素子等の被着体への密着性をより向上することができる。前記官能基を持つ化合物として、具体的にはグリシジルエーテル基を持つグリシジルメタクリレート、水酸基を持つヒドロキシメタクリレート、カルボキシル基を持つカルボキシメタクリレート、ニトリル基を持つアクリロニトリル等が挙げられる。これらの中でも特にニトリル基を持つ化合物を含むアクリル酸エステル共重合体が好ましい。これにより、被着体への密着性を特に向上することができる。
【００１５】
前記官能基を持つ化合物の含有量は、特に限定されないが、前記アクリル系樹脂全体の０．５重量％以上４０重量％以下が好ましく、特に５重量％以上３０重量％以下が好ましい。含有量が０．５重量％以上であると密着性を向上する効果が高まり、４０重量％以下であると粘着力を抑制できるため、作業性を向上する効果が高まる。
【００１６】
（Ａ）熱可塑性樹脂、特にアクリル系樹脂の重量平均分子量は、特に限定されないが１０万以上が好ましく、特に１５万〜１００万が好ましい。重量平均分子量がこの範囲内であると、特に半導体用接着フィルムの製膜性を向上することができる。さらに重量平均分子量がこの範囲内であると、熱可塑性樹脂中に熱硬化性の官能基を含んでいる場合にも熱処理により樹脂単独で硬化挙動はほとんど示すことはない。
【００１７】
（Ａ）熱可塑性樹脂のガラス転移温度は、特に限定されないが、−２０℃以上６０℃以下が好ましく、特に−１０℃以上５０℃以下が好ましい。ガラス転移温度が−２０℃以上であると半導体用接着フィルムの粘着力を抑制できるため、作業性を向上する効果が高まる。ガラス転移温度が６０℃以下であると低温接着性が向上することができる。
【００１８】
（Ａ）熱可塑性樹脂の含有量は、特に限定されないが、（Ａ）熱可塑性樹脂ａ重量部、（Ｂ）エポキシ樹脂ｂ重量部（Ｃ）液状フェノール化合物ｃ重量部、および（Ｄ）固形フェノール樹脂ｄ重量部とした場合、０．１≦ａ／（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ）≦０．５が好ましく、より好ましくは、０．１５≦ａ／（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ）≦０．４であり、０．２≦ａ／（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ）≦０．３が特に好ましい。０．１以上であると、樹脂組成物の成膜性が向上し、半導体用接着フィルムの靭性が向上する。０．５以下であると、フィルム状接着剤の貼り付け時の流動性が向上し、熱圧着した際に有機基板の回路段差にフィルム状接着剤を充填させることができる。
【００１９】
本発明で使用する（Ｂ）エポキシ樹脂はモノマー、オリゴマ−及びポリマーのいずれかをいう。例えばビフェニル型エポキシ樹脂、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、水添ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、脂肪族型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、変性フェノール型エポキシ樹脂、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、アルキル変性トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、トリアジン核含有エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノール型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡノボラック型エポキシ樹脂、臭素化フェノールノボラック型エポキシ樹脂、ナフトール型エポキシ樹脂等が挙げられる。
【００２０】
前記エポキシ樹脂の含有量は、前記熱可塑性樹脂１０重量部に対して１０重量部以上１００重量部以下が好ましく、特に２０重量部以上５０重量部以下が好ましい。含有量が前記下限値以上であると貼り付け時の流動性が向上し、前記上限値以下であると半導体用接着フィルムの靭性を向上させることができる。
【００２１】
さらにエポキシ樹脂（Ｂ）と液状フェノール化合物（Ｃ）、および固形フェノール樹脂（Ｄ）の総重量を１００重量部とした時、エポキシ樹脂が２０重量部以上８０重量部以下、好ましくは４０重量部以上７０重量部以下含んでいることが好ましい。含有量が前記下限値以上であると、熱圧着時に流動性が向上し、有機基板に設けられた回路との間の空隙を充填することが可能となる。前記上限値以下であると半導体用接着フィルムの靭性が向上し、フィルム切断時のフィルム割れを抑制することができる。ここで（Ｂ）エポキシ樹脂は軟化点の違う２種以上のものを併用すると、貼り付け性およびフィルムの靭性を両立させることができ、なお好ましい。
【００２２】
本発明で使用する（Ｃ）液状フェノール化合物は、エポキシ樹脂の硬化剤として働くものであり、２５℃において粘度が３０Ｐａ・ｓ（３０，０００ｃｐｓ）以下の液状フェノール化合物をいう。好ましくは、粘度が２５℃で１０Ｐａ・ｓ（１０，０００ｃｐｓ）以下である。粘度は核体数ｎやベンゼン環置換基の種類により制御することができる。
【００２３】
本発明で使用される（Ｃ）液状フェノール化合物の具体例としては、ビス（モノまたはジｔ−ブチルフェノール）プロパン、メチレンビス（２−プロペニル）フェノール、プロピレンビス（２−プロペニル）フェノール、ビス[（２−プロペニルオキシ）フェニル]メタン、ビス[（２−プロペニルオキシ）フェニル]プロパン、４,４'−（１−メチルエチリデン）ビス[２−−（２−プロペニル）フェノール]、４,４'−（１−メチルエチリデン）ビス[２−（１−フェニルエチル）フェノール]、４,４'−（１−メチルエチリデン）ビス[２−メチルー６−ヒドロキシメチルフェノール]、４,４'−（１−メチルエチリデン）ビス[２−メチル−６−（２−プロペニル）フェノール]、４,４'−（１−メチルテトラデシリデン）ビスフェノールがあげられる。
【００２４】
（Ｃ）液状フェノール化合物の全エポキシ樹脂に対する添加量は、前記（Ｂ）エポキシ樹脂のエポキシ当量と（Ｃ）液状フェノール化合物の水酸基当量の比が０．５以上１．５以下が好ましく、特に０．７以上１．３以下が好ましい。当量比が前記下限値以上であると半導体用接着フィルムの耐熱性が向上し、前記上限値以下であると半導体用接着フィルムの保存性が向上する。
【００２５】
本発明で使用される（Ｃ）液状フェノール化合物は、好ましくは式（１）で表されるものである。式（１）で表される化合物は、アリルフェノールをフォルムアルデヒドにて重縮合したものであり、好ましい具体例としては、2-(２-プロぺニル)フェノールの重縮合物である。
【化２】
（式中、ｐ、ｑ、ｒは１〜３の整数を表す。Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3はアリル基を表す。）
【００２６】
本発明の効果を損なわない範囲で本発明の（Ｃ）液状フェノール化合物以外に（Ｄ）固形フェノール樹脂を添加することも可能である。（Ｄ）固形フェノール樹脂は、上記のエポキシ樹脂と硬化反応をして架橋構造を形成することができる少なくとも２個以上のフェノール性水酸基を有するモノマー、オリゴマー、ポリマー全般を指し、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（フェニレン、ビフェニレン骨格を含む）樹脂、ナフトールアラルキル樹脂、トリフェノールメタン樹脂、ジシクロペンタジエン型フェノール樹脂等が挙げられる。これらは単独で用いても混合して用いてもよい。
【００２７】
前記フェノール樹脂の含有量は、特に限定されないが、前記（Ｂ）エポキシ樹脂のエポキシ当量と（Ｃ）液状フェノール化合物および（Ｄ）フェノール樹脂を併せた水酸基当量の比が０．５以上１．５以下が好ましく、特に０．７以上１．３以下が好ましい。当量比が前記下限値以上であると半導体用接着フィルムの耐熱性が向上し、前記上限値以下であると半導体用接着フィルムの保存性が向上する。
【００２８】
前記樹脂組成物は硬化反応を促進させるため、必要に応じて（Ｅ）硬化促進剤を含んでもよい。硬化促進剤の具体例としては、イミダゾール類、１，８−ジアザビシクロ（５，４，０）ウンデセン等アミン系触媒、トリフェニルホスフィン等リン系触媒が挙げられる。
【００２９】
本発明のフィルム状接着剤層は必要に応じてさらにカップリング剤を含むことができる。これにより樹脂と被着体及び樹脂との密着性を向上させることができる。
【００３０】
カップリング剤としてはシラン系、チタン系、アルミニウム系などが挙げられるが中でもシラン系カップリング剤が好ましい。カップリング剤としては例えばビニルトリクロロシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、β−（３，４エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、３−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、３−アクリロキシプロピルトリメトキシシランなどが挙げられる。
【００３１】
前記カップリング剤の配合量は、特に限定されないが、前記アクリル酸エステル共重合体１００重量部に対して０．０１〜１０重量部が好ましく、特に０．１〜１０重量部が好ましい。配合量が前記下限値以上だと密着性の向上する効果が高まり、上限値以下であるとアウトガスやボイドの発生を抑制することができる。
【００３２】
前記樹脂組成物は、必要に応じて、他の成分としてシアネート基を有する有機化合物を含んでも良い。これにより、被着体への密着性と耐熱性とをより向上することができる。
前記シアネート基を有する有機化合物としては、例えばビスフェノールＡジシアネート、ビスフェノールＦジシアネート、ビス（４−シアネートフェニル）エーテル、ビスフェノールＥジシアネート、シアネートノボラック樹脂等が挙げられる。
【００３３】
本発明の半導体用接着フィルムは、例えば前記樹脂組成物をメチルエチルケトン、アセトン、トルエン、ジメチルホルムアルデヒド等の溶剤に溶解して、ワニスの状態にした後、コンマコーター、ダイコーター、グラビアコーター等を用いて離型シートに塗工し、乾燥させ後、離型シートを除去することによって得ることができる。
前記半導体用接着フィルムの厚さは、特に限定されないが、３μｍ以上１００μｍ以下が好ましく、特に５μｍ以上７０μｍ以下が好ましい。厚さが前記範囲内であると、特に厚さ精度の制御を容易にできる。
【実施例】
【００３４】
まず、半導体用接着フィルムの実施例および比較例について説明する。
（実施例１）
（１）半導体用接着フィルム樹脂ワニスの調製
熱可塑性樹脂（Ａ）としてアクリル酸エステル共重合体（ブチルアクリレート−アクリロニトリル−エチルアクリレート−グリシジルメタクリレート共重合体、ナガセケムテックス（株）製、ＳＧ−８０ＨＤＲ、Ｔｇ：１０℃、重量平均分子量：３５０，０００）１００重量部と、硬化性樹脂としてエポキシ樹脂（ＥＯＣＮ−１０２０−８０（オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂）、エポキシ当量２００ｇ／ｅｑ、日本化薬（株）製）９７重量部と、ＮＣ６０００（エポキシ当量２００ｇ／ｅｑ、日本化薬（株）製）１４６重量部、液状フェノール化合物（ＭＥＨ−８０００Ｈ、水酸基当量１４１ｇ／ＯＨ基、明和化成（株）製）１１０重量部、固形フェノール樹脂（ＰＲ−ＨＦ−３、水酸基当量１０４ｇ／ＯＨ基、住友ベークライト（株）製）４７重量部、硬化促進剤（Ｅ）としてイミダゾール化合物（２Ｐ４ＭＨＺ−ＰＷ、四国化成（株）製）０．７５重量部、カップリング剤としてγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン（ＫＢＭ４０３、信越化学（株）製）１．３重量部をメチルエチルケトン（ＭＥＫ）に溶解して樹脂固形分３７％の樹脂ワニスを得た。
【化３】
【００３５】
（２）半導体用接着フィルムの製造
コンマコーターを用いて上述の樹脂ワニスを、基材フィルム（Ｉ）であるポリエチレンテレフタレートフィルム（三菱化学ポリエステルフィルム（株）社製、品番ＭＲＸ５０、厚さ５０μｍ）に塗布した後、９０℃、５分間乾燥して、厚さ２５μｍの半導体用接着フィルムを得た。
【００３６】
（ＤＤＦの構成での実施例）
（３）基材フィルム(ＩＩ)及び粘着剤層の製造
基材フィルム（ＩＩ）としてハイブラ６０重量部ポリプロピレン４０重量部からなるクリアテックＣＴ−Ｈ７１７（クラレ製）を、押し出し機で、厚み１００μｍのフィルムを形成し、表面をコロナ処理した。次にアクリル酸２−エチルヘキシル５０重量部とアクリル酸ブチル１０重量部、酢酸ビニル３７重量部、メタクリル酸２−ヒドロキシエチル３重量部とを共重合して得られた重量平均分子量５０００００の共重合体を剥離処理した厚さ３８μｍのポリエステルフィルムに乾燥後の厚さが１０μｍになるように塗工し、８０℃で５分間乾燥し、粘着剤層を得た。その後粘着剤層を基材フィルム（ＩＩ）のコロナ処理面にラミネートして基材フィルム（ＩＩ）及び粘着剤層を得た。
【００３７】
（４）ダイシングシート機能付きダイシングシート機能付きダイアタッチフィルムの製造
上述の基材フィルム（I）つきのフィルム状接着剤層に保護フィルムを貼り付け、基材フィルム（I）及びフィルム状接着剤層をハーフカットし、上述の基材フィルム（ＩＩ）上の粘着剤層に貼り付け、保護フィルムを剥がすことにより、基材フィルム（ＩＩ）、粘着剤層、基材フィルム（I）およびフィルム状接着剤層がこの順に構成されてなるダイシングシート機能付きダイアタッチフィルムを得た。
【００３８】
（５）半導体装置の製造
実施例および比較例で得られたダイシング機能付きダイアタッチフィルムを５インチ２００μｍウエハーの裏面に６０℃で貼り付けし、ダイシング機能付きダイアタッチフィルム付きウエハーを得た。その後ダイシング機能付きダイアタッチフィルム付きウエハーを、ダイシングソーを用いて、スピンドル回転数３０，０００ｒｐｍ、切断速度５０ｍｍ／ｓｅｃで５ｍｍ×５ｍｍ角の半導体素子のサイズにダイシング（切断）して、次にダイシングシート機能付きダイシングシートの裏面から突上げし基材フィルム（II）及びフィルム状接着剤層間で剥離しダイアタッチフィルムが接合した半導体素子をビスマレイミド−トリアジン樹脂基板に、１３０℃、５Ｎ、１．０秒間圧着して、ダイボンディングし、１２０℃、１時間、さらに１８０℃１時間熱処理を行い、半導体接着フィルムを硬化させた後、樹脂で封止し、１７５℃２時間熱処理を行い、封止樹脂を硬化させて１０個の半導体装置を得た。
【００３９】
以下に本発明の半導体用接着フィルムの評価試験の詳細について説明する。
【００４０】
（低温接着性（初期密着性））
低温接着性は、半導体素子（有機基板）に得られた半導体用接着フィルムを１３０℃、５Ｎ、１秒間の条件で接着し、その後、ダイシェア強度を測定した。
ダイシェア強度の測定は、プッシュプルゲージを用いて行った。各符号は以下の通りである。
◎：ダイシェア強度が、３．０ＭＰａ以上
○：ダイシェア強度が、２．０ＭＰａ以上３．０Ｍ未満
△：ダイシェア強度が、１．０ＭＰａ以上２．０ＭＰａ未満
×：ダイシェア強度が、１．０ＭＰａ未満
【００４１】
（１８０度折り曲げ試験）
フィルムの脆弱性は、半導体用接着フィルムを基材から剥離し、１８０度折り曲げ試験を行い、半導体用接着フィルムが破断するまでの回数を評価した。各符号は以下の通りである。
◎：折り曲げ可能回数が、５０回以上
○：折り曲げ可能回数が、２５回以上５０回未満
△：折り曲げ可能回数が、１回以上２５回未満
×：折り曲げ不可
【００４２】
（回路充填性）
回路充填性は、半導体素子（有機基板）に得られた半導体用接着フィルムを１３０℃、５Ｎ、１秒間の条件で接着し、走査型超音波探傷機（ＳＡＴ）により、有機基板上の回路段差内に半導体用接着フィルムが充填されている率を評価した。各符号は、以下の通りである。
◎：充填率が、１００％
○：充填率が、８０％以上１００％未満
△：充填率が、４０％以上８０％未満
×：充填率が、４０％未満
【００４３】
以下に本発明の半導体用接着フィルムを用いて作製した半導体装置の評価試験の詳細を説明する。
【００４４】
（吸湿処理後の接着性）
各実施例および比較例で得られる樹脂封止前の半導体装置を８５℃／８５％ＲＨ／１６８時間吸湿処理をした後、半導体素子と有機基板との２６０℃での剪断強度を評価した。
◎：剪断強度が、１．０ＭＰａ以上
○：剪断強度が、０．７５以上１．０ＭＰａ未満
△：剪断強度が、０．５以上０．７５ＭＰａ未満
×：剪断強度が、０．５ＭＰａ未満
【００４５】
（耐クラック性）
耐クラック性は、各実施例および比較例で得られた半導体装置を８５℃／８５％ＲＨ／１６８時間吸湿処理をした後、２６０℃のＩＲリフローを３回行い走査型超音波探傷機（ＳＡＴ）で評価した。各符号は、以下の通りである。
◎：発生したクラックが、１０個中０個
○：発生したクラックが、１０個中１個以上３個以下
△：発生したクラックが、１０個中４個以上９個以下
×：発生したクラックが、１０個中１０個
【００４６】
実施例１で得られた半導体用接着フィルムの物性、各種評価結果、当該半導体用接着フィルムを使用した半導体装置の評価結果の詳細を表１に示した。
【００４７】
【表１】
【００４８】
（実施例２）
エポキシ樹脂（Ｂ）として、ＥＯＣＮ−１０２０−８０（エポキシ当量２００ｇ／ｅｑ、日本化薬（株）製）９９重量部、ＮＣ６０００（エポキシ当量２００ｇ／ｅｑ、日本化薬（株）製）１４８重量部、液状フェノール化合物（Ｃ）として、ＭＥＨ−８０００Ｈ（水酸基当量１４１ｇ／ＯＨ基、明和化成（株）製）９２重量部、固形フェノール樹脂（Ｄ）として、ＰＲ−ＨＦ−３（水酸基当量１０４ｇ／ＯＨ基、住友ベークライト（株）製）６２重量部を用いた以外は、実施例１と同様に実験を行った。配合、及び実験結果を表１に示す。
【００４９】
（実施例３）
液状フェノール化合物（Ｃ）として、ＭＥＨ−８０００−４Ｌ（水酸基当量１４１ｇ／ＯＨ基、明和化成（株）製）１１０重量部を用いた以外は、実施例１と同様に実験を行った。配合、及び実験結果を表１に示す。
【００５０】
（実施例４）
固形フェノール樹脂（Ｄ）として、ＰＲ５３６４７（水酸基当量１０４ｇ／ＯＨ基、住友ベークライト（株）製）４７重量部を用いた以外は、実施例１と同様に実験を行った。配合、及び実験結果を表１に示す。
【００５１】
（実施例５）
エポキシ樹脂（Ｂ）として、ＥＯＣＮ−１０２０−８０（エポキシ当量２００ｇ／ｅｑ、日本化薬（株）製）２００重量部、液状フェノール化合物（Ｃ）として、ＭＥＨ−８０００Ｈ（水酸基当量１４１ｇ／ＯＨ基、明和化成（株）製）１４１重量部を用いた以外は、実施例１と同様に実験を行った。配合、及び実験結果を表１に示す。
【００５２】
（実施例６）
エポキシ樹脂（Ｂ）として、ＥＯＣＮ−１０２０−８０（エポキシ当量２００ｇ／ｅｑ、日本化薬（株）製）６０重量部、液状フェノール化合物（Ｃ）として、ＭＥＨ−８０００Ｈ（水酸基当量１４１ｇ／ＯＨ基、明和化成（株）製）４２重量部を用いた以外は、実施例１と同様に実験を行った。配合、及び実験結果を表１に示す。
【００５３】
（実施例７）
エポキシ樹脂（Ｂ）として、ＥＯＣＮ−１０２０−８０（エポキシ当量２００ｇ／ｅｑ、日本化薬（株）製）４００重量部、液状フェノール化合物（Ｃ）として、ＭＥＨ−８０００Ｈ（水酸基当量１４１ｇ／ＯＨ基、明和化成（株）製）２８２重量部を用いた以外は、実施例１と同様に実験を行った。配合、及び実験結果を表１に示す。
【００５４】
（実施例８）（ＤＡＦの形態での実施方法）
実施例１で作成した半導体用接着フィルム面を５インチ、２００μｍの半導体ウエハー裏面に６０℃、０．１ＭＰａ、５０ｍｍ／ｓｅｃの条件でラミネートし、半導体用接着フィルム面をダイシングフィルム（スミライトＦＳＬ−Ｎ４００３、住友ベークライト（株）製）に固定した。そして、ダイシングソーを用いて、半導体用接着フィルムが接合した半導体ウエハーをスピンドル回転数３０，０００ｒｐｍ、切断速度５０ｍｍ／ｓｅｃで５ｍｍ×５ｍｍ角の半導体素子のサイズにダイシング（切断）して、半導体用接着フィルムが接合した半導体素子を得た。次に、ダイシングフィルムの光透過性基材側から紫外線を２０秒で２５０ｍＪ／ｃｍ２の積算光量を照射した後、半導体用接着フィルムに接合しているダイシングフィルムを剥離した。そして、上述の半導体用接着フィルムが接合した半導体素子をソルダーレジスト（太陽インキ（株）製、ＡＵＳ３０８）で被覆されたビスマレイミド・トリアジンを主材とする有機基板（回路段差１０ｕｍ）に、１３０℃、５Ｎ、１．０秒間圧着して、ダイボンディングし、１２０℃、１時間、さらに１８０℃１時間熱処理を行い、半導体接着フィルムを硬化させた後、樹脂で封止し、１７５℃２時間熱処理を行い、封止樹脂を硬化させて半導体装置を得た。得られた半導体装置は各種評価試験において高い信頼性を示すことが確認された。
【００５５】
（比較例１）
エポキシ樹脂（Ｂ）、液状フェノール化合物（Ｃ）、固形フェノール樹脂（Ｄ）、硬化促進剤（Ｅ）、を用いなかった以外は、実施例１と同様に実験を行った。配合、及び実験結果を表１に示す。
【００５６】
（比較例２）
エポキシ樹脂（Ｂ）として、ＥＯＣＮ−１０２０−８０（エポキシ当量２００ｇ／ｅｑ、日本化薬（株）製）２００重量部、固形フェノール樹脂（Ｄ）として、ＰＲ−ＨＦ−３（水酸基当量１０４ｇ／ＯＨ基、住友ベークライト（株）製）１０４重量部を用い、液状フェノール化合物（Ｃ）を用いなかった以外は、実施例１と同様に実験を行った。配合、及び実験結果を表１に示す。
【００５７】
（比較例３）
熱可塑性樹脂（Ａ）としてポリイミド樹脂（ジアミン成分として１，３−ビス（３−アミノフェノキシ）ベンゼン（三井化学（株）製）ＡＰＢ） ４３．８５ｇ（０．１５モル）とα，ω−ビス（３−アミノプロピル）ポリジメチルシロキサン（平均分子量８３７）（扶桑化学（株）製 Ｇ９）１２５．５５ｇ（０．１５モル）と、酸成分として４，４’−オキシジフタル酸二無水物（マナック（株）製 ＯＤＰＡ−Ｍ） ９３．０７ｇ（０．３０モル）とを合成して得られるポリイミド樹脂、Ｔｇ：７０℃、重量平均分子量３０，０００）１００重量部、エポキシ樹脂（Ｂ）として、（ＥＯＣＮ−１０２０−８０（オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂）、エポキシ当量２００ｇ／ｅｑ、日本化薬（株）製）１０重量部、カップリング剤（Ｇ）としてＮ−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン（ＫＢＭ５７３、信越化学（株）製）５重量部をＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）に溶解して樹脂固形分４３％の樹脂ワニスを作製し、これを保護フィルムであるポリエチレンテレフタレートフィルム（三菱化学ポリエステルフィルム（株）製、品番ＭＲＸ−５０、厚さ５０μｍ）に塗布した後、１８０℃、１０分間乾燥して、厚さ２５μｍの半導体用接着フィルムを作製し、これを用いて評価を行った。実験結果を表１に示す。
【００５８】
表１記載のように、実施例１〜７では、接着フィルム評価結果、半導体装置の評価結果ともに良好な結果を示したが、比較例１〜３ではこれらすべてにおいて良好な結果を示したものはなかった。また、実施例１〜７の接着フィルム物性はすべて請求項７の特性を満足するものであるが、従来技術である比較例では、請求項７の特性を満たすものはなかった。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の半導体装置の一例を模式的に示す半導体装置の断面図である。
【符号の説明】
【００６０】
１ 半導体用接着フィルム
２ 半導体素子
３ 半導体搭載用支持部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）熱可塑性樹脂、
（Ｂ）エポキシ樹脂、
（Ｃ）液状フェノール化合物、
を含む半導体接着用フィルムであって、
前記（Ｂ）が実質的に固形のエポキシ樹脂で構成される半導体接着用フィルム。
【請求項２】
前記（Ｃ）液状フェノール化合物が式（１）で表されることを特徴とする請求項１記載の半導体用接着フィルム。
【化１】
（式中、ｐ、ｑ、ｒは１〜３の整数を表す。Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3はアリル基を表す。）
【請求項３】
更に（Ｄ）固形フェノール樹脂を含む請求項１または２に記載の半導体接着用フィルム。
【請求項４】
（Ａ）熱可塑性樹脂がアクリル酸エステル共重合体である請求項１乃至３のいずれかに記載の半導体用接着フィルム。
【請求項５】
更に（Ｅ）硬化促進剤を含むものである請求項１乃至４のいずれかに記載の半導体用接着フィルム。
【請求項６】
半導体チップを基板に貼り付ける温度における前記半導体接着用フィルムの溶融粘度が２００Ｐａ・ｓ以下であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の半導体接着用フィルム。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載の半導体用接着フィルムを用いて半導体素子と被接着部材とを接着した構造を有する半導体装置。
【請求項１】
（Ａ）熱可塑性樹脂、
（Ｂ）エポキシ樹脂、
（Ｃ）液状フェノール化合物、
を含む半導体接着用フィルムであって、
前記（Ｂ）が実質的に固形のエポキシ樹脂で構成される半導体接着用フィルム。
【請求項２】
前記（Ｃ）液状フェノール化合物が式（１）で表されることを特徴とする請求項１記載の半導体用接着フィルム。
【化１】
（式中、ｐ、ｑ、ｒは１〜３の整数を表す。Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3はアリル基を表す。）
【請求項３】
更に（Ｄ）固形フェノール樹脂を含む請求項１または２に記載の半導体接着用フィルム。
【請求項４】
（Ａ）熱可塑性樹脂がアクリル酸エステル共重合体である請求項１乃至３のいずれかに記載の半導体用接着フィルム。
【請求項５】
更に（Ｅ）硬化促進剤を含むものである請求項１乃至４のいずれかに記載の半導体用接着フィルム。
【請求項６】
半導体チップを基板に貼り付ける温度における前記半導体接着用フィルムの溶融粘度が２００Ｐａ・ｓ以下であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の半導体接着用フィルム。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載の半導体用接着フィルムを用いて半導体素子と被接着部材とを接着した構造を有する半導体装置。
【図１】
【公開番号】特開２００７−５９７８７（Ｐ２００７−５９７８７Ａ）
【公開日】平成１９年３月８日（２００７．３．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２４５８５６（Ｐ２００５−２４５８５６）
【出願日】平成１７年８月２６日（２００５．８．２６）
【出願人】（０００００２１４１）住友ベークライト株式会社 (2,927)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年３月８日（２００７．３．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年８月２６日（２００５．８．２６）
【出願人】（０００００２１４１）住友ベークライト株式会社 (2,927)
【Ｆターム（参考）】
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