封止フィルム及びそれを用いた半導体装置
【課題】充てん性、密着性、形状維持性に優れる封止フィルム及びそれを用いた半導体装置を提供する。
【解決手段】（Ａ１）架橋性官能基を含み、重量平均分子量が１０万以上でかつＴｇが−５０〜５０℃である高分子量樹脂と、（Ａ２）エポキシ樹脂を主成分とする熱硬化性成分と、を含む（Ａ）樹脂成分、（Ｂ）フィラー、および（Ｃ）着色剤、を含有し、８０℃におけるずり粘度が１４０００〜２５０００Ｐａ・ｓである樹脂層を有する封止フィルム及びそれを用いた半導体装置。
【解決手段】（Ａ１）架橋性官能基を含み、重量平均分子量が１０万以上でかつＴｇが−５０〜５０℃である高分子量樹脂と、（Ａ２）エポキシ樹脂を主成分とする熱硬化性成分と、を含む（Ａ）樹脂成分、（Ｂ）フィラー、および（Ｃ）着色剤、を含有し、８０℃におけるずり粘度が１４０００〜２５０００Ｐａ・ｓである樹脂層を有する封止フィルム及びそれを用いた半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体チップの充てん性、密着性、形状維持性に優れる封止フィルム及びそれを用いた半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電子機器の小型化・軽量化が進められており、これに伴い基板への高密度実装が要求され、電子機器に搭載する半導体パッケージの小型化、薄型化、軽量化が進められている。
【０００３】
また、従来から、ＬＯＣ（Ｌｅａｄ Ｏｎ Ｃｈｉｐ）、ＱＦＰ（Ｑｕａｄ Ｆｌａｔ Ｐａｃｋａｇｅ）等と呼ばれるパッケージが有り、ＬＯＣ、ＱＦＰ等のパッケージよりもさらに小型化・軽量化したμＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）、ＣＳＰ（Ｃｈｉｐ Ｓｉｚｅ Ｐａｃｋａｇｅ）等のパッケージが開発されている。
【０００４】
さらに、半導体素子の回路面が半導体配線基板側に向けられている、いわゆるフェイスダウン型パッケージであるフリップチップ、ＷＬ−ＣＳＰ（Ｗａｆｅｒ Ｌｅｖｅｌ Ｃｈｉｐ Ｓｉｚｅ Ｐａｃｋａｇｅ）等が開発されている。
【０００５】
上述したパッケージでは、固形のエポキシ樹脂封止材をトランスファー成形法により成形することで封止パッケージを得ていたが、パッケージが薄型又は大型の場合の成形は難しかった。
【０００６】
また、無機フィラーの含有量が増大すると、一般にトランスファー成形時の溶融粘度が高くなり、成形時のボイドの残存、キャビティ充てん不良、ワイヤーフロー及びステージシフトの増大等と成形物の品質が低下するなどの問題が発生する。
【０００７】
また、近年、フリップチップやＷＬ−ＣＳＰなどで、突起状電極を有するものが有り、その突起部の保護及び突起間の充填のため、封止材を使用することがあったが、固形のエポキシ樹脂封止材による充てんは難しかった。そのため、エポキシ樹脂、無機フィラーを主体とした封止フィルムが提案されている（例えば、特許文献１、２、３及び４参照）。
【特許文献１】特開平０５−２８３４５６号公報
【特許文献２】特開平０５−１９０６９７号公報
【特許文献３】特開平０８−７３６２１号公報
【特許文献４】特開２００５−０６０５８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、従来の封止フィルムを用いて、例えば、突起状電極を有するパッケージや封止後の形状に制約のあるパッケージを封止すると、流動性を制御することが困難であり、充てん性、密着性及び形状維持性を全て満足できないことがあった。
【０００９】
上記を鑑みて、本発明は、充てん性、密着性、形状維持性の全てに優れる封止フィルム及びそれを用いた半導体装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、（１）（Ａ１）架橋性官能基を含み、重量平均分子量が１０万以上でかつＴｇが−５０〜５０℃である高分子量樹脂と、（Ａ２）エポキシ樹脂を主成分とする熱硬化性成分と、を含む（Ａ）樹脂成分、（Ｂ）フィラー、および（Ｃ）着色剤、を含有し、８０℃におけるずり粘度が１４０００〜２５０００Ｐａ・ｓである樹脂層を有する封止フィルムに関する。
【００１１】
また、本発明は、（２）前記（Ａ）樹脂成分が、（Ａ１）高分子量樹脂を１５〜８５重量％、（Ａ２）熱硬化性成分を１５〜８５重量％含む、前記（１）記載の封止フィルムに関する。
【００１２】
また、本発明は、（３）前記（Ａ）樹脂成分１０重量部に対し、前記（Ｂ）フィラーを１〜３００重量部、前記（Ｃ）着色剤を０．０１〜１０重量部含む、前記（１）または（２）記載の封止フィルムに関する。
【００１３】
また、本発明は、（４）前記樹脂層の片面に厚さ５〜３００μｍの基材層をさらに有し、かつ前記樹脂層の厚さが５〜８００μｍである前記（１）〜（３）のいずれか１項記載の封止フィルムに関する。
【００１４】
また、本発明は、（５）前記樹脂層の一方の面に厚さ５〜３００μｍの基材層を、前記樹脂層の他方の面に厚さ５〜３００μｍの保護層をさらに有し、かつ前記樹脂層の厚さが５〜８００μｍである前記（１）〜（３）のいずれか１項記載の封止フィルムに関する。
【００１５】
また、本発明は、（６）前記（Ｂ）フィラーが無機フィラーである前記（１）〜（５）のいずれか１項記載の封止フィルムに関する。
【００１６】
また、本発明は、（７）前記（Ｃ）着色剤が白色以外のものである前記（１）〜（６）のいずれか１項記載の封止フィルムに関する。
【００１７】
また、本発明は、（８）前記樹脂層の、１７０℃で１時間硬化した後の３５℃での動的粘弾性測定装置における貯蔵弾性率が５００〜２００００ＭＰａである前記（１）〜（７）のいずれか１項記載の封止フィルムに関する。
【００１８】
また、本発明は、（９）前記（１）〜（８）のいずれか１項記載の封止フィルムを用いた半導体装置に関する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、充てん性、密着性、形状維持性の全てに優れ、なおかつ、レーザーマーキングの視認性にも優れ、半導体チップ等の保護やキャビティ充てんに好適な封止フィルムを提供することが可能となり、また、当該封止フィルムを用いることで信頼性に優れた半導体装置を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の封止フィルムは、（Ａ１）高分子量樹脂と（Ａ２）熱硬化性成分とを含む（Ａ）樹脂成分、（Ｂ）フィラーおよび（Ｃ）着色剤を含有する樹脂層を少なくとも有するものであり、使用時には、当該樹脂層により半導体素子を封止することになる。
【００２１】
上記（Ａ１）高分子量樹脂は、架橋性官能基を有するものであり、例えば、エポキシ基含有モノマーなどの官能性モノマーを重合させたものを用いることができる。好ましくは、グリシジル（メタ）アクリレートを官能性モノマーとして用いてなるエポキシ基含有（メタ）アクリル共重合体であり、さらに、エチル（メタ）アクリレートやブチル（メタ）アクリレートなどのモノマーを重合させたものを用いることもできる。また、上記（Ａ１）高分子量樹脂は、エポキシ樹脂と非相溶のものであることが好ましい。なお、本発明において、「（メタ）アクリル」とは、「アクリル」と「メタクリル」の両方を意味する。また、官能性モノマーを重合させることで上記（Ａ１）高分子量樹脂を作製する場合、その重合方法としては、特に制限はなく、例えば、パール重合、溶液重合などの公知の方法を使用することができ、また、重合条件についても、使用モノマーやその濃度、（Ａ１）高分子量樹脂の重量平均分子量やガラス転移温度などを考慮して適宜決定すればよく、特に限定されない。
【００２２】
上記エポキシ基含有（メタ）アクリル共重合体としては、例えば、エポキシ基含有（メタ）アクリルエステル共重合体、エポキシ基含有アクリルゴムなどを挙げることができ、エポキシ基含有アクリルゴムを用いることが特に好ましい。アクリルゴムは、アクリル酸エステルを主成分とするものであり、例えば、ブチルアクリレートやエチルアクリレートとアクリロニトリルの共重合体などからなるゴムである。このようなエポキシ基含有アクリルゴムとしては、例えば、ナガセケムテックス（株）製ＨＴＲ−８６０Ｐ−３ＤＲなどが市販されている。また、上記エポキシ基含有共重合体中におけるエポキシ基含有モノマーの量は、０．５〜６．０重量％であることが好ましく、０．５〜５．０重量％であることがより好ましく、０．８〜５．０重量％であることが特に好ましい。エポキシ基含有モノマーの量がこの範囲にあると、接着力が確保できるとともに、ゲル化を防止することができる。
【００２３】
また、上記（Ａ１）高分子量樹脂の重量平均分子量は１０万以上であり、好ましくは３０万〜３００万、より好ましくは５０万〜２００万である。重量平均分子量がこの範囲にある高分子量樹脂を用いることで、フィルム状にしたときの強度、可とう性、およびタック性を適度に制御することが可能であり、また、樹脂層と被着体との密着性を確保できる。なお、本発明において、重量平均分子量とは、ゲルパーミュエーションクロマトグラフィーで測定し、標準ポリスチレン検量線を用いて換算した値を示す。
【００２４】
また、上記（Ａ１）高分子量樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）は、−５０℃以上５０℃以下である。このＴｇを−５０℃以上５０℃以下とすることで、樹脂層のＢステージ状態でのタック性を適度に保つことができ、その取り扱い性も良好となる。
【００２５】
また、上記（Ａ１）高分子量樹脂の配合量は、（Ａ１）高分子量樹脂と（Ａ２）熱硬化性成分との合計量に対して、好ましくは１５〜８５重量％であり、より好ましくは２０〜８５重量％であり、特に好ましくは２０〜８０重量％であり、最も好ましくは２５〜８０重量％である。（Ａ１）高分子量樹脂の配合量が１５重量％未満だと、得られる樹脂層の可とう性が不足して脆くなる可能性が有り、８５重量％を超えると得られる樹脂層の流動性が低下する可能性がある。
【００２６】
上記（Ａ２）熱硬化性成分は、熱により硬化して接着作用を発現するものであれば特に限定されないが、エポキシ樹脂を主成分として含むことが好ましく、エポキシ樹脂を６０〜１００重量％含むことがより好ましい。エポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂などの二官能エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂やクレゾールノボラック型エポキシ樹脂などのノボラック型エポキシ樹脂などを使用することができる。また、多官能エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、複素環含有エポキシ樹脂または脂環式エポキシ樹脂など、一般に知られているものを適用することができる。
【００２７】
上記ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂としては、油化シェルエポキシ（株）製 エピコート８０７，８１５，８２５，８２７，８２８，８３４，１００１，１００４，１００７，１００９、ダウケミカル社製 ＤＥＲ−３３０，３０１，３６１、東都化成（株）製 ＹＤ８１２５，ＹＤＦ８１７０などが挙げられる。上記ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂としては、東都化成株式会社製、ＹＤ−８１７０Ｃなどが挙げられる。上記フェノールノボラック型エポキシ樹脂としては、油化シェルエポキシ（株）製 エピコート１５２，１５４、日本化薬（株）製 ＥＰＰＮ−２０１、ダウケミカル社製 ＤＥＮ−４３８などが、また、上記クレゾールノボラック型エポキシ樹脂としては、ｏ−クレゾールノボラック型エポキシ樹脂である日本化薬（株）製 ＥＯＣＮ−１０２Ｓ，１０３Ｓ，１０４Ｓ，１０１２，１０２５，１０２７、東都化成（株）製 ＹＤＣＮ７０１，７０２，７０３，７０４などが挙げられる。上記多官能エポキシ樹脂としては、油化シェルエポキシ（株）製 Ｅｐｏｎ １０３１Ｓ、チバスペシャリティーケミカルズ社製 アラルダイト０１６３、ナガセ化成（株）製 デナコールＥＸ−６１１，６１４，６１４Ｂ，６２２，５１２，５２１，４２１，４１１，３２１などが挙げられる。上記グリシジルアミン型エポキシ樹脂としては、油化シェルエポキシ（株）製 エピコート６０４、東都化成（株）製 ＹＨ−４３４、三菱ガス化学（株）製 ＴＥＴＲＡＤ−Ｘ，ＴＥＴＲＡＤ−Ｃ、住友化学（株）製 ＥＬＭ−１２０などが挙げられる。上記複素環含有エポキシ樹脂としては、チバスペシャリティーケミカルズ社製 アラルダイトＰＴ８１０等の、ＵＣＣ社製 ＥＲＬ４２３４，４２９９，４２２１，４２０６などが挙げられる。これらのエポキシ樹脂は、単独でまたは２種類以上を組み合わせても、使用することができる。
【００２８】
また、上記（Ａ２）熱硬化性成分としてエポキシ樹脂を用いる場合には、当該成分としてさらにエポキシ樹脂硬化剤や硬化促進剤を用いることが好ましい。エポキシ樹脂硬化剤としては、通常用いられている公知の硬化剤を使用することができ、例えば、アミン類、ポリアミド、酸無水物、ポリスルフィド、三フッ化ホウ素、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ，ビスフェノールＳのようなフェノール性水酸基を１分子中に２個以上有するビスフェノール類、フェノールノボラック樹脂、ビスフェノールＡノボラック樹脂またはクレゾールノボラック樹脂などのフェノール樹脂、フェノール類及び／又はナフトール類とジメトキシパラキシレン又はビス（メトキシメチル）ビフェニルから合成されるフェノール・アラルキル樹脂などが挙げられる。特に吸湿時の耐電食性に優れる点で、フェノールノボラック樹脂、ビスフェノールＡノボラック樹脂またはクレゾールノボラック樹脂などのフェノール樹脂、フェノール・アラルキル樹脂が好ましい。好ましいフェノール樹脂硬化剤としては、例えば、大日本インキ化学工業（株）製、商品名：プライオーフェンＬＦ２８８２、プライオーフェンＬＦ２８２２、プライオーフェンＬＦ４８７１、プライオーフェンＴＤ−２０９０、プライオーフェンＴＤ−２１４９、プライオーフェンＶＨ−４１５０、プライオーフェンＶＨ４１７０などが挙げられる。好ましい、フェノール・アラルキル樹脂としては、例えば、三井化学株式会社製、商品名ミレックスＸＬＣ−ＬＬなどが挙げられる。
【００２９】
また、上記硬化促進剤としては、例えば、４級ホスホニウム塩系、４級アンモニウム塩系、イミダゾール系、ＤＢＵ脂肪酸塩系、金属キレート系、金属塩系、トリフェニルフォスフィン系等を用いることができる。また、上記硬化剤や硬化促進剤の配合量は、特に限定されないが、上記（Ａ２）熱硬化性成分中、好ましくは、０．０５〜０．５重量％である。
【００３０】
また、上記（Ａ２）熱硬化性成分の配合量は、（Ａ１）高分子量樹脂と（Ａ２）熱硬化性成分との合計量に対して、好ましくは１５〜８５重量％であり、より好ましくは１５〜８０重量％であり、特に好ましくは２０〜８０重量％であり、最も好ましくは２０〜７５重量％である。（Ａ２）熱硬化性成分の配合量が、１５重量％未満だと、得られる樹脂層の耐熱性及び流動性が低下する可能性が有り、８５重量％を超えると得られる樹脂層の可とう性が低下する可能性がある。
【００３１】
また、本発明では、上記（Ａ）樹脂成分として、必要に応じて上記以外の樹脂成分を、本発明の目的を逸脱しない範囲で配合してもよい。
【００３２】
上記（Ｂ）フィラーとしては、特に限定されないが、無機フィラーであることが好ましく、例えば、結晶性シリカ、非晶性シリカ、酸化アルミニウム、酸化チタン、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、窒化アルミニウム、窒化ホウ素等を使用することができる。
【００３３】
上記（Ｂ）フィラーの配合量は、上記（Ａ）樹脂成分１０重量部に対して、好ましくは１〜３００重量部であり、より好ましくは３〜２５０重量部であり、特に好ましくは３〜２００重量部であり、最も好ましくは５〜２００重量部である。（Ｂ）フィラーの配合量が１重量部未満だと得られる封止フィルムが軟らかくなって得られる半導体装置の信頼性が低下する可能性があり、３００重量部を超えると得られる封止フィルムと半導体基板との密着性が低下する可能性がある。
【００３４】
本発明における上記（Ｃ）着色剤としては、特に限定されないが、例えば、カーボンブラック、黒鉛、チタンカーボン、二酸化マンガン、フタロシアニン系等の顔料あるいは染料を使用することができる。分散性、レーザーマーキング性を考慮すると、カーボンブラック等の白色以外の着色剤が好ましい。
【００３５】
上記（Ｃ）着色剤の配合量は、上記（Ａ）樹脂成分１０重量部に対して好ましくは０．０１〜１０重量部であり、より好ましくは０．２〜８重量部であり、特に好ましくは０．３〜６重量部であり、最も好ましくは０．５〜５重量部である。（Ｃ）着色剤の使用量が０．０１重量部未満だと得られる封止フィルムの着色が十分で無く、レーザーマーキング後の視認性が悪くなる傾向があり、１０重量部を超えると得られる封止フィルムと半導体基板との密着性が低下する可能性がある。
【００３６】
本発明における樹脂層は、上記（Ａ）樹脂成分、（Ｂ）フィラーおよび（Ｃ）着色剤以外に、必要に応じてカップリング剤等の添加剤を含んでいてもよい。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、シラン系カップリング剤が最も好ましい。
【００３７】
上記シラン系カップリング剤としては、特に制限はなく、例えば、ビニルトリクロルシラン、ビニルトリス（β−メトキシエトキシ）シラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、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メトキシシラン、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−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、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−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、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−メルカプト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エトキシシラン、３−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、３−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、３−ウレイドプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピル−トリス（２−メトキシ−エトキシ−エトキシ）シラン、Ｎ−メチル−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、トリアミノプロピル−トリメトキシシラン、３−４，５−ジヒドロイミダゾール−１−イル−プロピルトリメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピル−トリメトキシシラン、３−メルカプトプロピル−メチルジメトキシシラン、３−クロロプロピル−メチルジメトキシシラン、３−クロロプロピル−ジメトキシシラン、３−シアノプロピル−トリエトキシシラン、ヘキサメチルジシラザン、Ｎ，Ｏ−ビス（トリメチルシリル）アセトアミド、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリクロロシラン、ｎ−プロピルトリメトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、アミルトリクロロシラン、オクチルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、メチルトリ（メタクリロイルオキエトキシ）シラン、メチルトリ（グリシジルオキシ）シラン、Ｎ−β（Ｎ−ビニルベンジルアミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、オクタデシルジメチル〔３−（トリメトキシシリル）プロピル〕アンモニウムクロライド、γ−クロロプロピルメチルジクロロシラン、γ−クロロプロピルメチルジメトキシシラン、γ−クロロプロピルメチルジエトキシシラン、トリメチルシリルイソシアネート、ジメチルシリルイソシアネート、メチルシリルトリイソシアネート、ビニルシリルトリイソシアネート、フェニルシリルトリイソシアネート、テトライソシアネートシラン、エトキシシランイソシアネートなどを使用することができ、これらの１種又は２種以上を併用することもできる。
【００３８】
上記チタン系カップリング剤としては、特に制限はなく、例えば、イソプロピルトリオクタノイルチタネート、イソプロピルジメタクリルイソステアロイルチタネート、イソプロピルトリドデシルベンゼンスルホニルチタネート、イソプロピルイソステアロイルジアクリルチタネート、イソプロピルトリ（ジオクチルホスフェート）チタネート、イソプロピルトリクミルフェニルチタネート、イソプロピルトリス（ジオクチルパイロホスフェート）チタネート、イソプロピルトリス（ｎ−アミノエチル）チタネート、テトライソプロピルビス（ジオクチルホスファイト）チタネート、テトラオクチルビス（ジトリデシルホスファイト）チタネート、テトラ（２，２−ジアリルオキシメチル−１−ブチル）ビス（ジトリデシル）ホスファイトチタネート、ジクミルフェニルオキシアセテートチタネート、ビス（ジオクチルパイロホスフェート）オキシアセテートチタネート、テトライソプロピルチタネート、テトラノルマルブチルチタネート、ブチルチタネートダイマー、テトラ（２−エチルヘキシル）チタネート、チタンアセチルアセトネート、ポリチタンアセチルアセトネート、チタンオクチレングリコレート、チタンラクテートアンモニウム塩、チタンラクテート、チタンラクテートエチルエステル、チタントリエタノールアミネート、ポリヒドロキシチタンステアレート、テトラメチルオルソチタネート、テトラエチルオルソチタネート、テトラプロピルオルソチタネート、テトライソブチルオルソチタネート、ステアリルチタネート、クレシルチタネートモノマー、クレシルチタネートポリマー、ジイソプロポキシ−ビス（２，４−ペンタジオネート）チタニウム（ＩＶ）、ジイソプロピル−ビス−トリエタノールアミノチタネート、オクチレングリコールチタネート、テトラ−ｎ−ブトキシチタンポリマー、トリ−ｎ−ブトキシチタンモノステアレートポリマー、トリ−ｎ−ブトキシチタンモノステアレートなどを使用することができ、これらの１種又は２種以上を併用することもできる。
【００３９】
上記アルミニウム系カップリング剤としては、特に制限は無く、例えば、エチルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムトリス（エチルアセトアセテート）、アルキルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムモノアセチルアセテートビス（エチルアセトアセテート）、アルミニウムトリス（アセチルアセトネート）、アルミニウム＝モノイソプロポキシモノオレオキシエチルアセトアセテート、アルミニウム−ジ−ｎ−ブトキシド−モノ−エチルアセトアセテート、アルミニウム−ジ−イソ−プロポキシド−モノ−エチルアセトアセテート等のアルミニウムキレート化合物、アルミニウムイソプロピレート、モノ−ｓｅｃ−ブトキシアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウム−ｓｅｃ−ブチレート、アルミニウムエチレート等のアルミニウムアルコレートなどを使用することができ、これらの１種又は２種以上を併用することもできる。
【００４０】
また、上記カップリング剤等の添加剤は、（Ａ）樹脂成分１００重量部に対して、５０重量部以下の配合量にすることが好ましい。上記添加剤の配合量が５０重量部より多いと、得られる封止フィルムの耐熱性が低下する可能性がある。
【００４１】
また、本発明における樹脂層は、８０℃でのずり粘度が１４０００〜２５０００Ｐａ・ｓであり、好ましくは１６０００〜２３０００Ｐａ・ｓである。このずり粘度が２５０００Ｐａ・ｓを超えると、得られる半導体装置の信頼性及び封止フィルム（樹脂層）と半導体基板の密着性が低下する傾向にあり、１４０００Ｐａ・ｓ未満であると、得られる封止フィルム（樹脂層）で半導体素子を封止する際、素子に対して直接樹脂流れ込みが発生し、所望の半導体特性が得られない傾向にある。なお、本発明における「ずり粘度」は、１０ｍｍ×１０ｍｍ×厚み１５０μｍのＢステージ状態の樹脂層（フィルム）について、ずり粘度測定装置（ＴＡインスツルメント・ジャパン（株）製）を用い、測定周波数１．０Ｈｚ、測定子径８.０ｍｍ、測定温度８０℃定温の条件で測定して得られる値である。このずり粘度は、例えば、フィラーの充填量を増やしたり、多官能エポキシ樹脂を使用して樹脂層の橋架け密度を向上させたり、フィルム化する際の熱履歴を増やしＢステージ状態での硬化度を向上させることによって大きくすることができる。
【００４２】
また、本発明における樹脂層は、１７０℃で１時間硬化した後の３５℃での動的粘弾性測定装置における貯蔵弾性率が、好ましくは５００〜２００００ＭＰａであり、より好ましくは６００〜１９０００ＭＰａであり、特に好ましくは７００〜１８０００ＭＰａであり、最も好ましくは１０００〜１６０００ＭＰａである。引張り弾性率が５００ＭＰａ未満だと得られる封止フィルム（樹脂層）と半導体素子との密着性が低下する可能性があり、２００００ＭＰａを超えると半導体装置の信頼性が低下する可能性がある。なお、上記貯蔵弾性率は、厚み１５０μｍのＢステージ状態の上記樹脂層フィルムサンプルについて、レオロジー社製の動的粘弾性スペクトロメーター（ＤＶＥ−４型）を用いて、３５℃、１０Ｈｚの条件で測定して得られる。この貯蔵弾性率は、フィラーの充填量を増やしたり、多官能エポキシ樹脂を使用して樹脂層の橋架け密度を向上させることによって大きくすることができる。
【００４３】
また、本発明における樹脂層の厚さは、好ましくは５〜８００μｍ、より好ましくは１０〜６００μｍ、特に好ましくは２０〜５００μｍ、最も好ましくは３０〜４００μｍである。樹脂層の厚さが５μｍ未満だと、半導体素子との密着性が低下したり、流れ込み量の不足が発生する可能性があり、８００μｍを超えると半導体素子の厚さが増えてパッケージ設計の障害になる可能性がある。
【００４４】
また、本発明の封止フィルムは、図１に示すように、上記樹脂層２の片面に、これを支持してフィルムの強度や取扱い性等を向上させうる基材層１を有していてもよい。基材層の厚さは、樹脂層の厚みや強度等を考慮して適宜決定すればよく、特に限定されないが、好ましくは５〜３００μｍであり、より好ましくは５〜２００μｍであり、特に好ましくは５〜１００μｍであり、最も好ましくは１０〜１００μｍである。基材層の厚さが５μｍ未満では、樹脂層を支持してフィルムの強度や取扱い性を向上させるという効果を十分に得られない可能性があり、基材層の厚さが３００μｍを超えても特に利点は無く、フィルム自体が高価になる可能性がある。
【００４５】
上記基材層としては、特に制限はなく、例えば、ポリテトラフルオロエチレンフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリメチルペンテンフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム、ポリエーテルスルフォンフィルム、ポリエーテルアミドフィルム、ポリエーテルアミドイミドフィルム、ポリアミドフィルム、ポリアミドイミドフィルム、ポリイミドフィルム等のプラスチックフィルムなどを使用できる。また、必要に応じて、樹脂層と接する面に、プライマー塗布、ＵＶ処理、コロナ放電処理、研磨処理、エッチング処理、離型処理等の表面処理を行っても良い。
【００４６】
また、本発明の封止フィルムは、上記樹脂層の片面に、これを保護するための保護層を有していてもよい。保護層の厚さは、特に限定されないが、好ましくは５〜３００μｍであり、より好ましくは５〜２００μｍであり、特に好ましくは５〜１００μｍであり、最も好ましくは１０〜１００μｍである。保護層の厚さが５μｍ未満ではフィルムを十分に保護できない可能性が有り、フィルムの厚さが３００μｍを超えても特に利点は無く、フィルム自体が高価になる可能性がある。
【００４７】
上記保護層としては、特に制限はなく、例えば、ポリテトラフルオロエチレンフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリメチルペンテンフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム、ポリエーテルスルフォンフィルム、ポリエーテルアミドフィルム、ポリエーテルアミドイミドフィルム、ポリアミドフィルム、ポリアミドイミドフィルム、ポリイミドフィルム等のプラスチックフィルムなどを使用できる。また、必要に応じて、樹脂層と接する面に、プライマー塗布、ＵＶ処理、コロナ放電処理、研磨処理、エッチング処理、離型処理等の表面処理を行っても良い。
【００４８】
また、本発明の封止フィルムは、図２に示すように、上記樹脂層２の一方の面に上記基材層１を、他方の面に上記保護層３を有していてもよい。
【００４９】
本発明の封止フィルムを作製する方法は、特に限定されないが、例えば、基材層上に、上記（Ａ）樹脂成分、（Ｂ）フィラーおよび（Ｃ）着色剤を少なくとも含むワニスを塗布した後、加熱乾燥により溶剤を除去して、Ｂステージ状態の樹脂層を形成することにより作製することができる。上記加熱乾燥条件は、樹脂層の成分や溶剤の種類によって異なるが、一般的には６０〜２００℃の温度で３〜３０分間加熱するものである。また、ワニスの塗布方法は、特に制限はないが、作業性等を考慮すると、マルチコーターを使用して塗工するのが好ましい。
【００５０】
本発明の半導体装置は、本発明の封止フィルムを用いてなることをその特徴とするものである。以下、その製造例と形態に関して図を用いて説明するが、本発明は以下の記載に限定されるものではない。
【００５１】
図３は、半導体基板４上の電極を本発明の封止フィルム（樹脂層２）により封止する工程を示す模式図である。半導体基板としては、特に制限はないが、例えば、シリコンウエハ等が挙げられる。ここで、図１に示す構成を有する本発明の封止フィルムを用いる場合には、半導体基板４の電極面に樹脂層２が接するように封止フィルムをラミネートし、半導体基板上の電極を封止する。また、図２に示す構成を有する本発明の封止フィルムを用いる場合には、保護層３をはく離した後、半導体基板４の電極面に樹脂層２が接するように封止フィルムをラミネートし、半導体基板上の電極を封止する。ラミネート方法は特に制限されないが、例えば、ホットロールラミネーターを用いる方法が挙げられ、図３に示すようにロール状封止フィルム８をロール９を介して、一対のラミネーターロール１０の間を半導体基板４と共に通すことにより行なわれる。ラミネート工程におけるラミネート温度は、半導体基板に負荷を与えず、作業性に優れる点で、１８０℃以下であることが好ましく、１４０℃以下であることがより好ましく、１２０℃以下であることが特に好ましい。また、本発明の封止フィルムは、上記電極が突起状電極である場合に特に好適である。
【００５２】
また、本発明の封止フィルムによる封止は、上述したフィルムラミネートによる方法に限らず、半導体基板に封止フィルムを熱圧着あるいは真空圧着する方法、半導体素子に直接封止フィルムをヒートプレスで接着する方法等を使用することもできる。なお、圧着条件等は使用する封止フィルムの種類、半導体基板あるいは素子の形状によって異なる。
【００５３】
図４は、本発明の封止フィルム（樹脂層２）で封止された突起状電極５を有する半導体素子７の模式図である。このような半導体素子は、図３に示すようにして半導体基板の突起状電極５を封止した後、例えば、封止フィルムの基材層を剥離する工程、加熱によって樹脂層２を硬化させる工程、はんだボール６を突起状電極５上に搭載する工程、半導体基板の樹脂層側と反対側の面にダイシングテープをラミネートする工程、半導体基板を所定の大きさにダイシングする工程、突起状電極５を有する半導体基板とダイシングテープをはく離する工程を経て得ることができ、さらに、得られた半導体素子を回路基板上の所定位置に搭載することで信頼性等に優れる半導体装置を得ることができる。また、上記半導体素子に、封止フィルム側からＹＡＧレーザー等を照射し、製品を識別するための識別情報を表示することもできる。
【実施例】
【００５４】
以下、本発明を実施例により詳細に説明するが、本発明はこれら記載に制限されるものではない。
【００５５】
＜封止フィルムの作製＞
（実施例１）
（Ａ）樹脂成分の（Ａ１）高分子量樹脂として、エポキシ基含有アクリルゴム（ナガセケムテックス株式会社製、商品名ＨＴＲ−８６０Ｐ−３ＤＲ、重量平均分子量：８０万、Ｔｇ：−７℃）１２．４重量部、（Ａ２）熱硬化性成分として、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（東都化成株式会社製、商品名ＹＤ−８１７０Ｃ、エポキシ当量１６０）３３．６重量部、フェノール・ｐ−キシリレングリコールジメチルエーテル共重合樹脂（三井化学株式会社製、商品名ミレックスＸＬＣ−ＬＬ、水酸基当量１７４）３３．８重量部、１−シアノ−１−フェニルイミダゾール（四国化成工業株式会社製、商品名キュアゾール２ＰＺ−ＣＮ）０．１重量部、（Ｂ）フィラーとして、シリカフィラー（株式会社龍森製、商品名ＴＦＣ−２４、平均粒径約８μｍ）１５２．６重量部、（Ｃ）着色剤として、樹脂系加工顔料（山陽色素株式会社製、商品名ＦＰ ＢＬＡＣＫ ３０８、カーボンブラック含有率２９．０重量％）８．４重量部、およびカップリング剤として、グリシドキシプロピルトリメトキシシラン（東レ・ダウコーニング株式会社製、商品名Ｚ−６０４０）１．０重量部からなる組成物にシクロヘキサノンを加えて攪拌混合し、真空脱気して不揮発分（以降、ＮＶと略記する）約６０％のワニスを得た。なお、ＮＶ値は、所定量のワニスを加熱乾燥（１７０℃で約１時間）した後に残った不揮発分重量と、加熱乾燥前に測定したワニス重量から算出した。
【００５６】
上記で得られたワニスを基材層（帝人デュポンフィルム株式会社製、商品名ピューレックスＡ３１Ｂ、表面離型処理ポリエチレンテレフタレートフィルム、膜厚３８μｍ）上に塗布し、９０℃、５分及び１４０℃、１１分間加熱乾燥して、膜厚が１５０μｍの塗膜とし、Ｂステージ状態の封止フィルムＡを得た。
【００５７】
（実施例２）
基材層上に塗布したワニスの乾燥条件を９０℃、５分及び１４０℃、１１分から、９０℃、５分及び１４０℃、１０分とした以外は、実施例１と全く同様の操作を行い、Ｂステージ状態の封止フィルムＢを得た。
【００５８】
（実施例３）
基材層上に塗布したワニスの乾燥条件を９０℃、５分及び１４０℃、１１分から、９０℃、５分及び１４０℃、８分とした以外は、実施例１と全く同様の操作を行い、Ｂステージ状態の封止フィルムＣを得た。
【００５９】
（実施例４）
基材層上に塗布したワニスの乾燥条件を９０℃、５分及び１４０℃、１１分から、９０℃、５分及び１４０℃、１４分とした以外は、実施例１と全く同様の操作を行い、Ｂステージ状態の封止フィルムＤを得た。
【００６０】
（比較例１）
基材層上に塗布したワニスの乾燥条件を９０℃、５分及び１４０℃、１１分から、９０℃、５分及び１４０℃、５分にした以外は、実施例１と全く同様の操作を行い、Ｂステージ状態の封止フィルムＥを得た。
【００６１】
（比較例２）
基材層上に塗布したワニスの乾燥条件を９０℃、５分及び１４０℃、１１分から、９０℃、５分及び１４０℃、１７分にした以外は、実施例１と全く同様の操作を行い、Ｂステージ状態の封止フィルムＦを得た。
【００６２】
（比較例３）
（Ｂ）成分のフィラーを含まないこと、（Ｃ）成分の樹脂系加工顔料の使用量を８．４重量部から８.３重量部としたこと以外は実施例１と同様にして組成物を得、シクロヘキサノンを加えて攪拌混合し、真空脱気してＮＶが約６０％のワニスを得た。
【００６３】
上記得られたワニスを基材層（帝人デュポンフィルム株式会社製、商品名ピューレックスＡ３１Ｂ、表面離型処理ポリエチレンテレフタレートフィルム、膜厚３８μｍ）上に塗布し、９０℃、２０分及び１４０℃、２０分加熱乾燥して、膜厚が１５０μｍの塗膜とし、Ｂステージ状態の封止フィルムＧを得た。
【００６４】
（比較例４）
（Ｂ）成分のシリカフィラーの使用量を１５２.６重量部から３５６．２重量部としたこと、（Ｃ）成分の樹脂系加工顔料の使用量を８．４重量部から１５.３重量部としたこと以外は、実施例１と同様にして組成物を得、シクロヘキサノンを加えて攪拌混合し、真空脱気してＮＶが約７０％のワニスを得た。
【００６５】
上記得られたワニスを基材層（帝人デュポンフィルム株式会社製、商品名ピューレックスＡ３１Ｂ、表面離型処理ポリエチレンテレフタレートフィルム、膜厚３８μｍ）上に塗布し、９０℃、５分及び１４０℃、５分間加熱乾燥して、膜厚が１５０μｍの塗膜とし、Ｂステージ状態の封止フィルムＨを得た。
【００６６】
＜封止フィルム（樹脂層）の評価＞
上記実施例１〜４及び比較例１〜４で得た封止フィルムＡ〜Ｈ（樹脂層）について、ずり粘度、貯蔵弾性率、ガラス転移温度、熱分解開始温度、樹脂流れ込み性（流動制御性）およびレーザーマーキングの視認性を以下のとおり評価した。結果をまとめて表１に示す。
【００６７】
・ずり粘度
上記で得られた各封止フィルムを１０ｍｍ角に切り出し、ずり粘度測定装置（ＴＡ インスツルメント・ジャパン（株）製）を用いて測定を実施した。なお、測定条件は、測定周波数１．０Ｈｚ、測定子径８．０ｍｍ、測定温度８０℃定温とした。
【００６８】
・貯蔵弾性率とガラス転移温度（Ｔｇ）
上記で得られた各封止フィルムを１７０℃で１時間硬化させた後、動的粘弾性スペクトロメーター（レオロジー社製、ＤＶＥ−４型）により、貯蔵弾性率（３５℃、１０Ｈｚ）及びガラス転移温度（周波数１０Ｈｚ、昇温速度２℃／ｍｉｎ）を測定した。
【００６９】
・熱分解開始温度
示差熱天秤（セイコーインスツルメント株式会社製、ＳＳＣ５２００型）により、昇温速度：１０℃／ｍｉｎ、雰囲気：空気、の条件で各封止フィルムの熱分解開始温度を測定した。
【００７０】
・樹脂流れ込み性（流動制御性）
上記で得られた各封止フィルムを、配線及び銅ポストが形成された半導体基板（ピッチ寸法：５．３ｍｍ×６．３ｍｍ、スクライブライン：１００μｍ、銅ポスト径：３００μｍ、銅ポスト高さ：１００μｍ）上にホットロールラミネータ（大成ラミネータ株式会社製、商品名ＶＡ−４００ＩＩＩ型）を使用して貼付けた（ラミネート条件：８０℃、０．２ＭＰａ、０．５ｍ／ｍｉｎ）。ラミネート後、各封止フィルムを貼り付けた半導体基板を切断し、その断面を光学顕微鏡で観察し、銅ポスト間を樹脂層が流動した量（流動値）を測定し、目標流動値の範囲内（±５μｍ）に入っているか否かについて下記基準で評価した（１サンプルにつき１０点測定を実施、評価○及び△が合格）。
【００７１】
○：すべての測定点における流動値が目標流動値範囲内（±５μｍ）に入っている。
△：測定点数の内、１点の流動値のみが目標流動値範囲内に入っていない。
×：測定点数の内、２〜９点の流動値が目標流動値範囲内に入っていない。
××：すべての測定点における流動値が目標流動値範囲内に入っていない。
・レーザーマーキングの視認性
【００７２】
上記で得られた各封止フィルムを、３００μｍ厚のシリコンウエハ鏡面にホットロールラミネータ（大成ラミネーター株式会社製、商品名ＶＡ−４００ＩＩＩ型）を使用して貼付け（ラミネート条件：８０℃、０．２ＭＰａ、０．５ｍ／ｍｉｎ）、封止フィルム付きシリコンウエハを得た後、基材層をはく離して１７０℃で１時間硬化した樹脂層付きシリコンウエハの樹脂層側に、出力５．０Ｊ／パルスのＹＡＧレーザーによってレーザーマーキングを行い、その視認性を確認した（サンプル数：１００個）。
【００７３】
視認性の評価方法は、レーザーマーキング後の表面をスキャナによって画像取り込みを行い、画像処理ソフト（Ａｄｏｂｅ社製商品名、ＰＨＯＴＳＨＯＰ）によってマーキング部分及びその周りの非マーキング部分の２階調化を行う。この操作によって明度によって白黒の２５６段階に分けられる。次に、マーキング部分が白く、非マーキング部分が黒く表示される「２階調化する境界のしきい値」と、マーキング部分も黒く表示されマーキング／非マーキング部分の境界が無くなる「２階調化する境界のしきい値」を求め、それらの値の差が４０以上である場合に視認性良好とし（評価○）、３０以上４０未満である場合に視認性がほぼ良好とし（評価△）、３０未満である場合に視認性が不良とした（評価×）。なお、表１には、評価○、△、×に該当するサンプル数を示した。
【００７４】
＜半導体装置の作製と評価＞
上記で得られた各封止フィルムを、配線及び銅ポストが形成された半導体基板（ピッチ寸法：５．３ｍｍ×６．３ｍｍ、スクライブライン：１００μｍ、銅ポスト径：３００μｍ、銅ポスト高さ：１００μｍ）上にホットロールラミネータ（大成ラミネータ株式会社製、商品名ＶＡ−４００ＩＩＩ型）を使用して貼付け（ラミネート条件：８０℃、０．２ＭＰａ、０．５ｍ／ｍｉｎ）、基材層をはく離した後、１７０℃で１時間加熱して樹脂層を硬化させる工程、樹脂層を研削して銅ポストを表面に露出させる工程、銅ポスト上に外部端子を形成する工程、ダイシングする工程、得られた半導体素子をピックアップして有機基板に実装する工程を行い、半導体装置を作製した。
【００７５】
ついで、この半導体装置について、−５５℃／３０ｍｉｎ←→１２５℃／３０ｍｉｎを１サイクルとするヒートサイクル試験を１０００サイクル行い（サンプル数：１０個）、樹脂層にクラックや剥がれ等の不具合が発生していないかどうかを調べた。結果を表１に示す。なお、表１には、（樹脂層に不具合が発生した半導体装置の個数）／（総サンプル数）を示した。
【表１】
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】基材層１及び樹脂層２からなる封止フィルムの模式図である。
【図２】基材層１、樹脂層２及び保護層３からなる封止フィルムの模式図である。
【図３】封止フィルムを半導体基板にラミネートする工程の模式図である。
【図４】封止フィルムで封止した突起状電極を有する半導体素子の模式図である。
【符号の説明】
【００７７】
１：基材層
２：樹脂層
３：保護層
４：半導体基板
５：突起状電極
６：はんだボール
７：突起状電極を有する半導体素子
８：ロール状封止フィルム
９：ロール
１０：ラミネーターロール
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体チップの充てん性、密着性、形状維持性に優れる封止フィルム及びそれを用いた半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電子機器の小型化・軽量化が進められており、これに伴い基板への高密度実装が要求され、電子機器に搭載する半導体パッケージの小型化、薄型化、軽量化が進められている。
【０００３】
また、従来から、ＬＯＣ（Ｌｅａｄ Ｏｎ Ｃｈｉｐ）、ＱＦＰ（Ｑｕａｄ Ｆｌａｔ Ｐａｃｋａｇｅ）等と呼ばれるパッケージが有り、ＬＯＣ、ＱＦＰ等のパッケージよりもさらに小型化・軽量化したμＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）、ＣＳＰ（Ｃｈｉｐ Ｓｉｚｅ Ｐａｃｋａｇｅ）等のパッケージが開発されている。
【０００４】
さらに、半導体素子の回路面が半導体配線基板側に向けられている、いわゆるフェイスダウン型パッケージであるフリップチップ、ＷＬ−ＣＳＰ（Ｗａｆｅｒ Ｌｅｖｅｌ Ｃｈｉｐ Ｓｉｚｅ Ｐａｃｋａｇｅ）等が開発されている。
【０００５】
上述したパッケージでは、固形のエポキシ樹脂封止材をトランスファー成形法により成形することで封止パッケージを得ていたが、パッケージが薄型又は大型の場合の成形は難しかった。
【０００６】
また、無機フィラーの含有量が増大すると、一般にトランスファー成形時の溶融粘度が高くなり、成形時のボイドの残存、キャビティ充てん不良、ワイヤーフロー及びステージシフトの増大等と成形物の品質が低下するなどの問題が発生する。
【０００７】
また、近年、フリップチップやＷＬ−ＣＳＰなどで、突起状電極を有するものが有り、その突起部の保護及び突起間の充填のため、封止材を使用することがあったが、固形のエポキシ樹脂封止材による充てんは難しかった。そのため、エポキシ樹脂、無機フィラーを主体とした封止フィルムが提案されている（例えば、特許文献１、２、３及び４参照）。
【特許文献１】特開平０５−２８３４５６号公報
【特許文献２】特開平０５−１９０６９７号公報
【特許文献３】特開平０８−７３６２１号公報
【特許文献４】特開２００５−０６０５８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、従来の封止フィルムを用いて、例えば、突起状電極を有するパッケージや封止後の形状に制約のあるパッケージを封止すると、流動性を制御することが困難であり、充てん性、密着性及び形状維持性を全て満足できないことがあった。
【０００９】
上記を鑑みて、本発明は、充てん性、密着性、形状維持性の全てに優れる封止フィルム及びそれを用いた半導体装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、（１）（Ａ１）架橋性官能基を含み、重量平均分子量が１０万以上でかつＴｇが−５０〜５０℃である高分子量樹脂と、（Ａ２）エポキシ樹脂を主成分とする熱硬化性成分と、を含む（Ａ）樹脂成分、（Ｂ）フィラー、および（Ｃ）着色剤、を含有し、８０℃におけるずり粘度が１４０００〜２５０００Ｐａ・ｓである樹脂層を有する封止フィルムに関する。
【００１１】
また、本発明は、（２）前記（Ａ）樹脂成分が、（Ａ１）高分子量樹脂を１５〜８５重量％、（Ａ２）熱硬化性成分を１５〜８５重量％含む、前記（１）記載の封止フィルムに関する。
【００１２】
また、本発明は、（３）前記（Ａ）樹脂成分１０重量部に対し、前記（Ｂ）フィラーを１〜３００重量部、前記（Ｃ）着色剤を０．０１〜１０重量部含む、前記（１）または（２）記載の封止フィルムに関する。
【００１３】
また、本発明は、（４）前記樹脂層の片面に厚さ５〜３００μｍの基材層をさらに有し、かつ前記樹脂層の厚さが５〜８００μｍである前記（１）〜（３）のいずれか１項記載の封止フィルムに関する。
【００１４】
また、本発明は、（５）前記樹脂層の一方の面に厚さ５〜３００μｍの基材層を、前記樹脂層の他方の面に厚さ５〜３００μｍの保護層をさらに有し、かつ前記樹脂層の厚さが５〜８００μｍである前記（１）〜（３）のいずれか１項記載の封止フィルムに関する。
【００１５】
また、本発明は、（６）前記（Ｂ）フィラーが無機フィラーである前記（１）〜（５）のいずれか１項記載の封止フィルムに関する。
【００１６】
また、本発明は、（７）前記（Ｃ）着色剤が白色以外のものである前記（１）〜（６）のいずれか１項記載の封止フィルムに関する。
【００１７】
また、本発明は、（８）前記樹脂層の、１７０℃で１時間硬化した後の３５℃での動的粘弾性測定装置における貯蔵弾性率が５００〜２００００ＭＰａである前記（１）〜（７）のいずれか１項記載の封止フィルムに関する。
【００１８】
また、本発明は、（９）前記（１）〜（８）のいずれか１項記載の封止フィルムを用いた半導体装置に関する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、充てん性、密着性、形状維持性の全てに優れ、なおかつ、レーザーマーキングの視認性にも優れ、半導体チップ等の保護やキャビティ充てんに好適な封止フィルムを提供することが可能となり、また、当該封止フィルムを用いることで信頼性に優れた半導体装置を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の封止フィルムは、（Ａ１）高分子量樹脂と（Ａ２）熱硬化性成分とを含む（Ａ）樹脂成分、（Ｂ）フィラーおよび（Ｃ）着色剤を含有する樹脂層を少なくとも有するものであり、使用時には、当該樹脂層により半導体素子を封止することになる。
【００２１】
上記（Ａ１）高分子量樹脂は、架橋性官能基を有するものであり、例えば、エポキシ基含有モノマーなどの官能性モノマーを重合させたものを用いることができる。好ましくは、グリシジル（メタ）アクリレートを官能性モノマーとして用いてなるエポキシ基含有（メタ）アクリル共重合体であり、さらに、エチル（メタ）アクリレートやブチル（メタ）アクリレートなどのモノマーを重合させたものを用いることもできる。また、上記（Ａ１）高分子量樹脂は、エポキシ樹脂と非相溶のものであることが好ましい。なお、本発明において、「（メタ）アクリル」とは、「アクリル」と「メタクリル」の両方を意味する。また、官能性モノマーを重合させることで上記（Ａ１）高分子量樹脂を作製する場合、その重合方法としては、特に制限はなく、例えば、パール重合、溶液重合などの公知の方法を使用することができ、また、重合条件についても、使用モノマーやその濃度、（Ａ１）高分子量樹脂の重量平均分子量やガラス転移温度などを考慮して適宜決定すればよく、特に限定されない。
【００２２】
上記エポキシ基含有（メタ）アクリル共重合体としては、例えば、エポキシ基含有（メタ）アクリルエステル共重合体、エポキシ基含有アクリルゴムなどを挙げることができ、エポキシ基含有アクリルゴムを用いることが特に好ましい。アクリルゴムは、アクリル酸エステルを主成分とするものであり、例えば、ブチルアクリレートやエチルアクリレートとアクリロニトリルの共重合体などからなるゴムである。このようなエポキシ基含有アクリルゴムとしては、例えば、ナガセケムテックス（株）製ＨＴＲ−８６０Ｐ−３ＤＲなどが市販されている。また、上記エポキシ基含有共重合体中におけるエポキシ基含有モノマーの量は、０．５〜６．０重量％であることが好ましく、０．５〜５．０重量％であることがより好ましく、０．８〜５．０重量％であることが特に好ましい。エポキシ基含有モノマーの量がこの範囲にあると、接着力が確保できるとともに、ゲル化を防止することができる。
【００２３】
また、上記（Ａ１）高分子量樹脂の重量平均分子量は１０万以上であり、好ましくは３０万〜３００万、より好ましくは５０万〜２００万である。重量平均分子量がこの範囲にある高分子量樹脂を用いることで、フィルム状にしたときの強度、可とう性、およびタック性を適度に制御することが可能であり、また、樹脂層と被着体との密着性を確保できる。なお、本発明において、重量平均分子量とは、ゲルパーミュエーションクロマトグラフィーで測定し、標準ポリスチレン検量線を用いて換算した値を示す。
【００２４】
また、上記（Ａ１）高分子量樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）は、−５０℃以上５０℃以下である。このＴｇを−５０℃以上５０℃以下とすることで、樹脂層のＢステージ状態でのタック性を適度に保つことができ、その取り扱い性も良好となる。
【００２５】
また、上記（Ａ１）高分子量樹脂の配合量は、（Ａ１）高分子量樹脂と（Ａ２）熱硬化性成分との合計量に対して、好ましくは１５〜８５重量％であり、より好ましくは２０〜８５重量％であり、特に好ましくは２０〜８０重量％であり、最も好ましくは２５〜８０重量％である。（Ａ１）高分子量樹脂の配合量が１５重量％未満だと、得られる樹脂層の可とう性が不足して脆くなる可能性が有り、８５重量％を超えると得られる樹脂層の流動性が低下する可能性がある。
【００２６】
上記（Ａ２）熱硬化性成分は、熱により硬化して接着作用を発現するものであれば特に限定されないが、エポキシ樹脂を主成分として含むことが好ましく、エポキシ樹脂を６０〜１００重量％含むことがより好ましい。エポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂などの二官能エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂やクレゾールノボラック型エポキシ樹脂などのノボラック型エポキシ樹脂などを使用することができる。また、多官能エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、複素環含有エポキシ樹脂または脂環式エポキシ樹脂など、一般に知られているものを適用することができる。
【００２７】
上記ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂としては、油化シェルエポキシ（株）製 エピコート８０７，８１５，８２５，８２７，８２８，８３４，１００１，１００４，１００７，１００９、ダウケミカル社製 ＤＥＲ−３３０，３０１，３６１、東都化成（株）製 ＹＤ８１２５，ＹＤＦ８１７０などが挙げられる。上記ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂としては、東都化成株式会社製、ＹＤ−８１７０Ｃなどが挙げられる。上記フェノールノボラック型エポキシ樹脂としては、油化シェルエポキシ（株）製 エピコート１５２，１５４、日本化薬（株）製 ＥＰＰＮ−２０１、ダウケミカル社製 ＤＥＮ−４３８などが、また、上記クレゾールノボラック型エポキシ樹脂としては、ｏ−クレゾールノボラック型エポキシ樹脂である日本化薬（株）製 ＥＯＣＮ−１０２Ｓ，１０３Ｓ，１０４Ｓ，１０１２，１０２５，１０２７、東都化成（株）製 ＹＤＣＮ７０１，７０２，７０３，７０４などが挙げられる。上記多官能エポキシ樹脂としては、油化シェルエポキシ（株）製 Ｅｐｏｎ １０３１Ｓ、チバスペシャリティーケミカルズ社製 アラルダイト０１６３、ナガセ化成（株）製 デナコールＥＸ−６１１，６１４，６１４Ｂ，６２２，５１２，５２１，４２１，４１１，３２１などが挙げられる。上記グリシジルアミン型エポキシ樹脂としては、油化シェルエポキシ（株）製 エピコート６０４、東都化成（株）製 ＹＨ−４３４、三菱ガス化学（株）製 ＴＥＴＲＡＤ−Ｘ，ＴＥＴＲＡＤ−Ｃ、住友化学（株）製 ＥＬＭ−１２０などが挙げられる。上記複素環含有エポキシ樹脂としては、チバスペシャリティーケミカルズ社製 アラルダイトＰＴ８１０等の、ＵＣＣ社製 ＥＲＬ４２３４，４２９９，４２２１，４２０６などが挙げられる。これらのエポキシ樹脂は、単独でまたは２種類以上を組み合わせても、使用することができる。
【００２８】
また、上記（Ａ２）熱硬化性成分としてエポキシ樹脂を用いる場合には、当該成分としてさらにエポキシ樹脂硬化剤や硬化促進剤を用いることが好ましい。エポキシ樹脂硬化剤としては、通常用いられている公知の硬化剤を使用することができ、例えば、アミン類、ポリアミド、酸無水物、ポリスルフィド、三フッ化ホウ素、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ，ビスフェノールＳのようなフェノール性水酸基を１分子中に２個以上有するビスフェノール類、フェノールノボラック樹脂、ビスフェノールＡノボラック樹脂またはクレゾールノボラック樹脂などのフェノール樹脂、フェノール類及び／又はナフトール類とジメトキシパラキシレン又はビス（メトキシメチル）ビフェニルから合成されるフェノール・アラルキル樹脂などが挙げられる。特に吸湿時の耐電食性に優れる点で、フェノールノボラック樹脂、ビスフェノールＡノボラック樹脂またはクレゾールノボラック樹脂などのフェノール樹脂、フェノール・アラルキル樹脂が好ましい。好ましいフェノール樹脂硬化剤としては、例えば、大日本インキ化学工業（株）製、商品名：プライオーフェンＬＦ２８８２、プライオーフェンＬＦ２８２２、プライオーフェンＬＦ４８７１、プライオーフェンＴＤ−２０９０、プライオーフェンＴＤ−２１４９、プライオーフェンＶＨ−４１５０、プライオーフェンＶＨ４１７０などが挙げられる。好ましい、フェノール・アラルキル樹脂としては、例えば、三井化学株式会社製、商品名ミレックスＸＬＣ−ＬＬなどが挙げられる。
【００２９】
また、上記硬化促進剤としては、例えば、４級ホスホニウム塩系、４級アンモニウム塩系、イミダゾール系、ＤＢＵ脂肪酸塩系、金属キレート系、金属塩系、トリフェニルフォスフィン系等を用いることができる。また、上記硬化剤や硬化促進剤の配合量は、特に限定されないが、上記（Ａ２）熱硬化性成分中、好ましくは、０．０５〜０．５重量％である。
【００３０】
また、上記（Ａ２）熱硬化性成分の配合量は、（Ａ１）高分子量樹脂と（Ａ２）熱硬化性成分との合計量に対して、好ましくは１５〜８５重量％であり、より好ましくは１５〜８０重量％であり、特に好ましくは２０〜８０重量％であり、最も好ましくは２０〜７５重量％である。（Ａ２）熱硬化性成分の配合量が、１５重量％未満だと、得られる樹脂層の耐熱性及び流動性が低下する可能性が有り、８５重量％を超えると得られる樹脂層の可とう性が低下する可能性がある。
【００３１】
また、本発明では、上記（Ａ）樹脂成分として、必要に応じて上記以外の樹脂成分を、本発明の目的を逸脱しない範囲で配合してもよい。
【００３２】
上記（Ｂ）フィラーとしては、特に限定されないが、無機フィラーであることが好ましく、例えば、結晶性シリカ、非晶性シリカ、酸化アルミニウム、酸化チタン、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、窒化アルミニウム、窒化ホウ素等を使用することができる。
【００３３】
上記（Ｂ）フィラーの配合量は、上記（Ａ）樹脂成分１０重量部に対して、好ましくは１〜３００重量部であり、より好ましくは３〜２５０重量部であり、特に好ましくは３〜２００重量部であり、最も好ましくは５〜２００重量部である。（Ｂ）フィラーの配合量が１重量部未満だと得られる封止フィルムが軟らかくなって得られる半導体装置の信頼性が低下する可能性があり、３００重量部を超えると得られる封止フィルムと半導体基板との密着性が低下する可能性がある。
【００３４】
本発明における上記（Ｃ）着色剤としては、特に限定されないが、例えば、カーボンブラック、黒鉛、チタンカーボン、二酸化マンガン、フタロシアニン系等の顔料あるいは染料を使用することができる。分散性、レーザーマーキング性を考慮すると、カーボンブラック等の白色以外の着色剤が好ましい。
【００３５】
上記（Ｃ）着色剤の配合量は、上記（Ａ）樹脂成分１０重量部に対して好ましくは０．０１〜１０重量部であり、より好ましくは０．２〜８重量部であり、特に好ましくは０．３〜６重量部であり、最も好ましくは０．５〜５重量部である。（Ｃ）着色剤の使用量が０．０１重量部未満だと得られる封止フィルムの着色が十分で無く、レーザーマーキング後の視認性が悪くなる傾向があり、１０重量部を超えると得られる封止フィルムと半導体基板との密着性が低下する可能性がある。
【００３６】
本発明における樹脂層は、上記（Ａ）樹脂成分、（Ｂ）フィラーおよび（Ｃ）着色剤以外に、必要に応じてカップリング剤等の添加剤を含んでいてもよい。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、シラン系カップリング剤が最も好ましい。
【００３７】
上記シラン系カップリング剤としては、特に制限はなく、例えば、ビニルトリクロルシラン、ビニルトリス（β−メトキシエトキシ）シラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、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メトキシシラン、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−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、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−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、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−メルカプト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エトキシシラン、３−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、３−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、３−ウレイドプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピル−トリス（２−メトキシ−エトキシ−エトキシ）シラン、Ｎ−メチル−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、トリアミノプロピル−トリメトキシシラン、３−４，５−ジヒドロイミダゾール−１−イル−プロピルトリメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピル−トリメトキシシラン、３−メルカプトプロピル−メチルジメトキシシラン、３−クロロプロピル−メチルジメトキシシラン、３−クロロプロピル−ジメトキシシラン、３−シアノプロピル−トリエトキシシラン、ヘキサメチルジシラザン、Ｎ，Ｏ−ビス（トリメチルシリル）アセトアミド、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリクロロシラン、ｎ−プロピルトリメトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、アミルトリクロロシラン、オクチルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、メチルトリ（メタクリロイルオキエトキシ）シラン、メチルトリ（グリシジルオキシ）シラン、Ｎ−β（Ｎ−ビニルベンジルアミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、オクタデシルジメチル〔３−（トリメトキシシリル）プロピル〕アンモニウムクロライド、γ−クロロプロピルメチルジクロロシラン、γ−クロロプロピルメチルジメトキシシラン、γ−クロロプロピルメチルジエトキシシラン、トリメチルシリルイソシアネート、ジメチルシリルイソシアネート、メチルシリルトリイソシアネート、ビニルシリルトリイソシアネート、フェニルシリルトリイソシアネート、テトライソシアネートシラン、エトキシシランイソシアネートなどを使用することができ、これらの１種又は２種以上を併用することもできる。
【００３８】
上記チタン系カップリング剤としては、特に制限はなく、例えば、イソプロピルトリオクタノイルチタネート、イソプロピルジメタクリルイソステアロイルチタネート、イソプロピルトリドデシルベンゼンスルホニルチタネート、イソプロピルイソステアロイルジアクリルチタネート、イソプロピルトリ（ジオクチルホスフェート）チタネート、イソプロピルトリクミルフェニルチタネート、イソプロピルトリス（ジオクチルパイロホスフェート）チタネート、イソプロピルトリス（ｎ−アミノエチル）チタネート、テトライソプロピルビス（ジオクチルホスファイト）チタネート、テトラオクチルビス（ジトリデシルホスファイト）チタネート、テトラ（２，２−ジアリルオキシメチル−１−ブチル）ビス（ジトリデシル）ホスファイトチタネート、ジクミルフェニルオキシアセテートチタネート、ビス（ジオクチルパイロホスフェート）オキシアセテートチタネート、テトライソプロピルチタネート、テトラノルマルブチルチタネート、ブチルチタネートダイマー、テトラ（２−エチルヘキシル）チタネート、チタンアセチルアセトネート、ポリチタンアセチルアセトネート、チタンオクチレングリコレート、チタンラクテートアンモニウム塩、チタンラクテート、チタンラクテートエチルエステル、チタントリエタノールアミネート、ポリヒドロキシチタンステアレート、テトラメチルオルソチタネート、テトラエチルオルソチタネート、テトラプロピルオルソチタネート、テトライソブチルオルソチタネート、ステアリルチタネート、クレシルチタネートモノマー、クレシルチタネートポリマー、ジイソプロポキシ−ビス（２，４−ペンタジオネート）チタニウム（ＩＶ）、ジイソプロピル−ビス−トリエタノールアミノチタネート、オクチレングリコールチタネート、テトラ−ｎ−ブトキシチタンポリマー、トリ−ｎ−ブトキシチタンモノステアレートポリマー、トリ−ｎ−ブトキシチタンモノステアレートなどを使用することができ、これらの１種又は２種以上を併用することもできる。
【００３９】
上記アルミニウム系カップリング剤としては、特に制限は無く、例えば、エチルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムトリス（エチルアセトアセテート）、アルキルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムモノアセチルアセテートビス（エチルアセトアセテート）、アルミニウムトリス（アセチルアセトネート）、アルミニウム＝モノイソプロポキシモノオレオキシエチルアセトアセテート、アルミニウム−ジ−ｎ−ブトキシド−モノ−エチルアセトアセテート、アルミニウム−ジ−イソ−プロポキシド−モノ−エチルアセトアセテート等のアルミニウムキレート化合物、アルミニウムイソプロピレート、モノ−ｓｅｃ−ブトキシアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウム−ｓｅｃ−ブチレート、アルミニウムエチレート等のアルミニウムアルコレートなどを使用することができ、これらの１種又は２種以上を併用することもできる。
【００４０】
また、上記カップリング剤等の添加剤は、（Ａ）樹脂成分１００重量部に対して、５０重量部以下の配合量にすることが好ましい。上記添加剤の配合量が５０重量部より多いと、得られる封止フィルムの耐熱性が低下する可能性がある。
【００４１】
また、本発明における樹脂層は、８０℃でのずり粘度が１４０００〜２５０００Ｐａ・ｓであり、好ましくは１６０００〜２３０００Ｐａ・ｓである。このずり粘度が２５０００Ｐａ・ｓを超えると、得られる半導体装置の信頼性及び封止フィルム（樹脂層）と半導体基板の密着性が低下する傾向にあり、１４０００Ｐａ・ｓ未満であると、得られる封止フィルム（樹脂層）で半導体素子を封止する際、素子に対して直接樹脂流れ込みが発生し、所望の半導体特性が得られない傾向にある。なお、本発明における「ずり粘度」は、１０ｍｍ×１０ｍｍ×厚み１５０μｍのＢステージ状態の樹脂層（フィルム）について、ずり粘度測定装置（ＴＡインスツルメント・ジャパン（株）製）を用い、測定周波数１．０Ｈｚ、測定子径８.０ｍｍ、測定温度８０℃定温の条件で測定して得られる値である。このずり粘度は、例えば、フィラーの充填量を増やしたり、多官能エポキシ樹脂を使用して樹脂層の橋架け密度を向上させたり、フィルム化する際の熱履歴を増やしＢステージ状態での硬化度を向上させることによって大きくすることができる。
【００４２】
また、本発明における樹脂層は、１７０℃で１時間硬化した後の３５℃での動的粘弾性測定装置における貯蔵弾性率が、好ましくは５００〜２００００ＭＰａであり、より好ましくは６００〜１９０００ＭＰａであり、特に好ましくは７００〜１８０００ＭＰａであり、最も好ましくは１０００〜１６０００ＭＰａである。引張り弾性率が５００ＭＰａ未満だと得られる封止フィルム（樹脂層）と半導体素子との密着性が低下する可能性があり、２００００ＭＰａを超えると半導体装置の信頼性が低下する可能性がある。なお、上記貯蔵弾性率は、厚み１５０μｍのＢステージ状態の上記樹脂層フィルムサンプルについて、レオロジー社製の動的粘弾性スペクトロメーター（ＤＶＥ−４型）を用いて、３５℃、１０Ｈｚの条件で測定して得られる。この貯蔵弾性率は、フィラーの充填量を増やしたり、多官能エポキシ樹脂を使用して樹脂層の橋架け密度を向上させることによって大きくすることができる。
【００４３】
また、本発明における樹脂層の厚さは、好ましくは５〜８００μｍ、より好ましくは１０〜６００μｍ、特に好ましくは２０〜５００μｍ、最も好ましくは３０〜４００μｍである。樹脂層の厚さが５μｍ未満だと、半導体素子との密着性が低下したり、流れ込み量の不足が発生する可能性があり、８００μｍを超えると半導体素子の厚さが増えてパッケージ設計の障害になる可能性がある。
【００４４】
また、本発明の封止フィルムは、図１に示すように、上記樹脂層２の片面に、これを支持してフィルムの強度や取扱い性等を向上させうる基材層１を有していてもよい。基材層の厚さは、樹脂層の厚みや強度等を考慮して適宜決定すればよく、特に限定されないが、好ましくは５〜３００μｍであり、より好ましくは５〜２００μｍであり、特に好ましくは５〜１００μｍであり、最も好ましくは１０〜１００μｍである。基材層の厚さが５μｍ未満では、樹脂層を支持してフィルムの強度や取扱い性を向上させるという効果を十分に得られない可能性があり、基材層の厚さが３００μｍを超えても特に利点は無く、フィルム自体が高価になる可能性がある。
【００４５】
上記基材層としては、特に制限はなく、例えば、ポリテトラフルオロエチレンフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリメチルペンテンフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム、ポリエーテルスルフォンフィルム、ポリエーテルアミドフィルム、ポリエーテルアミドイミドフィルム、ポリアミドフィルム、ポリアミドイミドフィルム、ポリイミドフィルム等のプラスチックフィルムなどを使用できる。また、必要に応じて、樹脂層と接する面に、プライマー塗布、ＵＶ処理、コロナ放電処理、研磨処理、エッチング処理、離型処理等の表面処理を行っても良い。
【００４６】
また、本発明の封止フィルムは、上記樹脂層の片面に、これを保護するための保護層を有していてもよい。保護層の厚さは、特に限定されないが、好ましくは５〜３００μｍであり、より好ましくは５〜２００μｍであり、特に好ましくは５〜１００μｍであり、最も好ましくは１０〜１００μｍである。保護層の厚さが５μｍ未満ではフィルムを十分に保護できない可能性が有り、フィルムの厚さが３００μｍを超えても特に利点は無く、フィルム自体が高価になる可能性がある。
【００４７】
上記保護層としては、特に制限はなく、例えば、ポリテトラフルオロエチレンフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリメチルペンテンフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム、ポリエーテルスルフォンフィルム、ポリエーテルアミドフィルム、ポリエーテルアミドイミドフィルム、ポリアミドフィルム、ポリアミドイミドフィルム、ポリイミドフィルム等のプラスチックフィルムなどを使用できる。また、必要に応じて、樹脂層と接する面に、プライマー塗布、ＵＶ処理、コロナ放電処理、研磨処理、エッチング処理、離型処理等の表面処理を行っても良い。
【００４８】
また、本発明の封止フィルムは、図２に示すように、上記樹脂層２の一方の面に上記基材層１を、他方の面に上記保護層３を有していてもよい。
【００４９】
本発明の封止フィルムを作製する方法は、特に限定されないが、例えば、基材層上に、上記（Ａ）樹脂成分、（Ｂ）フィラーおよび（Ｃ）着色剤を少なくとも含むワニスを塗布した後、加熱乾燥により溶剤を除去して、Ｂステージ状態の樹脂層を形成することにより作製することができる。上記加熱乾燥条件は、樹脂層の成分や溶剤の種類によって異なるが、一般的には６０〜２００℃の温度で３〜３０分間加熱するものである。また、ワニスの塗布方法は、特に制限はないが、作業性等を考慮すると、マルチコーターを使用して塗工するのが好ましい。
【００５０】
本発明の半導体装置は、本発明の封止フィルムを用いてなることをその特徴とするものである。以下、その製造例と形態に関して図を用いて説明するが、本発明は以下の記載に限定されるものではない。
【００５１】
図３は、半導体基板４上の電極を本発明の封止フィルム（樹脂層２）により封止する工程を示す模式図である。半導体基板としては、特に制限はないが、例えば、シリコンウエハ等が挙げられる。ここで、図１に示す構成を有する本発明の封止フィルムを用いる場合には、半導体基板４の電極面に樹脂層２が接するように封止フィルムをラミネートし、半導体基板上の電極を封止する。また、図２に示す構成を有する本発明の封止フィルムを用いる場合には、保護層３をはく離した後、半導体基板４の電極面に樹脂層２が接するように封止フィルムをラミネートし、半導体基板上の電極を封止する。ラミネート方法は特に制限されないが、例えば、ホットロールラミネーターを用いる方法が挙げられ、図３に示すようにロール状封止フィルム８をロール９を介して、一対のラミネーターロール１０の間を半導体基板４と共に通すことにより行なわれる。ラミネート工程におけるラミネート温度は、半導体基板に負荷を与えず、作業性に優れる点で、１８０℃以下であることが好ましく、１４０℃以下であることがより好ましく、１２０℃以下であることが特に好ましい。また、本発明の封止フィルムは、上記電極が突起状電極である場合に特に好適である。
【００５２】
また、本発明の封止フィルムによる封止は、上述したフィルムラミネートによる方法に限らず、半導体基板に封止フィルムを熱圧着あるいは真空圧着する方法、半導体素子に直接封止フィルムをヒートプレスで接着する方法等を使用することもできる。なお、圧着条件等は使用する封止フィルムの種類、半導体基板あるいは素子の形状によって異なる。
【００５３】
図４は、本発明の封止フィルム（樹脂層２）で封止された突起状電極５を有する半導体素子７の模式図である。このような半導体素子は、図３に示すようにして半導体基板の突起状電極５を封止した後、例えば、封止フィルムの基材層を剥離する工程、加熱によって樹脂層２を硬化させる工程、はんだボール６を突起状電極５上に搭載する工程、半導体基板の樹脂層側と反対側の面にダイシングテープをラミネートする工程、半導体基板を所定の大きさにダイシングする工程、突起状電極５を有する半導体基板とダイシングテープをはく離する工程を経て得ることができ、さらに、得られた半導体素子を回路基板上の所定位置に搭載することで信頼性等に優れる半導体装置を得ることができる。また、上記半導体素子に、封止フィルム側からＹＡＧレーザー等を照射し、製品を識別するための識別情報を表示することもできる。
【実施例】
【００５４】
以下、本発明を実施例により詳細に説明するが、本発明はこれら記載に制限されるものではない。
【００５５】
＜封止フィルムの作製＞
（実施例１）
（Ａ）樹脂成分の（Ａ１）高分子量樹脂として、エポキシ基含有アクリルゴム（ナガセケムテックス株式会社製、商品名ＨＴＲ−８６０Ｐ−３ＤＲ、重量平均分子量：８０万、Ｔｇ：−７℃）１２．４重量部、（Ａ２）熱硬化性成分として、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（東都化成株式会社製、商品名ＹＤ−８１７０Ｃ、エポキシ当量１６０）３３．６重量部、フェノール・ｐ−キシリレングリコールジメチルエーテル共重合樹脂（三井化学株式会社製、商品名ミレックスＸＬＣ−ＬＬ、水酸基当量１７４）３３．８重量部、１−シアノ−１−フェニルイミダゾール（四国化成工業株式会社製、商品名キュアゾール２ＰＺ−ＣＮ）０．１重量部、（Ｂ）フィラーとして、シリカフィラー（株式会社龍森製、商品名ＴＦＣ−２４、平均粒径約８μｍ）１５２．６重量部、（Ｃ）着色剤として、樹脂系加工顔料（山陽色素株式会社製、商品名ＦＰ ＢＬＡＣＫ ３０８、カーボンブラック含有率２９．０重量％）８．４重量部、およびカップリング剤として、グリシドキシプロピルトリメトキシシラン（東レ・ダウコーニング株式会社製、商品名Ｚ−６０４０）１．０重量部からなる組成物にシクロヘキサノンを加えて攪拌混合し、真空脱気して不揮発分（以降、ＮＶと略記する）約６０％のワニスを得た。なお、ＮＶ値は、所定量のワニスを加熱乾燥（１７０℃で約１時間）した後に残った不揮発分重量と、加熱乾燥前に測定したワニス重量から算出した。
【００５６】
上記で得られたワニスを基材層（帝人デュポンフィルム株式会社製、商品名ピューレックスＡ３１Ｂ、表面離型処理ポリエチレンテレフタレートフィルム、膜厚３８μｍ）上に塗布し、９０℃、５分及び１４０℃、１１分間加熱乾燥して、膜厚が１５０μｍの塗膜とし、Ｂステージ状態の封止フィルムＡを得た。
【００５７】
（実施例２）
基材層上に塗布したワニスの乾燥条件を９０℃、５分及び１４０℃、１１分から、９０℃、５分及び１４０℃、１０分とした以外は、実施例１と全く同様の操作を行い、Ｂステージ状態の封止フィルムＢを得た。
【００５８】
（実施例３）
基材層上に塗布したワニスの乾燥条件を９０℃、５分及び１４０℃、１１分から、９０℃、５分及び１４０℃、８分とした以外は、実施例１と全く同様の操作を行い、Ｂステージ状態の封止フィルムＣを得た。
【００５９】
（実施例４）
基材層上に塗布したワニスの乾燥条件を９０℃、５分及び１４０℃、１１分から、９０℃、５分及び１４０℃、１４分とした以外は、実施例１と全く同様の操作を行い、Ｂステージ状態の封止フィルムＤを得た。
【００６０】
（比較例１）
基材層上に塗布したワニスの乾燥条件を９０℃、５分及び１４０℃、１１分から、９０℃、５分及び１４０℃、５分にした以外は、実施例１と全く同様の操作を行い、Ｂステージ状態の封止フィルムＥを得た。
【００６１】
（比較例２）
基材層上に塗布したワニスの乾燥条件を９０℃、５分及び１４０℃、１１分から、９０℃、５分及び１４０℃、１７分にした以外は、実施例１と全く同様の操作を行い、Ｂステージ状態の封止フィルムＦを得た。
【００６２】
（比較例３）
（Ｂ）成分のフィラーを含まないこと、（Ｃ）成分の樹脂系加工顔料の使用量を８．４重量部から８.３重量部としたこと以外は実施例１と同様にして組成物を得、シクロヘキサノンを加えて攪拌混合し、真空脱気してＮＶが約６０％のワニスを得た。
【００６３】
上記得られたワニスを基材層（帝人デュポンフィルム株式会社製、商品名ピューレックスＡ３１Ｂ、表面離型処理ポリエチレンテレフタレートフィルム、膜厚３８μｍ）上に塗布し、９０℃、２０分及び１４０℃、２０分加熱乾燥して、膜厚が１５０μｍの塗膜とし、Ｂステージ状態の封止フィルムＧを得た。
【００６４】
（比較例４）
（Ｂ）成分のシリカフィラーの使用量を１５２.６重量部から３５６．２重量部としたこと、（Ｃ）成分の樹脂系加工顔料の使用量を８．４重量部から１５.３重量部としたこと以外は、実施例１と同様にして組成物を得、シクロヘキサノンを加えて攪拌混合し、真空脱気してＮＶが約７０％のワニスを得た。
【００６５】
上記得られたワニスを基材層（帝人デュポンフィルム株式会社製、商品名ピューレックスＡ３１Ｂ、表面離型処理ポリエチレンテレフタレートフィルム、膜厚３８μｍ）上に塗布し、９０℃、５分及び１４０℃、５分間加熱乾燥して、膜厚が１５０μｍの塗膜とし、Ｂステージ状態の封止フィルムＨを得た。
【００６６】
＜封止フィルム（樹脂層）の評価＞
上記実施例１〜４及び比較例１〜４で得た封止フィルムＡ〜Ｈ（樹脂層）について、ずり粘度、貯蔵弾性率、ガラス転移温度、熱分解開始温度、樹脂流れ込み性（流動制御性）およびレーザーマーキングの視認性を以下のとおり評価した。結果をまとめて表１に示す。
【００６７】
・ずり粘度
上記で得られた各封止フィルムを１０ｍｍ角に切り出し、ずり粘度測定装置（ＴＡ インスツルメント・ジャパン（株）製）を用いて測定を実施した。なお、測定条件は、測定周波数１．０Ｈｚ、測定子径８．０ｍｍ、測定温度８０℃定温とした。
【００６８】
・貯蔵弾性率とガラス転移温度（Ｔｇ）
上記で得られた各封止フィルムを１７０℃で１時間硬化させた後、動的粘弾性スペクトロメーター（レオロジー社製、ＤＶＥ−４型）により、貯蔵弾性率（３５℃、１０Ｈｚ）及びガラス転移温度（周波数１０Ｈｚ、昇温速度２℃／ｍｉｎ）を測定した。
【００６９】
・熱分解開始温度
示差熱天秤（セイコーインスツルメント株式会社製、ＳＳＣ５２００型）により、昇温速度：１０℃／ｍｉｎ、雰囲気：空気、の条件で各封止フィルムの熱分解開始温度を測定した。
【００７０】
・樹脂流れ込み性（流動制御性）
上記で得られた各封止フィルムを、配線及び銅ポストが形成された半導体基板（ピッチ寸法：５．３ｍｍ×６．３ｍｍ、スクライブライン：１００μｍ、銅ポスト径：３００μｍ、銅ポスト高さ：１００μｍ）上にホットロールラミネータ（大成ラミネータ株式会社製、商品名ＶＡ−４００ＩＩＩ型）を使用して貼付けた（ラミネート条件：８０℃、０．２ＭＰａ、０．５ｍ／ｍｉｎ）。ラミネート後、各封止フィルムを貼り付けた半導体基板を切断し、その断面を光学顕微鏡で観察し、銅ポスト間を樹脂層が流動した量（流動値）を測定し、目標流動値の範囲内（±５μｍ）に入っているか否かについて下記基準で評価した（１サンプルにつき１０点測定を実施、評価○及び△が合格）。
【００７１】
○：すべての測定点における流動値が目標流動値範囲内（±５μｍ）に入っている。
△：測定点数の内、１点の流動値のみが目標流動値範囲内に入っていない。
×：測定点数の内、２〜９点の流動値が目標流動値範囲内に入っていない。
××：すべての測定点における流動値が目標流動値範囲内に入っていない。
・レーザーマーキングの視認性
【００７２】
上記で得られた各封止フィルムを、３００μｍ厚のシリコンウエハ鏡面にホットロールラミネータ（大成ラミネーター株式会社製、商品名ＶＡ−４００ＩＩＩ型）を使用して貼付け（ラミネート条件：８０℃、０．２ＭＰａ、０．５ｍ／ｍｉｎ）、封止フィルム付きシリコンウエハを得た後、基材層をはく離して１７０℃で１時間硬化した樹脂層付きシリコンウエハの樹脂層側に、出力５．０Ｊ／パルスのＹＡＧレーザーによってレーザーマーキングを行い、その視認性を確認した（サンプル数：１００個）。
【００７３】
視認性の評価方法は、レーザーマーキング後の表面をスキャナによって画像取り込みを行い、画像処理ソフト（Ａｄｏｂｅ社製商品名、ＰＨＯＴＳＨＯＰ）によってマーキング部分及びその周りの非マーキング部分の２階調化を行う。この操作によって明度によって白黒の２５６段階に分けられる。次に、マーキング部分が白く、非マーキング部分が黒く表示される「２階調化する境界のしきい値」と、マーキング部分も黒く表示されマーキング／非マーキング部分の境界が無くなる「２階調化する境界のしきい値」を求め、それらの値の差が４０以上である場合に視認性良好とし（評価○）、３０以上４０未満である場合に視認性がほぼ良好とし（評価△）、３０未満である場合に視認性が不良とした（評価×）。なお、表１には、評価○、△、×に該当するサンプル数を示した。
【００７４】
＜半導体装置の作製と評価＞
上記で得られた各封止フィルムを、配線及び銅ポストが形成された半導体基板（ピッチ寸法：５．３ｍｍ×６．３ｍｍ、スクライブライン：１００μｍ、銅ポスト径：３００μｍ、銅ポスト高さ：１００μｍ）上にホットロールラミネータ（大成ラミネータ株式会社製、商品名ＶＡ−４００ＩＩＩ型）を使用して貼付け（ラミネート条件：８０℃、０．２ＭＰａ、０．５ｍ／ｍｉｎ）、基材層をはく離した後、１７０℃で１時間加熱して樹脂層を硬化させる工程、樹脂層を研削して銅ポストを表面に露出させる工程、銅ポスト上に外部端子を形成する工程、ダイシングする工程、得られた半導体素子をピックアップして有機基板に実装する工程を行い、半導体装置を作製した。
【００７５】
ついで、この半導体装置について、−５５℃／３０ｍｉｎ←→１２５℃／３０ｍｉｎを１サイクルとするヒートサイクル試験を１０００サイクル行い（サンプル数：１０個）、樹脂層にクラックや剥がれ等の不具合が発生していないかどうかを調べた。結果を表１に示す。なお、表１には、（樹脂層に不具合が発生した半導体装置の個数）／（総サンプル数）を示した。
【表１】
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】基材層１及び樹脂層２からなる封止フィルムの模式図である。
【図２】基材層１、樹脂層２及び保護層３からなる封止フィルムの模式図である。
【図３】封止フィルムを半導体基板にラミネートする工程の模式図である。
【図４】封止フィルムで封止した突起状電極を有する半導体素子の模式図である。
【符号の説明】
【００７７】
１：基材層
２：樹脂層
３：保護層
４：半導体基板
５：突起状電極
６：はんだボール
７：突起状電極を有する半導体素子
８：ロール状封止フィルム
９：ロール
１０：ラミネーターロール
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ１）架橋性官能基を含み、重量平均分子量が１０万以上でかつＴｇが−５０〜５０℃である高分子量樹脂と、（Ａ２）エポキシ樹脂を主成分とする熱硬化性成分と、を含む（Ａ）樹脂成分、（Ｂ）フィラー、および（Ｃ）着色剤、を含有し、８０℃におけるずり粘度が１４０００〜２５０００Ｐａ・ｓである樹脂層を有する封止フィルム。
【請求項２】
前記（Ａ）樹脂成分が、（Ａ１）高分子量樹脂を１５〜８５重量％、（Ａ２）熱硬化性成分を１５〜８５重量％含む、請求項１記載の封止フィルム。
【請求項３】
前記（Ａ）樹脂成分１０重量部に対し、前記（Ｂ）フィラーを１〜３００重量部、前記（Ｃ）着色剤を０．０１〜１０重量部含む、請求項１または２記載の封止フィルム。
【請求項４】
前記樹脂層の片面に厚さ５〜３００μｍの基材層をさらに有し、かつ前記樹脂層の厚さが５〜８００μｍである請求項１〜３のいずれか１項記載の封止フィルム。
【請求項５】
前記樹脂層の一方の面に厚さ５〜３００μｍの基材層を、前記樹脂層の他方の面に厚さ５〜３００μｍの保護層をさらに有し、かつ前記樹脂層の厚さが５〜８００μｍである請求項１〜３のいずれか１項記載の封止フィルム。
【請求項６】
前記（Ｂ）フィラーが無機フィラーである請求項１〜５のいずれか１項記載の封止フィルム。
【請求項７】
前記（Ｃ）着色剤が白色以外のものである請求項１〜６のいずれか１項記載の封止フィルム。
【請求項８】
前記樹脂層の、１７０℃で１時間硬化した後の３５℃での動的粘弾性測定装置における貯蔵弾性率が５００〜２００００ＭＰａである請求項１〜７のいずれか１項記載の封止フィルム。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項記載の封止フィルムを用いた半導体装置。
【請求項１】
（Ａ１）架橋性官能基を含み、重量平均分子量が１０万以上でかつＴｇが−５０〜５０℃である高分子量樹脂と、（Ａ２）エポキシ樹脂を主成分とする熱硬化性成分と、を含む（Ａ）樹脂成分、（Ｂ）フィラー、および（Ｃ）着色剤、を含有し、８０℃におけるずり粘度が１４０００〜２５０００Ｐａ・ｓである樹脂層を有する封止フィルム。
【請求項２】
前記（Ａ）樹脂成分が、（Ａ１）高分子量樹脂を１５〜８５重量％、（Ａ２）熱硬化性成分を１５〜８５重量％含む、請求項１記載の封止フィルム。
【請求項３】
前記（Ａ）樹脂成分１０重量部に対し、前記（Ｂ）フィラーを１〜３００重量部、前記（Ｃ）着色剤を０．０１〜１０重量部含む、請求項１または２記載の封止フィルム。
【請求項４】
前記樹脂層の片面に厚さ５〜３００μｍの基材層をさらに有し、かつ前記樹脂層の厚さが５〜８００μｍである請求項１〜３のいずれか１項記載の封止フィルム。
【請求項５】
前記樹脂層の一方の面に厚さ５〜３００μｍの基材層を、前記樹脂層の他方の面に厚さ５〜３００μｍの保護層をさらに有し、かつ前記樹脂層の厚さが５〜８００μｍである請求項１〜３のいずれか１項記載の封止フィルム。
【請求項６】
前記（Ｂ）フィラーが無機フィラーである請求項１〜５のいずれか１項記載の封止フィルム。
【請求項７】
前記（Ｃ）着色剤が白色以外のものである請求項１〜６のいずれか１項記載の封止フィルム。
【請求項８】
前記樹脂層の、１７０℃で１時間硬化した後の３５℃での動的粘弾性測定装置における貯蔵弾性率が５００〜２００００ＭＰａである請求項１〜７のいずれか１項記載の封止フィルム。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項記載の封止フィルムを用いた半導体装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００８−１３３４６８（Ｐ２００８−１３３４６８Ａ）
【公開日】平成２０年６月１２日（２００８．６．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２８１７７２（Ｐ２００７−２８１７７２）
【出願日】平成１９年１０月３０日（２００７．１０．３０）
【出願人】（０００００４４５５）日立化成工業株式会社 (4,649)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年６月１２日（２００８．６．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１０月３０日（２００７．１０．３０）
【出願人】（０００００４４５５）日立化成工業株式会社 (4,649)
【Ｆターム（参考）】
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