接着フィルムおよび配線基板
【課題】配線基板に半導体チップをフリップチップ実装する際に、配線基板の接続パッド又はバンプと半導体チップのバンプとの間から、非導電性のフィラーと樹脂組成物とが十分に排除され、確実な導通を確保できる接着フィルム及びこれを用いた配線基板を提供する。
【解決手段】接着フィルムは、配線基板にバンプを有する半導体チップ２００をフリップチップ実装するための接着フィルムであって、加熱接着温度におけるキャピラリレオメータ法による最低粘度が、１００Ｐａ・ｓ未満である。また、配線基板１００は、半導体チップの外部接続端子にフリップチップ接続するバンプ１３０が形成された面に、フリップチップ接続に先立ち前記半導体チップを所定位置に配置した状態で加熱する予備加熱温度におけるキャピラリレオメータ法による最低粘度が、１００Ｐａ・ｓ未満である接着フィルムが貼合されている。
【解決手段】接着フィルムは、配線基板にバンプを有する半導体チップ２００をフリップチップ実装するための接着フィルムであって、加熱接着温度におけるキャピラリレオメータ法による最低粘度が、１００Ｐａ・ｓ未満である。また、配線基板１００は、半導体チップの外部接続端子にフリップチップ接続するバンプ１３０が形成された面に、フリップチップ接続に先立ち前記半導体チップを所定位置に配置した状態で加熱する予備加熱温度におけるキャピラリレオメータ法による最低粘度が、１００Ｐａ・ｓ未満である接着フィルムが貼合されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配線基板にバンプを有する半導体チップをフリップチップ実装するための接
着フィルムおよびこの接着フィルムが貼合された配線基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
配線基板にバンプを有する半導体チップをフリップチップ実装する際、導電性粒子を絶
縁性のバインダー組成物に分散させてなる異方性導電フィルムが広く使用されている。こ
のような導電性粒子としては、配線基板の接続パッドと半導体チップのバンプとの間で潰
れるように、樹脂コアの表面に無電解メッキ層を形成したものが用いられている。
【０００３】
近年、実装基板における配線は狭ピッチ化されており、バンプの狭面積化も進むため、
異方性導電接着フィルムに使用する導電性粒子の粒子径も小さくすることが必要となるが
、均一で小さい粒子径の樹脂粒子を製造することが非常に難しいという問題がある。この
ため、配線基板と半導体チップとの間に非導電性接着フィルム（ＮＣＦ）を挟持させ、配
線基板の接続パッド又はバンプに半導体チップのバンプをそれが潰れるように当接させ、
非導電性接着フィルムを硬化させることにより両者を接続固定すること（ＮＣＦ接合と称
す）が行われるようになっている。
【０００４】
ＮＣＦ接合の場合、非導電性接着フィルムの接続信頼性を向上させるために、非導電性
の接着フィルムには、その貯蔵弾性率、線膨張係数、溶融粘度等の調整のために、シリカ
微粒子等の非導電性のフィラーを樹脂固形分１００体積部に対し１〜５０体積部配合する
ことが提案されている（特許文献１参照）。
【０００５】
ＮＣＦ接合を行う際に、高温で一気に接着フィルムを硬化させてしまうと、接着フィル
ム中に含まれる揮発成分が突沸したり、半導体チップに接着フィルムが焼きついたりする
ことにより、ボイドが生じ、リフロークラックの原因になってしまう場合があった。
【０００６】
そこで、ＮＣＦ接合（フリップチップ接続（外部接続端子の溶融接合））に先立ち、配
線基板と半導体チップとを接着フィルムを介して所定位置に配置した状態で、６０℃〜１
４０℃程度の低温で加熱する予備加熱が行われることがある。
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−２７５４４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、予備加熱により揮発成分を除去するためには、ある程度の加熱時間を要する
ため、予備加熱によりある程度接着フィルムの硬化が進行する。したがって、予備硬化が
終了した時点で、配線基板の接続パッド又はバンプと半導体チップのバンプとが接触した
状態になっていなければならない。
【０００９】
しかしながら、シリカ微粒子等のフィラーを配合した接着フィルムを使用する場合、予
備硬化温度では、配線基板の接続パッド又はバンプと半導体チップのバンプとの間からシ
リカ微粒子と樹脂組成物とが十分に排除されない場合があり、そのような場合、配線基板
と半導体チップとの間で導通が取れないという問題が生ずる。
【００１０】
本発明は、配線基板にバンプを有する半導体チップをフリップチップ実装する際に、配
線基板の接続パッド又はバンプと半導体チップのバンプとの間から、非導電性のフィラー
と樹脂組成物とが十分に排除され、確実な導通を確保できるようにすることを目的とする
。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、本発明の接着フィルムは、配線基板に半導体チップをフリッ
プチップ実装するための接着フィルムであって、フリップチップ接続に先立ち前記配線基
板と前記半導体チップとを所定位置に配置した状態で加熱する予備加熱温度におけるキャ
ピラリレオメータ法による最低粘度が、１００Ｐａ・ｓ未満であることを特徴とする。
【００１２】
本発明の接着フィルムは、常温で液状のエポキシ樹脂と予備加熱温度以下の軟化点を有
するエポキシ樹脂と予備加熱温度以上の軟化点を有するエポキシ樹脂とを含み、前記常温
で液状のエポキシ樹脂と前記予備加熱温度以下の軟化点を有するエポキシ樹脂とを合わせ
て１００重量部に対して、前記予備加熱温度以上の軟化点を有するエポキシ樹脂は１５０
重量部以下であることが好ましい。
【００１３】
また、上記課題を解決するため、本発明の配線基板は、半導体チップの外部接続端子に
フリップチップ接続するバンプが形成された面に、フリップチップ接続に先立ち前記半導
体チップを所定位置に配置した状態で加熱する予備加熱温度におけるキャピラリレオメー
タ法による最低粘度が、１００Ｐａ・ｓ未満である接着フィルムが貼合されていることを
特徴とする。
【００１４】
本発明の配線基板は、前記接着フィルムが、常温で液状のエポキシ樹脂と予備加熱温度
以下の軟化点を有するエポキシ樹脂と予備加熱温度以上の軟化点を有するエポキシ樹脂と
を含み、前記常温で液状のエポキシ樹脂と前記予備加熱温度以下の軟化点を有するエポキ
シ樹脂とを合わせて１００重量部に対して、前記予備加熱温度以上の軟化点を有するエポ
キシ樹脂が１５０重量部以下であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、配線基板にバンプを有する半導体チップをフリップチップ実装する際に、配
線基板の接続パッド又はバンプと半導体チップのバンプとの間から、非導電性のフィラー
と樹脂組成物とが十分に排除され、確実な導通を確保できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施形態に係る接着フィルムを用いた半導体パッケージの製造方法を示す断面模式図である。
【図２】本実施形態に係る接着フィルムを用いた半導体パッケージの製造方法を示す断面模式図である。
【図３】本実施形態に係る接着フィルムを用いた半導体パッケージの製造方法を示す断面模式図である。
【図４】本実施形態に係る接着フィルムを用いた半導体パッケージの製造方法を示す断面模式図である。
【図５】本実施形態に係る接着フィルムを用いた半導体パッケージの製造方法を示す断面模式図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に本発明の実施の形態を詳細に説明する。
本発明による接着フィルムは、フリップチップ接続に先立ち、配線基板と半導体チップ
とを接着フィルムを介して所定位置に配置した状態で、６０℃〜１４０℃程度の低温で加
熱する予備加熱が行われる場合に、好適に使用されるものである。
【００１８】
本実施形態に係る接着フィルムは、支持ベースフィルムを有しており、支持ベースフィ
ルムの表面には、接着剤層が積層されている。
【００１９】
接着剤層を構成する樹脂組成物としては、熱硬化性樹脂及び／又は高分子を主成分とし
てなり、加熱により軟化し、かつフィルム形成能のある樹脂組成物であって、さらに熱硬
化により耐熱性、電気特性など層間絶縁材に要求される特性を満足するものであれば特に
限定されるものではない。例えば、エポキシ樹脂系、アクリル樹脂系、ポリイミド樹脂系
、ポリアミドイミド樹脂系、ポリシアネート樹脂系、ポリエステル樹脂系、熱硬化型ポリ
フェニレンエーテル樹脂系等が挙げられ、これらを２種以上組み合わせて使用したり、多
層構造を有する接着フィルム層とすることも可能である。中でも、層間絶縁材として信頼
性とコスト的に優れたエポキシ樹脂系においては、後述の本発明のエポキシ樹脂組成物が
好ましい。
【００２０】
上記樹脂組成物中には、予備加熱時の温度より軟化点の低い樹脂を少なくとも１０重量
％以上含むことが必要である。１０重量％未満では、予備硬化温度で、配線基板の接続パ
ッド又はバンプと半導体チップのバンプとの間からシリカ微粒子と樹脂組成物とが十分に
排除されない。好ましくは、常温で液状の樹脂及び／又は予備加熱温度より低い軟化点を
有する常温で固形の樹脂の合計が１０〜９０重量％の範囲にあるのがよい。
【００２１】
さらに該樹脂組成物には上記主成分の他に、公知慣用の添加剤を用いることができる。
例えば硫酸バリウム、炭酸カルシウム、チタン酸バリウム、酸化ケイ素粉、無定形シリカ
、タルク、クレー、雲母粉などの無機充填剤、三酸化アンチモン、五酸化アンチモン等の
難燃助剤、シリコンパウダー、ナイロンパウダー、フッ素パウダーの如き有機充填剤、ア
スベスト、オルベン、ベントン等の増粘剤、シリコーン系、フッ素系、高分子系の消泡剤
及び／又はレベリング剤、イミダゾール系、チアゾール系、トリアゾール系、シランカッ
プリング剤等の密着性付与剤のような添加剤を使用できる。また、必要に応じてフタロシ
アニン・ブルー、フタロシアニン・グリーン、アイオジン・グリーン、ジスアゾイエロー
、酸化チタン、カーボンブラック等の公知慣用の着色剤を用いることができる。
【００２２】
接着剤層は、フリップチップ接続に先立ち前記配線基板と前記半導体チップとを所定位
置に配置した状態で加熱する予備加熱温度におけるキャピラリレオメータ法による最低粘
度が、１００Ｐａ・ｓ未満である。１００Ｐａ・ｓ以上では、予備硬化温度で、配線基板
の接続パッド又はバンプと半導体チップのバンプとの間からシリカ微粒子と樹脂組成物と
が十分に排除されない。
【００２３】
キャピラリレオメータ法による測定では、熱硬化性樹脂の場合、熱を加えると硬化反応
が進行し粘度が徐々に高くなる。そのため、試料を予め接着フィルムの予備加熱温度に設
定したシリンダー内に投入し、すばやくノズルから押し出し、プランジャーのストローク
を連続的に測定する。試料への伝熱により試料が溶融しはじめ粘度は一旦低下し、その後
硬化反応が進行し粘度が徐々に高くなっていく。この変化を測定し、粘度が最も低下した
ときの値を最低粘度とする。
【００２４】
キャピラリレオメータのノズル長さ、ノズル径、シリンダー内に樹脂組成物を投入した
後押し出すまでの予熱時間等の測定条件は、接着剤層を構成する樹脂組成物の性質に応じ
て、その樹脂組成物の予備加熱温度における「最低の」溶融粘度が測定できるように適宜
設定する。一般に、粘度の低い樹脂の場合は、ノズル径が細くノズル長が長いものを使用
、粘度が高い場合は、ノズル径が太くノズル長が短いものを使用しなければ正しい最低粘
度が測定できない。また、予熱時間が長すぎると、予熱中に熱硬化が進行し但し最低粘度
が測定できない。
【００２５】
次に接着剤層として好適に用いられる樹脂組成物の例について詳細に説明する。樹脂組
成物は、下記成分を含有していることが好ましい。
（Ａ）常温で液状のエポキシ樹脂
（Ｂ）予備加熱温度以上の軟化点を有するエポキシ樹脂
（Ｂ’）予備加熱温度以下の軟化点を有するエポキシ樹脂
（Ｃ）エポキシ硬化剤、
（Ｄ）バインダーポリマー
【００２６】
（Ａ）成分「常温で液状のエポキシ樹脂」は、接着フィルムの可とう性及び予備加熱を
する際の熱流動性を付与するための成分である。具体的には、エポキシ当量２００程度の
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、フェノールノボラ
ック型エポキシ樹脂、あるいはエポキシ変性液状ゴムやゴム分散液状エポキシ樹脂が好ま
しい。また、反応性希釈剤として知られるアリルグリシジルエーテル、グリシジルメタク
リレート、アルキルフェニルグリシジルエーテルや、多価アルコール型グリシジルエーテ
ルの他、脂環式エポキシ樹脂など公知慣用のものを単独あるいは２種以上組み合わせて使
用することができる。これらの常温で液状のエポキシ樹脂は後述の他の常温液状樹脂成分
及び残留する有機溶剤とあわせて、樹脂組成物中１０〜５５重量％の範囲にあることが必
要である。１０重量％未満では、接着フィルムの可とう性、予備加熱をする際の熱流動性
が悪くなる。一方、５５重量％を超えると、支持フィルム及び保護フィルムとの剥離性に
問題を生じる。常温液状樹脂成分については低粘度のものは少なめに、高粘度のものは多
めに調整される。
【００２７】
（Ｂ）、（Ｂ’）成分は、１分子中に２個以上のエポキシ基を有する多官能エポキシ樹
脂であることがこのましい。具体的には、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、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポ
キシ樹脂、アルキルフェノールノボラック型エポキシ樹脂、ビフェノール型エポキシ樹脂
、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、フェノール類とフ
ェノール性水酸基を有する芳香族アルデヒドとの縮合物のエポキシ化物、トリグリシジル
イソシアヌレート、脂環式エポキシ樹脂など公知慣用のものを、単独あるいは２種以上組
み合わせて使用することができる。さらには難燃性を付与するために臭素化した上記エポ
キシ樹脂が用いられる。これらの多官能エポキシ樹脂中、予備加熱時の温度以上の軟化点
を有する成分が必要である。これにより、予備加熱時の熱流動性を抑制することができ、
加熱硬化後の表面平滑性も優れたものとなる。
【００２８】
なお、（Ｂ’）成分としては、常温で液状の多官能エポキシ樹脂が含まれるので、その
場合前述の（Ａ）成分と同じ添加範囲の制限を受ける。
【００２９】
（Ｂ’）成分は予備加熱温度以下の軟化点を有する１分子中に２個以上のエポキシ基を
有する多官能エポキシ樹脂であり、これを用いて接着フィルムを得る場合には、（Ａ）常
温で液状のエポキシ樹脂及び（Ｃ）エポキシ硬化剤に加え、（Ｄ）バインダーポリマーを
必須成分とする。（Ａ）成分以外の常温液状樹脂及び／又は有機溶剤を含んでいてもよく
、（Ａ）成分を含む常温液状樹脂及び／又は有機溶剤の合計が１０乃至５５重量％であり
、かつ（Ｄ）成分が樹脂組成物中５乃至５０重量％である。
【００３０】
本発明における（Ｃ）成分としては、潜在性エポキシ硬化剤を用いることが好ましい。
潜在性エポキシ硬化剤は、アミン系硬化剤、グアニジン系硬化剤、イミダゾール系硬化剤
またはこれらのエポキシアダクトやマイクロカプセル化したものであって、室温以下での
ポットライフが長く、かつ昇温中、予備加熱時の温度より高い温度で反応を開始するエポ
キシ硬化剤が選択される。これにより、予備加熱時の十分な熱流動性の維持が可能となり
、予備加熱の条件設定が容易となる。反応開始温度は、ビスフェノールＡジグリシジルエ
ーテル（エポキシ当量；１８６〜１９２）１００重量部に硬化剤を５重量部添加して均一
に溶解又は分散し、昇温速度５℃／分で示差走査熱量測定（ＤＳＣ）した場合の発熱ピー
ク開始温度と規定した。例えばジシアンジアミド（開始温度１６５〜１７５℃）、２―フ
ェニル―４―メチル―５―ヒドロキシメチルイミダゾール（開始温度１３５〜１４５℃）
、２―フェニル―４、５―ビス（ヒドロキシメチル）イミダゾール（開始温度１４５〜１
５５℃）、２、４―ジアミノ―６―（２―メチル―１―イミダゾリルエチル）―１、３、
５―トリアジン・イソシアヌル酸付加物（開始温度１２５〜１３５℃）などが挙げられる
。これらの潜在性エポキシ硬化剤の添加量は、エポキシ樹脂に対して２〜１２重量％の範
囲にあるのが好ましい。２重量％より少ないと硬化不足であるし、１２重量％を超えると
硬化しすぎて脆くなり好ましくない。また、潜在性と反応開始温度の条件が伴えば、フェ
ノール系硬化剤及び硬化促進剤を使用することもできる。例えば、フェノールノボラック
樹脂、アルキルフェノールノボラック樹脂と硬化促進剤としてイミダゾール系化合物、有
機ホスフィン系化合物、具体的にはテトラフェニルホスフォニウム・テトラフェニルボレ
ート等が挙げられる。添加量としては、エポキシ樹脂のエポキシ基に対してフェノール性
水酸基が０.６〜１.０当量の範囲に、硬化促進剤は両樹脂総量の０.５〜２重量％なるよ
うに調整される。さらに、上記の各種潜在性エポキシ硬化剤は単独あるいは２種以上組み
合わせて使用したり、公知慣用の硬化促進剤を併用することもできる。
【００３１】
接着フィルムの機械的強度、可とう性を向上させ、取り扱いを容易にするのに（Ｄ）成
分としてバインダーポリマーが必要となる。バインダーポリマーは、重量平均分子量５，
０００〜１００，０００の範囲にあるものが好ましい。重量平均分子量が５，０００未満
であると機械的強度、可とう性向上の効果が発揮されないし、１００，０００を超えると
有機溶剤への溶解性、エポキシ樹脂との相溶性が悪くなる。添加量は５〜５０重量％の範
囲にあるのが好ましい。５重量％未満であると機械的強度、可とう性向上の効果が発揮さ
れないし、５０重量％を超えると熱流動性が悪くなり好ましくない。本成分を含有すれば
、熱流動性の抑制が可能となるので、予備加熱温度以上の軟化点を有する多官能エポキシ
樹脂は必須でなくなる。また、バインダーポリマーには、フィルム製造時の乾燥工程にお
いて支持フィルムへのハジキ防止の効果もある。具体的には、（臭素化）フェノキシ樹脂
、ポリアクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリシアネート樹脂、ポ
リエステル樹脂、熱硬化型ポリフェニレンエーテル樹脂等が挙げられ、これらを２種以上
組み合わせて使用することも可能である。
【００３２】
上記成分の他、接着フィルムの取扱い性の向上、熱伝導性の向上、難燃性の付与、表面
硬度の向上などのため、（Ｅ）成分として、無機フィラーを配合することが好ましい。無
機フィラーの配合量は、絶縁層用接着フィルムの樹脂成分１００体積部に対して、２〜５
０体積部であることが好ましい。２体積部未満であると、熱膨張率が大きいので寸法精度
のばらつきが大きくなり、部品実装の位置ずれによって接続信頼性の低下が起こる。５０
体積部を超えると、弾性率が増大し接着性の低下や発生する熱応力が大きくなり、接続信
頼性が低下する。無機フィラーとしては、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、炭
酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、酸化カルシ
ウム、酸化マグネシウム、アルミナ、窒化アルミニウム、ほう酸アルミニウムウイスカ、
窒化ホウ素、結晶性シリカ、非結晶性シリカ等が挙げられる。
【００３３】
上記説明において、（Ａ）〜（Ｅ）成分について、目安の配合割合を記載したが、予備
加熱温度におけるキャピラリレオメータ法による接着剤層の最低粘度を、１００Ｐａ・ｓ
未満とするためには、（Ａ）常温で液状のエポキシ樹脂と（Ｂ’）予備加熱温度以下の軟
化点を有するエポキシ樹脂の合計１００重量部に対して、（Ｂ）予備加熱温度以上の軟化
点を有するエポキシ樹脂は、１５０重量部以下であることが好ましいが、（Ｂ’）予備加
熱温度以下の軟化点を有するエポキシ樹脂が、予備加熱温度での粘度が高いほど少なくす
る必要がある。また、他の成分との関係でも（Ｂ）予備加熱温度以上の軟化点を有するエ
ポキシ樹脂の割合は調整する必要がある。例えば、（Ｅ）フィラーが多いほど（Ｂ）予備
加熱温度以上の軟化点を有するエポキシ樹脂の割合は少なくする必要があり、（Ｄ）バイ
ンダーポリマーの重量平均が大きいほど（Ｂ）予備加熱温度以上の軟化点を有するエポキ
シ樹脂の割合は少なくする必要がある。
【００３４】
本発明の接着フィルムは、ベースフィルムを支持体として所定の有機溶剤に溶解した樹
脂ワニスを塗布後、加熱及び／又は熱風吹き付けにより溶剤を乾燥させて樹脂組成物とし
、作製することができる。支持ベースフィルムとしては、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル
等のポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル、ポリカーボネート
、さらには離型紙や銅箔、アルミニウム箔の如き金属箔などが挙げられる。支持ベースフ
ィルムの厚みとしては１０〜１５０μｍが一般的である。なお、支持フィルムにはマッド
処理、コロナ処理の他、離型処理を施してあってもよい。有機溶剤としては、通常溶剤、
例えばアセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、酢酸エチル、酢
酸ブチル、セロソルブアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
、カルビトールアセテート等の酢酸エステル類、セロソルブ、ブチルセロソルブ等のセロ
ソルブ類、カルビトール、ブチルカルビトール等のカルビトール類、トルエン、キシレン
等の芳香族炭化水素の他、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルピ
ロリドンなどを単独又は２種以上組み合わせて使用することができる。なお、残留有機溶
剤量は２００℃に保持された乾燥機中にて３０分乾燥した時の、乾燥前後の重量減少率で
規定した。
【００３５】
樹脂組成物の厚みは、予備加熱される配線基板の導体厚以上で、半導体装置の用途によ
り異なる必要絶縁性（厚み）により異なるが、配線基板の絶縁層厚＋（−２０〜＋５０）
μｍの範囲であるのが一般的である。このようにして得られる樹脂組成物と支持ベースフ
ィルムとからなる本実施の形態の接着フィルムは、そのまま又は樹脂組成物の他の面に保
護フィルムをさらに積層し、ロール状に巻きとって貯蔵される。保護フィルムとしては、
支持ベースフィルムと同じくポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン等のポリオ
レフィン、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル、さらには離型紙などが挙げら
れる。保護フィルムの厚みとしては１０〜１００μｍが一般的である。なお、保護フィル
ムにはマッド処理、エンボス加工の他、離型処理を施してあってもよい。該樹脂組成物は
後に述べるように予備加熱時に樹脂のシミ出しが生じるので、ロールの両端あるいは片端
に樹脂のない支持ベースフィルム部分を５ｍｍ程度以上設けてあれば、予備加熱部の樹脂
付着防止、支持ベースフィルムの剥離が容易になるなどの利点もある。
【００３６】
次に、本発明の接着フィルムを用いた半導体パッケージ及びその製造法について、図１
から図５を用いて説明する。
【００３７】
半導体チップ２００、は図１（ａ）に示すように、半導体素子２１１と、半導体素子２
１１に固設されている例えばＡｌからなる電極パッド２１２と、電極パッド２１２に固設
されている例えばＡｕやＣｕからなるスタッドバンプ２１４で構成されている。なお、こ
の電極パッド２１２とスタッドバンプとにより請求項に記載の外部接続端子が構成されて
いる。このとき、電極パッド２１２の少なくとも一部を露出するように半導体素子２１１
の一方の面を被覆する保護層２１３を有していてもよい。
【００３８】
配線基板１００は、図１（ｂ）のように、絶縁性の基材１２０上に導体パターン１１０
が形成されたテープ状の基板から形成されており、導体パターン１１０の図２記載の接着
層１５０（本実施の形態に係る接着フィルムにより形成）に接合される面には、例えばＳ
ｎＡｇ等のＳｎ系合金からなるバンプ１３０が設けられている。また、導体パターン１１
０が形成されている面の反対の面には、基材１２０を貫通する突起状電極部１４０が設け
られている。
【００３９】
本実施形態の接着フィルムを用いた半導体パッケージの製造方法では、まず、図２に示
すように、配線基板１００のバンプ１３０側の全面上に、本実施形態の接着フィルムを載
置する。そして、８０℃〜１３０℃、０．１ＭＰａ〜０．６ＭＰａで、１０秒〜６０秒間
、加熱加圧を行うことにより、接着フィルムを配線基板１００に貼合する。これにより、
接着フィルムは、導体パターン１１０の上面、導体パターン１１０の銅等が除去されて基
材１２０が露出した部分、および突起状電極部１４０の内部、のすべてに配され、接着層
１５０が形成される。また、接着層１５０の表面は、導体パターン１１０と略平行となる
。
【００４０】
次に、図３に示すように、接着フィルムを貼合した配線基板１００と、スタッドバンプ
２１４が形成された半導体チップ２００とを対向させて、バンプ１３０とスタッドバンプ
２１４とが接続される所定位置に位置決めした後、図に示す矢印Ｘ方向に半導体チップ２
００を降下させ、配線基板１００上に半導体チップ２００を載置する。その後、接着フィ
ルムに含まれる揮発成分を除去するため、予備加熱を行う。予備加熱は、６０℃〜１４０
℃、０．１ＭＰａ〜０．６ＭＰａで、１０分〜４０分、加熱加圧することにより行う。こ
れにより、接着フィルムに含まれる揮発成分が除去される。また、バンプ１３０とスタッ
ドバンプ２１４との間の接着フィルムは排除され、図４に示すように、バンプ１３０とス
タッドバンプ２１４とが接触した状態となるとともに、接着フィルムはある程度硬化が進
行した状態となる。なお、接着層１５０と半導体チップ２００の間に間隙３００を形成し
、間隙部分を減圧しておくことによって、接着層１５０と半導体チップ２００の表面の間
で気泡の残留を防止し、かつ信頼性の高い接着を行うことができる。
【００４１】
次に、２２０℃〜２６０℃で２分〜８分間加熱して、ＡｕとＳｎ系合金の共晶点におけ
る金属の溶融接合により、バンプ１３０とスタッドバンプ２１４とを電気的に接続させる
。このとき、図５に示すように、位置決めしたテープ基板１００および半導体チップ２０
０を、接着層１５０と半導体チップ２００の表面が接触するように、更に押圧する。その
後、１５０℃〜２００℃で４０分〜９０分間加熱して、接着フィルムを完全に硬化させる
。
【実施例】
【００４２】
（実施例１）
（Ａ）液状ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（エポキシ当量１６５、ＤＩＣ（株）製EP
ICLON EXA-830LVP）６０．０重量部と、（Ｂ’１）アルキルフェノールノボラック型エポ
キシ樹脂（１２０℃における粘度が５７Ｐａ・ｓ、ＤＩＣ株式会社製Ｎ−６９０）４０．
０重量部、（Ｂ）ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（エポキシ当量２０００、軟化点１２
４℃、大日本インキ化学（株）製エピクロン７０５１）５０．０重量部をメチルエチルケ
トン（以下、ＭＥＫと記す）に攪拌しながら加熱溶解させ、そこへ（Ｄ１）ジアリルフタ
レート樹脂ワニス（ダイセル化学工業株式会社製ダイセルジアリルフタレートモノマーを
重量平均分子量７４，５２２となるように重合反応させた後、攪拌しながらＭＥＫに加熱
溶解させたもの）３０．０重量部、（Ｃ）２−エチル−４−メチルイミダゾール５．０重
量部、さらに（Ｅ）微粉砕シリカ１０．０重量部を添加し樹脂組成物ワニスを作製した。
そのワニスを厚さ３０μｍのポリエチレンテレフタレート（以下、ＰＥＴと記す）フィル
ム上に、乾燥後の厚みが５０μｍとなるようにローラーコーターにて塗布、８０〜１００
℃で１０分乾燥させ、接着フィルムを得た。
【００４３】
（実施例２〜実施例８、比較例１〜比較例５）
表１に示す配合割合とした以外は、実施例１と同様にして、実施例２〜実施例８、比較
例１〜比較例５に係る接着フィルムを得た。（Ｂ’２）はアルキルフェノールノボラック
型エポキシ樹脂（１２０℃における粘度が８９Ｐａ・ｓ、ＤＩＣ株式会社製Ｎ−６９５）
であり、Ｄ２はジアリルフタレート樹脂ワニス（ダイセル化学工業株式会社製ダイセルジ
アリルフタレートモノマーを重量平均分子量２１，１２９となるように重合反応させた後
、攪拌しながらＭＥＫに加熱溶解させたもの）である。
【００４４】
得られた実施例、比較例に係る接着フィルムの接着剤層部分について、キャピラリレオ
メータとして株式会社島津製作所社製の島津フローテスタＣＦＴ５００Ｄを用いて、下記
の条件で１２０℃（予備加熱温度）における最低溶融粘度を測定した。測定結果を１に示
す。
（条件）
ノズル長：１０ｍｍ
ノズル径：０．５ｍｍ
余熱時間：３０ｓｅｃ
試験圧力：０．４９０３ＭＰａ
【００４５】
配線基板上に、実施例、比較例に係る接着フィルムを貼合した。配線基板としては、感
光性カバーレイ（日立化成工業：ＦＲ−５５５０（商品名））を所定パターンでマスクし
て露光、現像、ＵＶキュア、加熱キュアさせた絶縁性の基材上に、Ｃｕめっきにより導体
パターンが形成され、導体パターンの所定位置にＳｎＡｇからなる半田バンプが設けられ
ているとともに、導体パターンが形成されている面の反対の面には、突起状電極部が設け
られた配線基板を使用した。貼合は、１２０℃、０．１ＭＰａで、３０秒間、加熱加圧を
行うことにより行った。
【００４６】
接着フィルムを貼合した配線基板に半導体チップを載置し、１２０℃、０．１ＭＰａで
、２０分、加熱加圧して予備加熱を行った。半導体チップとしては、１０ｍｍ×１０ｍｍ
の面積を有し、厚さ０．２ｍｍの半導体素子の一方の表面を被覆する保護層を有し、Ａｌ
からなる電極パッドに、Ａｕからなるスタッドバンプが設けられているものを用いた。そ
の後、２３０℃で１８０秒程度加熱して半田バンプとスタッドバンプとを接続させた後、
１８０℃で６０分程度加熱し接着フィルムを本完全に硬化させた。
【００４７】
このようにして得られた実施例、比較例それぞれ１００個の半導体パッケージについて
、厚み方向に切断し、断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて観察し、半田バンプと
スタッドバンプとの間に接着フィルムが存在するかどうかを確認し、半田バンプとスタッ
ドバンプとの間に接着フィルムが存在しないものを良品、存在するものを不良品として、
半導体チップと配線基板との接続歩留まり（良品数／全体数）を求めた。その結果を表１
に示す。
【００４８】
【表１】
【００４９】
表１に示すように、実施例１〜実施例８では、接着フィルムの予備加熱温度におけるキ
ャピラリレオメータ法による最低溶融粘度が１００Ｐａ・ｓ未満であるため、半田バンプ
とスタッドバンプとの間の接着フィルムが排除されており、半導体チップと配線基板との
接続歩留まりが１００％であった。これに対し、比較例１〜比較例５では、接着フィルム
の予備加熱温度におけるキャピラリレオメータ法による最低溶融粘度が１００Ｐａ・ｓ以
上であるため半田バンプとスタッドバンプとの間の接着フィルムが存在し、半導体チップ
と配線基板との接続歩留まりが９３〜９４％であった。
【符号の説明】
【００５０】
１００ 配線基板
１１０ 導体パターン
１２０ 基材
１３０ バンプ
１４０ 突起状電極部
１５０ 接着層
２００ 半導体チップ
２１１ 半導体素子
２１２ 電極パッド
２１３ 保護層
２１４ スタッドバンプ
３００ 間隙
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配線基板にバンプを有する半導体チップをフリップチップ実装するための接
着フィルムおよびこの接着フィルムが貼合された配線基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
配線基板にバンプを有する半導体チップをフリップチップ実装する際、導電性粒子を絶
縁性のバインダー組成物に分散させてなる異方性導電フィルムが広く使用されている。こ
のような導電性粒子としては、配線基板の接続パッドと半導体チップのバンプとの間で潰
れるように、樹脂コアの表面に無電解メッキ層を形成したものが用いられている。
【０００３】
近年、実装基板における配線は狭ピッチ化されており、バンプの狭面積化も進むため、
異方性導電接着フィルムに使用する導電性粒子の粒子径も小さくすることが必要となるが
、均一で小さい粒子径の樹脂粒子を製造することが非常に難しいという問題がある。この
ため、配線基板と半導体チップとの間に非導電性接着フィルム（ＮＣＦ）を挟持させ、配
線基板の接続パッド又はバンプに半導体チップのバンプをそれが潰れるように当接させ、
非導電性接着フィルムを硬化させることにより両者を接続固定すること（ＮＣＦ接合と称
す）が行われるようになっている。
【０００４】
ＮＣＦ接合の場合、非導電性接着フィルムの接続信頼性を向上させるために、非導電性
の接着フィルムには、その貯蔵弾性率、線膨張係数、溶融粘度等の調整のために、シリカ
微粒子等の非導電性のフィラーを樹脂固形分１００体積部に対し１〜５０体積部配合する
ことが提案されている（特許文献１参照）。
【０００５】
ＮＣＦ接合を行う際に、高温で一気に接着フィルムを硬化させてしまうと、接着フィル
ム中に含まれる揮発成分が突沸したり、半導体チップに接着フィルムが焼きついたりする
ことにより、ボイドが生じ、リフロークラックの原因になってしまう場合があった。
【０００６】
そこで、ＮＣＦ接合（フリップチップ接続（外部接続端子の溶融接合））に先立ち、配
線基板と半導体チップとを接着フィルムを介して所定位置に配置した状態で、６０℃〜１
４０℃程度の低温で加熱する予備加熱が行われることがある。
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−２７５４４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、予備加熱により揮発成分を除去するためには、ある程度の加熱時間を要する
ため、予備加熱によりある程度接着フィルムの硬化が進行する。したがって、予備硬化が
終了した時点で、配線基板の接続パッド又はバンプと半導体チップのバンプとが接触した
状態になっていなければならない。
【０００９】
しかしながら、シリカ微粒子等のフィラーを配合した接着フィルムを使用する場合、予
備硬化温度では、配線基板の接続パッド又はバンプと半導体チップのバンプとの間からシ
リカ微粒子と樹脂組成物とが十分に排除されない場合があり、そのような場合、配線基板
と半導体チップとの間で導通が取れないという問題が生ずる。
【００１０】
本発明は、配線基板にバンプを有する半導体チップをフリップチップ実装する際に、配
線基板の接続パッド又はバンプと半導体チップのバンプとの間から、非導電性のフィラー
と樹脂組成物とが十分に排除され、確実な導通を確保できるようにすることを目的とする
。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、本発明の接着フィルムは、配線基板に半導体チップをフリッ
プチップ実装するための接着フィルムであって、フリップチップ接続に先立ち前記配線基
板と前記半導体チップとを所定位置に配置した状態で加熱する予備加熱温度におけるキャ
ピラリレオメータ法による最低粘度が、１００Ｐａ・ｓ未満であることを特徴とする。
【００１２】
本発明の接着フィルムは、常温で液状のエポキシ樹脂と予備加熱温度以下の軟化点を有
するエポキシ樹脂と予備加熱温度以上の軟化点を有するエポキシ樹脂とを含み、前記常温
で液状のエポキシ樹脂と前記予備加熱温度以下の軟化点を有するエポキシ樹脂とを合わせ
て１００重量部に対して、前記予備加熱温度以上の軟化点を有するエポキシ樹脂は１５０
重量部以下であることが好ましい。
【００１３】
また、上記課題を解決するため、本発明の配線基板は、半導体チップの外部接続端子に
フリップチップ接続するバンプが形成された面に、フリップチップ接続に先立ち前記半導
体チップを所定位置に配置した状態で加熱する予備加熱温度におけるキャピラリレオメー
タ法による最低粘度が、１００Ｐａ・ｓ未満である接着フィルムが貼合されていることを
特徴とする。
【００１４】
本発明の配線基板は、前記接着フィルムが、常温で液状のエポキシ樹脂と予備加熱温度
以下の軟化点を有するエポキシ樹脂と予備加熱温度以上の軟化点を有するエポキシ樹脂と
を含み、前記常温で液状のエポキシ樹脂と前記予備加熱温度以下の軟化点を有するエポキ
シ樹脂とを合わせて１００重量部に対して、前記予備加熱温度以上の軟化点を有するエポ
キシ樹脂が１５０重量部以下であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、配線基板にバンプを有する半導体チップをフリップチップ実装する際に、配
線基板の接続パッド又はバンプと半導体チップのバンプとの間から、非導電性のフィラー
と樹脂組成物とが十分に排除され、確実な導通を確保できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施形態に係る接着フィルムを用いた半導体パッケージの製造方法を示す断面模式図である。
【図２】本実施形態に係る接着フィルムを用いた半導体パッケージの製造方法を示す断面模式図である。
【図３】本実施形態に係る接着フィルムを用いた半導体パッケージの製造方法を示す断面模式図である。
【図４】本実施形態に係る接着フィルムを用いた半導体パッケージの製造方法を示す断面模式図である。
【図５】本実施形態に係る接着フィルムを用いた半導体パッケージの製造方法を示す断面模式図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に本発明の実施の形態を詳細に説明する。
本発明による接着フィルムは、フリップチップ接続に先立ち、配線基板と半導体チップ
とを接着フィルムを介して所定位置に配置した状態で、６０℃〜１４０℃程度の低温で加
熱する予備加熱が行われる場合に、好適に使用されるものである。
【００１８】
本実施形態に係る接着フィルムは、支持ベースフィルムを有しており、支持ベースフィ
ルムの表面には、接着剤層が積層されている。
【００１９】
接着剤層を構成する樹脂組成物としては、熱硬化性樹脂及び／又は高分子を主成分とし
てなり、加熱により軟化し、かつフィルム形成能のある樹脂組成物であって、さらに熱硬
化により耐熱性、電気特性など層間絶縁材に要求される特性を満足するものであれば特に
限定されるものではない。例えば、エポキシ樹脂系、アクリル樹脂系、ポリイミド樹脂系
、ポリアミドイミド樹脂系、ポリシアネート樹脂系、ポリエステル樹脂系、熱硬化型ポリ
フェニレンエーテル樹脂系等が挙げられ、これらを２種以上組み合わせて使用したり、多
層構造を有する接着フィルム層とすることも可能である。中でも、層間絶縁材として信頼
性とコスト的に優れたエポキシ樹脂系においては、後述の本発明のエポキシ樹脂組成物が
好ましい。
【００２０】
上記樹脂組成物中には、予備加熱時の温度より軟化点の低い樹脂を少なくとも１０重量
％以上含むことが必要である。１０重量％未満では、予備硬化温度で、配線基板の接続パ
ッド又はバンプと半導体チップのバンプとの間からシリカ微粒子と樹脂組成物とが十分に
排除されない。好ましくは、常温で液状の樹脂及び／又は予備加熱温度より低い軟化点を
有する常温で固形の樹脂の合計が１０〜９０重量％の範囲にあるのがよい。
【００２１】
さらに該樹脂組成物には上記主成分の他に、公知慣用の添加剤を用いることができる。
例えば硫酸バリウム、炭酸カルシウム、チタン酸バリウム、酸化ケイ素粉、無定形シリカ
、タルク、クレー、雲母粉などの無機充填剤、三酸化アンチモン、五酸化アンチモン等の
難燃助剤、シリコンパウダー、ナイロンパウダー、フッ素パウダーの如き有機充填剤、ア
スベスト、オルベン、ベントン等の増粘剤、シリコーン系、フッ素系、高分子系の消泡剤
及び／又はレベリング剤、イミダゾール系、チアゾール系、トリアゾール系、シランカッ
プリング剤等の密着性付与剤のような添加剤を使用できる。また、必要に応じてフタロシ
アニン・ブルー、フタロシアニン・グリーン、アイオジン・グリーン、ジスアゾイエロー
、酸化チタン、カーボンブラック等の公知慣用の着色剤を用いることができる。
【００２２】
接着剤層は、フリップチップ接続に先立ち前記配線基板と前記半導体チップとを所定位
置に配置した状態で加熱する予備加熱温度におけるキャピラリレオメータ法による最低粘
度が、１００Ｐａ・ｓ未満である。１００Ｐａ・ｓ以上では、予備硬化温度で、配線基板
の接続パッド又はバンプと半導体チップのバンプとの間からシリカ微粒子と樹脂組成物と
が十分に排除されない。
【００２３】
キャピラリレオメータ法による測定では、熱硬化性樹脂の場合、熱を加えると硬化反応
が進行し粘度が徐々に高くなる。そのため、試料を予め接着フィルムの予備加熱温度に設
定したシリンダー内に投入し、すばやくノズルから押し出し、プランジャーのストローク
を連続的に測定する。試料への伝熱により試料が溶融しはじめ粘度は一旦低下し、その後
硬化反応が進行し粘度が徐々に高くなっていく。この変化を測定し、粘度が最も低下した
ときの値を最低粘度とする。
【００２４】
キャピラリレオメータのノズル長さ、ノズル径、シリンダー内に樹脂組成物を投入した
後押し出すまでの予熱時間等の測定条件は、接着剤層を構成する樹脂組成物の性質に応じ
て、その樹脂組成物の予備加熱温度における「最低の」溶融粘度が測定できるように適宜
設定する。一般に、粘度の低い樹脂の場合は、ノズル径が細くノズル長が長いものを使用
、粘度が高い場合は、ノズル径が太くノズル長が短いものを使用しなければ正しい最低粘
度が測定できない。また、予熱時間が長すぎると、予熱中に熱硬化が進行し但し最低粘度
が測定できない。
【００２５】
次に接着剤層として好適に用いられる樹脂組成物の例について詳細に説明する。樹脂組
成物は、下記成分を含有していることが好ましい。
（Ａ）常温で液状のエポキシ樹脂
（Ｂ）予備加熱温度以上の軟化点を有するエポキシ樹脂
（Ｂ’）予備加熱温度以下の軟化点を有するエポキシ樹脂
（Ｃ）エポキシ硬化剤、
（Ｄ）バインダーポリマー
【００２６】
（Ａ）成分「常温で液状のエポキシ樹脂」は、接着フィルムの可とう性及び予備加熱を
する際の熱流動性を付与するための成分である。具体的には、エポキシ当量２００程度の
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、フェノールノボラ
ック型エポキシ樹脂、あるいはエポキシ変性液状ゴムやゴム分散液状エポキシ樹脂が好ま
しい。また、反応性希釈剤として知られるアリルグリシジルエーテル、グリシジルメタク
リレート、アルキルフェニルグリシジルエーテルや、多価アルコール型グリシジルエーテ
ルの他、脂環式エポキシ樹脂など公知慣用のものを単独あるいは２種以上組み合わせて使
用することができる。これらの常温で液状のエポキシ樹脂は後述の他の常温液状樹脂成分
及び残留する有機溶剤とあわせて、樹脂組成物中１０〜５５重量％の範囲にあることが必
要である。１０重量％未満では、接着フィルムの可とう性、予備加熱をする際の熱流動性
が悪くなる。一方、５５重量％を超えると、支持フィルム及び保護フィルムとの剥離性に
問題を生じる。常温液状樹脂成分については低粘度のものは少なめに、高粘度のものは多
めに調整される。
【００２７】
（Ｂ）、（Ｂ’）成分は、１分子中に２個以上のエポキシ基を有する多官能エポキシ樹
脂であることがこのましい。具体的には、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、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポ
キシ樹脂、アルキルフェノールノボラック型エポキシ樹脂、ビフェノール型エポキシ樹脂
、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、フェノール類とフ
ェノール性水酸基を有する芳香族アルデヒドとの縮合物のエポキシ化物、トリグリシジル
イソシアヌレート、脂環式エポキシ樹脂など公知慣用のものを、単独あるいは２種以上組
み合わせて使用することができる。さらには難燃性を付与するために臭素化した上記エポ
キシ樹脂が用いられる。これらの多官能エポキシ樹脂中、予備加熱時の温度以上の軟化点
を有する成分が必要である。これにより、予備加熱時の熱流動性を抑制することができ、
加熱硬化後の表面平滑性も優れたものとなる。
【００２８】
なお、（Ｂ’）成分としては、常温で液状の多官能エポキシ樹脂が含まれるので、その
場合前述の（Ａ）成分と同じ添加範囲の制限を受ける。
【００２９】
（Ｂ’）成分は予備加熱温度以下の軟化点を有する１分子中に２個以上のエポキシ基を
有する多官能エポキシ樹脂であり、これを用いて接着フィルムを得る場合には、（Ａ）常
温で液状のエポキシ樹脂及び（Ｃ）エポキシ硬化剤に加え、（Ｄ）バインダーポリマーを
必須成分とする。（Ａ）成分以外の常温液状樹脂及び／又は有機溶剤を含んでいてもよく
、（Ａ）成分を含む常温液状樹脂及び／又は有機溶剤の合計が１０乃至５５重量％であり
、かつ（Ｄ）成分が樹脂組成物中５乃至５０重量％である。
【００３０】
本発明における（Ｃ）成分としては、潜在性エポキシ硬化剤を用いることが好ましい。
潜在性エポキシ硬化剤は、アミン系硬化剤、グアニジン系硬化剤、イミダゾール系硬化剤
またはこれらのエポキシアダクトやマイクロカプセル化したものであって、室温以下での
ポットライフが長く、かつ昇温中、予備加熱時の温度より高い温度で反応を開始するエポ
キシ硬化剤が選択される。これにより、予備加熱時の十分な熱流動性の維持が可能となり
、予備加熱の条件設定が容易となる。反応開始温度は、ビスフェノールＡジグリシジルエ
ーテル（エポキシ当量；１８６〜１９２）１００重量部に硬化剤を５重量部添加して均一
に溶解又は分散し、昇温速度５℃／分で示差走査熱量測定（ＤＳＣ）した場合の発熱ピー
ク開始温度と規定した。例えばジシアンジアミド（開始温度１６５〜１７５℃）、２―フ
ェニル―４―メチル―５―ヒドロキシメチルイミダゾール（開始温度１３５〜１４５℃）
、２―フェニル―４、５―ビス（ヒドロキシメチル）イミダゾール（開始温度１４５〜１
５５℃）、２、４―ジアミノ―６―（２―メチル―１―イミダゾリルエチル）―１、３、
５―トリアジン・イソシアヌル酸付加物（開始温度１２５〜１３５℃）などが挙げられる
。これらの潜在性エポキシ硬化剤の添加量は、エポキシ樹脂に対して２〜１２重量％の範
囲にあるのが好ましい。２重量％より少ないと硬化不足であるし、１２重量％を超えると
硬化しすぎて脆くなり好ましくない。また、潜在性と反応開始温度の条件が伴えば、フェ
ノール系硬化剤及び硬化促進剤を使用することもできる。例えば、フェノールノボラック
樹脂、アルキルフェノールノボラック樹脂と硬化促進剤としてイミダゾール系化合物、有
機ホスフィン系化合物、具体的にはテトラフェニルホスフォニウム・テトラフェニルボレ
ート等が挙げられる。添加量としては、エポキシ樹脂のエポキシ基に対してフェノール性
水酸基が０.６〜１.０当量の範囲に、硬化促進剤は両樹脂総量の０.５〜２重量％なるよ
うに調整される。さらに、上記の各種潜在性エポキシ硬化剤は単独あるいは２種以上組み
合わせて使用したり、公知慣用の硬化促進剤を併用することもできる。
【００３１】
接着フィルムの機械的強度、可とう性を向上させ、取り扱いを容易にするのに（Ｄ）成
分としてバインダーポリマーが必要となる。バインダーポリマーは、重量平均分子量５，
０００〜１００，０００の範囲にあるものが好ましい。重量平均分子量が５，０００未満
であると機械的強度、可とう性向上の効果が発揮されないし、１００，０００を超えると
有機溶剤への溶解性、エポキシ樹脂との相溶性が悪くなる。添加量は５〜５０重量％の範
囲にあるのが好ましい。５重量％未満であると機械的強度、可とう性向上の効果が発揮さ
れないし、５０重量％を超えると熱流動性が悪くなり好ましくない。本成分を含有すれば
、熱流動性の抑制が可能となるので、予備加熱温度以上の軟化点を有する多官能エポキシ
樹脂は必須でなくなる。また、バインダーポリマーには、フィルム製造時の乾燥工程にお
いて支持フィルムへのハジキ防止の効果もある。具体的には、（臭素化）フェノキシ樹脂
、ポリアクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリシアネート樹脂、ポ
リエステル樹脂、熱硬化型ポリフェニレンエーテル樹脂等が挙げられ、これらを２種以上
組み合わせて使用することも可能である。
【００３２】
上記成分の他、接着フィルムの取扱い性の向上、熱伝導性の向上、難燃性の付与、表面
硬度の向上などのため、（Ｅ）成分として、無機フィラーを配合することが好ましい。無
機フィラーの配合量は、絶縁層用接着フィルムの樹脂成分１００体積部に対して、２〜５
０体積部であることが好ましい。２体積部未満であると、熱膨張率が大きいので寸法精度
のばらつきが大きくなり、部品実装の位置ずれによって接続信頼性の低下が起こる。５０
体積部を超えると、弾性率が増大し接着性の低下や発生する熱応力が大きくなり、接続信
頼性が低下する。無機フィラーとしては、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、炭
酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、酸化カルシ
ウム、酸化マグネシウム、アルミナ、窒化アルミニウム、ほう酸アルミニウムウイスカ、
窒化ホウ素、結晶性シリカ、非結晶性シリカ等が挙げられる。
【００３３】
上記説明において、（Ａ）〜（Ｅ）成分について、目安の配合割合を記載したが、予備
加熱温度におけるキャピラリレオメータ法による接着剤層の最低粘度を、１００Ｐａ・ｓ
未満とするためには、（Ａ）常温で液状のエポキシ樹脂と（Ｂ’）予備加熱温度以下の軟
化点を有するエポキシ樹脂の合計１００重量部に対して、（Ｂ）予備加熱温度以上の軟化
点を有するエポキシ樹脂は、１５０重量部以下であることが好ましいが、（Ｂ’）予備加
熱温度以下の軟化点を有するエポキシ樹脂が、予備加熱温度での粘度が高いほど少なくす
る必要がある。また、他の成分との関係でも（Ｂ）予備加熱温度以上の軟化点を有するエ
ポキシ樹脂の割合は調整する必要がある。例えば、（Ｅ）フィラーが多いほど（Ｂ）予備
加熱温度以上の軟化点を有するエポキシ樹脂の割合は少なくする必要があり、（Ｄ）バイ
ンダーポリマーの重量平均が大きいほど（Ｂ）予備加熱温度以上の軟化点を有するエポキ
シ樹脂の割合は少なくする必要がある。
【００３４】
本発明の接着フィルムは、ベースフィルムを支持体として所定の有機溶剤に溶解した樹
脂ワニスを塗布後、加熱及び／又は熱風吹き付けにより溶剤を乾燥させて樹脂組成物とし
、作製することができる。支持ベースフィルムとしては、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル
等のポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル、ポリカーボネート
、さらには離型紙や銅箔、アルミニウム箔の如き金属箔などが挙げられる。支持ベースフ
ィルムの厚みとしては１０〜１５０μｍが一般的である。なお、支持フィルムにはマッド
処理、コロナ処理の他、離型処理を施してあってもよい。有機溶剤としては、通常溶剤、
例えばアセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、酢酸エチル、酢
酸ブチル、セロソルブアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
、カルビトールアセテート等の酢酸エステル類、セロソルブ、ブチルセロソルブ等のセロ
ソルブ類、カルビトール、ブチルカルビトール等のカルビトール類、トルエン、キシレン
等の芳香族炭化水素の他、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルピ
ロリドンなどを単独又は２種以上組み合わせて使用することができる。なお、残留有機溶
剤量は２００℃に保持された乾燥機中にて３０分乾燥した時の、乾燥前後の重量減少率で
規定した。
【００３５】
樹脂組成物の厚みは、予備加熱される配線基板の導体厚以上で、半導体装置の用途によ
り異なる必要絶縁性（厚み）により異なるが、配線基板の絶縁層厚＋（−２０〜＋５０）
μｍの範囲であるのが一般的である。このようにして得られる樹脂組成物と支持ベースフ
ィルムとからなる本実施の形態の接着フィルムは、そのまま又は樹脂組成物の他の面に保
護フィルムをさらに積層し、ロール状に巻きとって貯蔵される。保護フィルムとしては、
支持ベースフィルムと同じくポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン等のポリオ
レフィン、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル、さらには離型紙などが挙げら
れる。保護フィルムの厚みとしては１０〜１００μｍが一般的である。なお、保護フィル
ムにはマッド処理、エンボス加工の他、離型処理を施してあってもよい。該樹脂組成物は
後に述べるように予備加熱時に樹脂のシミ出しが生じるので、ロールの両端あるいは片端
に樹脂のない支持ベースフィルム部分を５ｍｍ程度以上設けてあれば、予備加熱部の樹脂
付着防止、支持ベースフィルムの剥離が容易になるなどの利点もある。
【００３６】
次に、本発明の接着フィルムを用いた半導体パッケージ及びその製造法について、図１
から図５を用いて説明する。
【００３７】
半導体チップ２００、は図１（ａ）に示すように、半導体素子２１１と、半導体素子２
１１に固設されている例えばＡｌからなる電極パッド２１２と、電極パッド２１２に固設
されている例えばＡｕやＣｕからなるスタッドバンプ２１４で構成されている。なお、こ
の電極パッド２１２とスタッドバンプとにより請求項に記載の外部接続端子が構成されて
いる。このとき、電極パッド２１２の少なくとも一部を露出するように半導体素子２１１
の一方の面を被覆する保護層２１３を有していてもよい。
【００３８】
配線基板１００は、図１（ｂ）のように、絶縁性の基材１２０上に導体パターン１１０
が形成されたテープ状の基板から形成されており、導体パターン１１０の図２記載の接着
層１５０（本実施の形態に係る接着フィルムにより形成）に接合される面には、例えばＳ
ｎＡｇ等のＳｎ系合金からなるバンプ１３０が設けられている。また、導体パターン１１
０が形成されている面の反対の面には、基材１２０を貫通する突起状電極部１４０が設け
られている。
【００３９】
本実施形態の接着フィルムを用いた半導体パッケージの製造方法では、まず、図２に示
すように、配線基板１００のバンプ１３０側の全面上に、本実施形態の接着フィルムを載
置する。そして、８０℃〜１３０℃、０．１ＭＰａ〜０．６ＭＰａで、１０秒〜６０秒間
、加熱加圧を行うことにより、接着フィルムを配線基板１００に貼合する。これにより、
接着フィルムは、導体パターン１１０の上面、導体パターン１１０の銅等が除去されて基
材１２０が露出した部分、および突起状電極部１４０の内部、のすべてに配され、接着層
１５０が形成される。また、接着層１５０の表面は、導体パターン１１０と略平行となる
。
【００４０】
次に、図３に示すように、接着フィルムを貼合した配線基板１００と、スタッドバンプ
２１４が形成された半導体チップ２００とを対向させて、バンプ１３０とスタッドバンプ
２１４とが接続される所定位置に位置決めした後、図に示す矢印Ｘ方向に半導体チップ２
００を降下させ、配線基板１００上に半導体チップ２００を載置する。その後、接着フィ
ルムに含まれる揮発成分を除去するため、予備加熱を行う。予備加熱は、６０℃〜１４０
℃、０．１ＭＰａ〜０．６ＭＰａで、１０分〜４０分、加熱加圧することにより行う。こ
れにより、接着フィルムに含まれる揮発成分が除去される。また、バンプ１３０とスタッ
ドバンプ２１４との間の接着フィルムは排除され、図４に示すように、バンプ１３０とス
タッドバンプ２１４とが接触した状態となるとともに、接着フィルムはある程度硬化が進
行した状態となる。なお、接着層１５０と半導体チップ２００の間に間隙３００を形成し
、間隙部分を減圧しておくことによって、接着層１５０と半導体チップ２００の表面の間
で気泡の残留を防止し、かつ信頼性の高い接着を行うことができる。
【００４１】
次に、２２０℃〜２６０℃で２分〜８分間加熱して、ＡｕとＳｎ系合金の共晶点におけ
る金属の溶融接合により、バンプ１３０とスタッドバンプ２１４とを電気的に接続させる
。このとき、図５に示すように、位置決めしたテープ基板１００および半導体チップ２０
０を、接着層１５０と半導体チップ２００の表面が接触するように、更に押圧する。その
後、１５０℃〜２００℃で４０分〜９０分間加熱して、接着フィルムを完全に硬化させる
。
【実施例】
【００４２】
（実施例１）
（Ａ）液状ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（エポキシ当量１６５、ＤＩＣ（株）製EP
ICLON EXA-830LVP）６０．０重量部と、（Ｂ’１）アルキルフェノールノボラック型エポ
キシ樹脂（１２０℃における粘度が５７Ｐａ・ｓ、ＤＩＣ株式会社製Ｎ−６９０）４０．
０重量部、（Ｂ）ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（エポキシ当量２０００、軟化点１２
４℃、大日本インキ化学（株）製エピクロン７０５１）５０．０重量部をメチルエチルケ
トン（以下、ＭＥＫと記す）に攪拌しながら加熱溶解させ、そこへ（Ｄ１）ジアリルフタ
レート樹脂ワニス（ダイセル化学工業株式会社製ダイセルジアリルフタレートモノマーを
重量平均分子量７４，５２２となるように重合反応させた後、攪拌しながらＭＥＫに加熱
溶解させたもの）３０．０重量部、（Ｃ）２−エチル−４−メチルイミダゾール５．０重
量部、さらに（Ｅ）微粉砕シリカ１０．０重量部を添加し樹脂組成物ワニスを作製した。
そのワニスを厚さ３０μｍのポリエチレンテレフタレート（以下、ＰＥＴと記す）フィル
ム上に、乾燥後の厚みが５０μｍとなるようにローラーコーターにて塗布、８０〜１００
℃で１０分乾燥させ、接着フィルムを得た。
【００４３】
（実施例２〜実施例８、比較例１〜比較例５）
表１に示す配合割合とした以外は、実施例１と同様にして、実施例２〜実施例８、比較
例１〜比較例５に係る接着フィルムを得た。（Ｂ’２）はアルキルフェノールノボラック
型エポキシ樹脂（１２０℃における粘度が８９Ｐａ・ｓ、ＤＩＣ株式会社製Ｎ−６９５）
であり、Ｄ２はジアリルフタレート樹脂ワニス（ダイセル化学工業株式会社製ダイセルジ
アリルフタレートモノマーを重量平均分子量２１，１２９となるように重合反応させた後
、攪拌しながらＭＥＫに加熱溶解させたもの）である。
【００４４】
得られた実施例、比較例に係る接着フィルムの接着剤層部分について、キャピラリレオ
メータとして株式会社島津製作所社製の島津フローテスタＣＦＴ５００Ｄを用いて、下記
の条件で１２０℃（予備加熱温度）における最低溶融粘度を測定した。測定結果を１に示
す。
（条件）
ノズル長：１０ｍｍ
ノズル径：０．５ｍｍ
余熱時間：３０ｓｅｃ
試験圧力：０．４９０３ＭＰａ
【００４５】
配線基板上に、実施例、比較例に係る接着フィルムを貼合した。配線基板としては、感
光性カバーレイ（日立化成工業：ＦＲ−５５５０（商品名））を所定パターンでマスクし
て露光、現像、ＵＶキュア、加熱キュアさせた絶縁性の基材上に、Ｃｕめっきにより導体
パターンが形成され、導体パターンの所定位置にＳｎＡｇからなる半田バンプが設けられ
ているとともに、導体パターンが形成されている面の反対の面には、突起状電極部が設け
られた配線基板を使用した。貼合は、１２０℃、０．１ＭＰａで、３０秒間、加熱加圧を
行うことにより行った。
【００４６】
接着フィルムを貼合した配線基板に半導体チップを載置し、１２０℃、０．１ＭＰａで
、２０分、加熱加圧して予備加熱を行った。半導体チップとしては、１０ｍｍ×１０ｍｍ
の面積を有し、厚さ０．２ｍｍの半導体素子の一方の表面を被覆する保護層を有し、Ａｌ
からなる電極パッドに、Ａｕからなるスタッドバンプが設けられているものを用いた。そ
の後、２３０℃で１８０秒程度加熱して半田バンプとスタッドバンプとを接続させた後、
１８０℃で６０分程度加熱し接着フィルムを本完全に硬化させた。
【００４７】
このようにして得られた実施例、比較例それぞれ１００個の半導体パッケージについて
、厚み方向に切断し、断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて観察し、半田バンプと
スタッドバンプとの間に接着フィルムが存在するかどうかを確認し、半田バンプとスタッ
ドバンプとの間に接着フィルムが存在しないものを良品、存在するものを不良品として、
半導体チップと配線基板との接続歩留まり（良品数／全体数）を求めた。その結果を表１
に示す。
【００４８】
【表１】
【００４９】
表１に示すように、実施例１〜実施例８では、接着フィルムの予備加熱温度におけるキ
ャピラリレオメータ法による最低溶融粘度が１００Ｐａ・ｓ未満であるため、半田バンプ
とスタッドバンプとの間の接着フィルムが排除されており、半導体チップと配線基板との
接続歩留まりが１００％であった。これに対し、比較例１〜比較例５では、接着フィルム
の予備加熱温度におけるキャピラリレオメータ法による最低溶融粘度が１００Ｐａ・ｓ以
上であるため半田バンプとスタッドバンプとの間の接着フィルムが存在し、半導体チップ
と配線基板との接続歩留まりが９３〜９４％であった。
【符号の説明】
【００５０】
１００ 配線基板
１１０ 導体パターン
１２０ 基材
１３０ バンプ
１４０ 突起状電極部
１５０ 接着層
２００ 半導体チップ
２１１ 半導体素子
２１２ 電極パッド
２１３ 保護層
２１４ スタッドバンプ
３００ 間隙
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配線基板に半導体チップをフリップチップ実装するための接着フィルムであって、フリ
ップチップ接続に先立ち前記配線基板と前記半導体チップとを所定位置に配置した状態で
加熱する予備加熱温度におけるキャピラリレオメータ法による最低粘度が、１００Ｐａ・
ｓ未満であることを特徴とする接着フィルム。
【請求項２】
常温で液状のエポキシ樹脂と予備加熱温度以下の軟化点を有するエポキシ樹脂と予備加
熱温度以上の軟化点を有するエポキシ樹脂とを含み、前記常温で液状のエポキシ樹脂と前
記予備加熱温度以下の軟化点を有するエポキシ樹脂とを合わせて１００重量部に対して、
前記予備加熱温度以上の軟化点を有するエポキシ樹脂が１５０重量部以下であることを特
徴とする請求項１に記載の接着フィルム。
【請求項３】
半導体チップの外部接続端子にフリップチップ接続するバンプが形成された面に、フリ
ップチップ接続に先立ち前記半導体チップを所定位置に配置した状態で加熱する予備加熱
温度におけるキャピラリレオメータ法による最低粘度が、１００Ｐａ・ｓ未満である接着
フィルムが貼合されていることを特徴とする配線基板。
【請求項４】
前記接着フィルムは、常温で液状のエポキシ樹脂と予備加熱温度以下の軟化点を有する
エポキシ樹脂と予備加熱温度以上の軟化点を有するエポキシ樹脂とを含み、前記常温で液
状のエポキシ樹脂と前記予備加熱温度以下の軟化点を有するエポキシ樹脂とを合わせて１
００重量部に対して、前記予備加熱温度以上の軟化点を有するエポキシ樹脂が１５０重量
部以下であることを特徴とする請求項３に記載の配線基板。
【請求項１】
配線基板に半導体チップをフリップチップ実装するための接着フィルムであって、フリ
ップチップ接続に先立ち前記配線基板と前記半導体チップとを所定位置に配置した状態で
加熱する予備加熱温度におけるキャピラリレオメータ法による最低粘度が、１００Ｐａ・
ｓ未満であることを特徴とする接着フィルム。
【請求項２】
常温で液状のエポキシ樹脂と予備加熱温度以下の軟化点を有するエポキシ樹脂と予備加
熱温度以上の軟化点を有するエポキシ樹脂とを含み、前記常温で液状のエポキシ樹脂と前
記予備加熱温度以下の軟化点を有するエポキシ樹脂とを合わせて１００重量部に対して、
前記予備加熱温度以上の軟化点を有するエポキシ樹脂が１５０重量部以下であることを特
徴とする請求項１に記載の接着フィルム。
【請求項３】
半導体チップの外部接続端子にフリップチップ接続するバンプが形成された面に、フリ
ップチップ接続に先立ち前記半導体チップを所定位置に配置した状態で加熱する予備加熱
温度におけるキャピラリレオメータ法による最低粘度が、１００Ｐａ・ｓ未満である接着
フィルムが貼合されていることを特徴とする配線基板。
【請求項４】
前記接着フィルムは、常温で液状のエポキシ樹脂と予備加熱温度以下の軟化点を有する
エポキシ樹脂と予備加熱温度以上の軟化点を有するエポキシ樹脂とを含み、前記常温で液
状のエポキシ樹脂と前記予備加熱温度以下の軟化点を有するエポキシ樹脂とを合わせて１
００重量部に対して、前記予備加熱温度以上の軟化点を有するエポキシ樹脂が１５０重量
部以下であることを特徴とする請求項３に記載の配線基板。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−１１６９５８（Ｐ２０１２−１１６９５８Ａ）
【公開日】平成２４年６月２１日（２０１２．６．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２６８０８６（Ｐ２０１０−２６８０８６）
【出願日】平成２２年１２月１日（２０１０．１２．１）
【出願人】（０００００５２９０）古河電気工業株式会社 (4,457)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月２１日（２０１２．６．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月１日（２０１０．１２．１）
【出願人】（０００００５２９０）古河電気工業株式会社 (4,457)
【Ｆターム（参考）】
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