説明

接着剤組成物およびそれを用いた接着フィルム、接着物の製造方法

【課題】本発明の目的は、短時間の加熱で硬化し、特に密着性など優れた硬化物物性を有し、かつ室温時での保存安定性に優れた接着剤組成物を提供することである。および半導体素子を平行な状態で積層接着することができ、使用した接着剤もしくは接着フィルムを提供することである。
【解決手段】下記一般式(1)で表記されるスルホニウム塩からなる熱酸発生剤(A)と酸硬化性化合物(B)と粘着性ポリマー(C)とを含んでなる接着剤組成物。
一般式(1)
【化1】


(ただし、R1は、フェナシル基、アリル基、アルコキシル基、アリールオキシ基より選ばれる基を、
2 およびR3は、フェナシル基、アリル基、アルコキシル基、アリールオキシ基、アルキル基、または、アルケニル基より選ばれる基を示す。)

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、接着剤組成物、接着フィルムに関し、更に詳しくは、半導体素子のボンディング用として好適に使用される、高速接着可能な接着剤組成物とそれを用いた接着フィルム、接着物の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
半導体装置を製造する際、半導体素子とリードフレーム(支持部材)とを接着させる従来の接合方法の一つは、金−シリコン共晶体等の無機材料を接着剤として用いる方法である。しかし、この方法はコストが高く、350〜400℃の高い熱処理が必要であり、また、用いる接着剤の硬さに基づく熱応力で半導体チップの破壊が起こる問題があるので、現在ではほとんど使われていない。最近主流の接合方法は、エポキシ系樹脂、ポリイミド系樹脂等の樹脂に銀粉等の充填剤を分散させてペースト状(例えば、銀ペースト)として、これを接着剤として用いる方法である。この方法では、ディスペンサーやスタンピングマシン等を用いて、ペースト状接着剤をリードフレームのダイパッドに塗布した後、半導体素子をダイボンディングし、加熱硬化して接着させ半導体装置とする。この際加熱硬化させる条件は150℃、1時間である(特許文献1、特許文献2)。しかし、半導体装置の生産性向上の観点から、同程度の接続温度でさらなる高速接着可能な接着剤組成物が強く望まれている。
【0003】
近年、生産性を向上させることを目的とし、様々な材料の検討がなされており、熱酸発生剤もその一つである。従来、熱酸発生剤として、スルホニウム塩、アンモニウム塩、ホスホニウム塩等のオニウム塩が知られている(特許文献3、特許文献4、特許文献5)。
【0004】
熱酸発生剤は、対アニオンが六フッ化アンチモン酸以外のオニウム塩では、硬化性が悪く、硬化物の架橋密度が上がらない場合が多い。この解決方法として、使用する熱酸発生剤の量をかなり多く用いることが挙げられるが、硬化物中にイオン物質が多量に残ることによる懸念やコストアップにつながる点で実用的ではない。
【0005】
また、対アニオンが六フッ化アンチモン酸のオニウム塩の場合でも、アンモニウム塩やホスホニウム塩の場合は、一般に硬化温度が高くなったり、硬化性が悪く、硬化物の架橋密度が上がらない場合がある。更に、六フッ化アンチモン酸は毒性が高いこと、酸硬化性化合物に対する溶解度が低いことから、できれば他の対アニオンの熱酸発生剤を使用することが望ましいと言われている。これらのことから、現状では熱カチオン重合開始剤を使用した熱硬化系では、実用性を満足する硬化性や密着性などの硬化物物性を得ることは困難な場合が多い。
【0006】
スルホニウム塩としては、トリフェニルスルホニウム塩等のアリールスルホニウム塩が知られている。アリールスルホニウム塩は、アルキルスルホニウム塩と比較して、加熱時に分解し、ベンゼン等の人体に有毒なガスを排出する恐れがある。
【0007】
また、トリアルキルスルホニウム塩や、ベンジルスルホニウム塩が知られているが(特許文献6、特許文献7、特許文献8)、貯蔵安定性が十分ではなく、特に反応性の高い脂環式エポキシ類との熱硬化性の接着剤は、貯蔵安定性が悪い。
【0008】
【特許文献1】特開平10−120983号公報
【特許文献2】特開平11−97459号公報
【特許文献3】特開2003−277353号公報
【特許文献4】特開2003−183313号公報
【特許文献5】特開2003−277352号公報
【特許文献6】特開昭58−37003号公報
【特許文献7】特開昭58−198532号公報
【特許文献8】特開2001−303016号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
本発明の目的は、短時間の加熱で硬化し、特に密着性など優れた硬化物物性を有し、かつ室温時での保存安定性に優れた接着剤組成物を提供することである。および半導体素子を平行な状態で積層接着することができ、使用した接着剤もしくは接着フィルムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0010】
上記の課題を解決するため、本発明者は、鋭意研究の結果、上記課題をすべて解決する材料を開発するに至った。
【0011】
すなわち、本発明は、下記一般式(1)で表記されるスルホニウム塩からなる熱酸発生剤(A)と酸硬化性化合物(B)と粘着性ポリマー(C)とを含んでなる接着剤組成物に関する。
一般式(1)
【化1】

【0012】
(ただし、R1は、置換基を有してもよいフェナシル基、置換基を有してもよいアリル基、置換基を有してもよいアルコキシル基、置換基を有してもよいアリールオキシ基より選ばれる基を、
2 およびR3 はそれぞれ独立に、置換基を有してもよいフェナシル基、置換基を有してもよいアリル基、置換基を有してもよいアルコキシル基、置換基を有してもよいアリールオキシ基、置換基を有してもよいアルキル基、または、置換基を有してもよいアルケニル基より選ばれる基を示す。
また、R1 、R2 およびR3はその2個以上の基が結合して環状構造となってもよい。)
【0013】
また、本発明は、R1が、下記一般式(2)で表記されるアリールカルボニル基に置換されたメチル基からなる、上記接着剤組成物に関する。
一般式(2)
【化2】

【0014】
(ただし、Arはヘテロ原子を含んでよい炭素数4〜18の置換基を有してもよい単環または縮合多環アリール基を示す。)
【0015】
また、本発明は、Arが、ヘテロ原子を含んでよい炭素数8〜18の置換基を有してもよい縮合多環アリール基である、上記接着剤組成物に関する。
【0016】
また、本発明は、R2 およびR3が、置換基を有してよい炭素数1〜6のアルキル基である、上記接着剤組成物に関する。
【0017】
また、本発明は、酸硬化性化合物(B)が、分子内に少なくとも1個のエポキシ基または分子内に少なくとも1個のオキセタニル基を有する化合物であることを特徴とする上記接着剤組成物に関する。
【0018】
また、本発明は、上記接着剤組成物を含んでなるダイボンディング用接着剤に関する。
【0019】
また、本発明は、上記接着剤を基材上に塗布して得られるダイボンディング用接着フィルムに関する。
【0020】
また、本発明は、半導体素子と支持部材との間に、下記一般式(1)で表記されるスルホニウム塩からなる熱酸発生剤(A)と酸硬化性化合物(B)とを含んでなる接着剤組成物を含む層を形成し、50℃から250℃の加熱を行うことで、上記接着剤組成物を含む層を硬化させることを特徴とする半導体素子と支持部材とを接着してなる接着物の製造方法に関する。
一般式(1)
【化3】

【0021】
(ただし、R1は、置換基を有してもよいフェナシル基、置換基を有してもよいアリル基、置換基を有してもよいアルコキシル基、置換基を有してもよいアリールオキシ基より選ばれる基を、
2 およびR3 はそれぞれ独立に、置換基を有してもよいフェナシル基、置換基を有してもよいアリル基、置換基を有してもよいアルコキシル基、置換基を有してもよいアリールオキシ基、置換基を有してもよいアルキル基、または、置換基を有してもよいアルケニル基より選ばれる基を示す。
また、R1 、R2 およびR3はその2個以上の基が結合して環状構造となってもよい。)
【0022】
また、本発明は、半導体素子と支持部材との間に、上記接着剤組成物を含む層を形成し、50℃から250℃の加熱を行うことで、上記接着剤組成物を含む層を硬化させることを特徴とする半導体素子と支持部材とを接着してなる接着物の製造方法に関する。
【0023】
また、本発明は、半導体素子の支持部材との接着面に、下記一般式(1)で表記されるスルホニウム塩からなる熱酸発生剤(A)と酸硬化性化合物(B)とを含んでなる接着剤組成物を含む層を形成した後、50℃から250℃の加熱をした後に、支持部材上に積層接着させる、半導体素子と支持部材とを接着してなる接着物の製造方法に関する。
一般式(1)
【化4】

【0024】
(ただし、R1は、置換基を有してもよいフェナシル基、置換基を有してもよいアリル基、置換基を有してもよいアルコキシル基、置換基を有してもよいアリールオキシ基より選ばれる基を、
2 およびR3 はそれぞれ独立に、置換基を有してもよいフェナシル基、置換基を有してもよいアリル基、置換基を有してもよいアルコキシル基、置換基を有してもよいアリールオキシ基、置換基を有してもよいアルキル基、または、置換基を有してもよいアルケニル基より選ばれる基を示す。
また、R1 、R2 およびR3はその2個以上の基が結合して環状構造となってもよい。)
【0025】
また、本発明は、半導体素子の支持部材との接着面に、上記接着剤組成物を含む層を形成した後、50℃から250℃の加熱をした後に、支持部材上に積層接着させる、半導体素子と支持部材とを接着してなる接着物の製造方法に関する。
【発明の効果】
【0026】
本発明の接着剤組成物は、貯蔵安定性に優れ、短時間の加熱で硬化することが可能である。さらに硬化後は高い耐熱性、耐久性、透明性、接着力を得ることができる。また、本発明の接着剤組成物は熱酸発生剤(A)を使用していることにより、短時間の加熱によっても効率的に非常に強い酸を発生するため、加熱時間短縮による作業性の向上や、半導体素子または支持部材の劣化を低減することも可能である。本発明の接着剤組成物は、特にダイボンディング用途の接着剤として用い得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【0027】
以下、詳細にわたって本発明の実施形態を説明する。
[酸発生剤(A)]
【0028】
まず初めに、本発明で用いられる熱酸発生剤(A)について説明する。本発明で用いられる熱酸発生剤(A)は加熱することにより酸を発生する材料であり、熱酸発生剤(A)から発生した酸が酸硬化性化合物(B)のカチオン重合による架橋を開始かつ促進させる機能を有している。
【0029】
次に、本発明で用いられる熱酸発生剤(A)の構造について詳細に説明する。
【0030】
本発明の熱酸発生剤(A)は、一般式(1)で表記される構造を有しており、スルホニウムカチオンと、テトラキスペンタフルオロフェニルボレートとからなるオニウム塩である。
【0031】
本発明の熱酸発生剤(A)のアニオンとしては、非求核性アニオンが好ましい。アニオンが非求核性の場合、分子内に共存するカチオンや併用される各種材料における求核反応が起こりにくいため、結果として一般式(1)で表記される熱酸発生剤(A)自身やそれを用いた組成物の経時安定性を向上させることが可能である。ここでいう非求核性アニオンとは、求核反応を起こす能力が低いアニオンを指す。このようなアニオンとして、テトラキスペンタフルオロボレートが好適に用いられる。
【0032】
さらに、テトラキスペンタフルオロフェニルボレートは、接着剤組成物の硬化性が良いこと、毒性がないこと、酸硬化性化合物(B)に対しての溶解度が高いことから、最も優れたアニオンである。
【0033】
次にスルホニウムカチオンについて説明する。
【0034】
本発明の一般式(1)中の置換基R1とR2とR3において、置換基を有してもよいフェナシル基、置換基を有してもよいアリル基、置換基を有してもよいアルコキシル基、置換基を有してもよいアリールオキシ基とは、具体的には一般式(3)〜一般式(5)から選ばれる構造である。
【0035】
【化5】

【0036】
(ただし、R4は、一般式(3)〜一般式(4)に共通して、ヘテロ原子を含んでよい炭素数4から18の置換基を有してもよい単環または縮合多環アリール基を表す。
5およびR6は一般式(3)〜一般式(4)に共通して、それぞれ独立に、水素原子、置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいアリール基、置換基を有してもよいアルコキシル基、置換基を有してもよいアリールオキシ基または置換基を有してもよいアルケニル基を表す。
7は置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいアリール基を表す。
ただし、R4、R5およびR6は一体となって、環を形成してもよい。)
【0037】
本発明の熱酸発生剤(A)を構成する一般式(3)〜一般式(4)における置換基R4において、
【0038】
ヘテロ原子を含んでよい炭素数4から18の置換基を有してもよい単環または縮合多環アリール基としては、単環芳香環もしくは芳香環と共役する環を縮合した縮合多環であって、フェニル基、1ーナフチル基、2−ナフチル基、1−アンスリル基、9−アンスリル基、2−フェナントリル基、3−フェナントリル基、9−フェナントリル基、1−インデニル基、2−フルオレニル基、9−フルオレニル基、3−ペリレニル基、2−フリル基、2−チエニル基、2−ピロリル基、2−インドリル基、3−インドリル基、2−ベンゾフリル基、2−ベンゾチエニル基、2−アクリジニル基、2−チアンスレニル基、2−カルバゾリル基、3−カルバゾリル基、4−キノリニル基、4−イソキノリル基、3−フェノチアジニル基、2−フェノキサチイニル基、3−フェニキサジニル基、3−チアントレニル基、3−クマリニル基等が挙げることができるが、これらに限定されるものではなく、また、これらのアリール基は上記以外の置換位置で炭素原子と結合していてもよく、それらも本発明のR4で表記される置換基の範疇に含まれる。
【0039】
本発明の熱酸発生剤(A)を構成する一般式(1)における置換基R2とR3、一般式(3)〜一般式(4)における置換基R5とR6、一般式(5)における置換基R7におけるアルキル基としては、炭素数1から18の直鎖状、分岐鎖状、単環状または縮合多環状アルキル基が挙げられ、具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ドデシル基、オクタデシル基、イソプロピル基、イソブチル基、イソペンチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、sec−ペンチル基、t−ペンチル基、t−オクチル基、ネオペンチル基、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、アダマンチル基、ノルボルニル基、ボロニル基、4−デシルシクロヘキシル基などを挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
【0040】
本発明の熱酸発生剤(A)を構成する一般式(3)〜一般式(4)における置換基R5とR6、一般式(5)における置換基R7におけるアリール基としては、置換基R4で炭素数4から18の置換基を有してもよい単環または縮合多環アリール基として例示したものと同一の置換基を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
【0041】
本発明の熱酸発生剤(A)を構成する一般式(1)における置換基R2とR3、一般式(3)〜一般式(4)における置換基R5とR6におけるアルケニル基としては、炭素数1から18の直鎖状、分岐鎖状、単環状または縮合多環状アルケニル基が挙げられ、それらは構造中に複数の炭素−炭素二重結合を有していてもよく、具体例としては、ビニル基、1−プロペニル基、アリル基、2−ブテニル基、3−ブテニル基、イソプロペニル基、イソブテニル基、1−ペンテニル基、2−ペンテニル基、3−ペンテニル基、4−ペンテニル基、1−ヘキセニル基、2−ヘキセニル基、3−ヘキセニル基、4−ヘキセニル基、5−ヘキセニル基、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基、1,3−ブタジエニル基、シクロヘキサジエニル基、シクロペンタジエニル基などを挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
【0042】
本発明の熱酸発生剤(A)を構成する一般式(3)〜一般式(4)における置換基R5とR6におけるアルコキシル基としては、炭素数1から18の直鎖状、分岐鎖状、単環状または縮合多環状アルコキシル基があげられ、具体例としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、ヘプチルオキシ基、オクチルオキシ基、ノニルオキシ基、デシルオキシ基、ドデシルオキシ基、オクタデシルオキシ基、イソプロポキシ基、イソブトキシ基、イソペンチルオキシ基、sec−ブトキシ基、t−ブトキシ基、sec−ペンチルオキシ基、t−ペンチルオキシ基、t−オクチルオキシ基、ネオペンチルオキシ基、シクロプロピルオキシ基、シクロブチルオキシ基、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基、アダマンチルオキシ基、ノルボルニルオキシ基、ボロニルオキシ基、4−デシルシクロヘキシルオキシ基、2−テトラヒドロフラニルオキシ基、2−テトラヒドロピラニルオキシ基等を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
【0043】
本発明の熱酸発生剤(A)を構成する一般式(3)〜一般式(4)における置換基R5とR6におけるアリールオキシ基としては、ヘテロ原子を含んでよい炭素数4〜18の単環または縮合多環アリールオキシ基が挙げられ、具体例としては、フェノキシ基、1ーナフチルオキシ基、2−ナフチルオキシ基、9−アンスリルオキシ基、9−フェナントリルオキシ基、1−ピレニルオキシ基、5−ナフタセニルオキシ基、1−インデニルオキシ基、2−アズレニルオキシ基、1−アセナフチルオキシ基、9−フルオレニルオキシ基、2−フラニルオキシ基、2−チエニルオキシ基、2−インドリルオキシ基、3−インドリルオキシ基、2−ベンゾフリルオキシ基、2−ベンゾチエニルオキシ基、2−カルバゾリルオキシ基、3−カルバゾリルオキシ基、4−カルバゾリルオキシ基、9−アクリジニルオキシ基、3−クマリニルオキシ基等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【0044】
上述した本発明の熱酸発生剤(A)を構成する一般式(1)における置換基R2とR3、一般式(3)〜一般式(4)における置換基R5とR6、一般式(5)における置換基R7におけるアルキル基、
一般式(3)〜一般式(4)における置換基R4、一般式(3)〜一般式(4)における置換基R5とR6、一般式(5)における置換基R7におけるアリール基、
一般式(1)における置換基R2とR3、一般式(3)〜一般式(4)における置換基R5とR6におけるアルケニル基、
一般式(3)〜一般式(4)における置換基R5とR6におけるアルコキシル基、
一般式(3)〜一般式(4)における置換基R5とR6におけるアリールオキシ基は、さらに他の置換基で置換されていてもよく、そのような他の置換基としては、ヒドロキシル基、メルカプト基、シアノ基、ニトロ基、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、アシル基、アルコキシル基、アリールオキシ基、アシルオキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基等を挙げることができる。
【0045】
ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。
アルキル基としては炭素数1から18の直鎖状、分岐鎖状、単環状または縮合多環状アルキル基が挙げられ、具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ドデシル基、オクタデシル基、イソプロピル基、イソブチル基、イソペンチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、sec−ペンチル基、t−ペンチル基、t−オクチル基、ネオペンチル基、シクロプロピル基、シクロブチル、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、アダマンチル基、ノルボルニル基、ボロニル基、4−デシルシクロヘキシル基などが挙げられる。
アリール基としては、ヘテロ原子を含んでよい炭素数4〜18の単環または縮合多環アリール基が挙げられ、具体例としては、フェニル基、1ーナフチル基、2−ナフチル基、9−アンスリル基、9−フェナントリル基、1−ピレニル基、5−ナフタセニル基、1−インデニル基、2−アズレニル基、1−アセナフチル基、9−フルオレニル基、2−フラニル基、2−チエニル基、2−インドリル基、3−インドリル基、2−ベンゾフリル基、2−ベンゾチエニル基、2−カルバゾリル基、3−カルバゾリル基、4−カルバゾリル基、9−アクリジニル基等が挙げられる。
【0046】
アシル基としては、水素原子または炭素数1から18の直鎖状、分岐鎖状、単環状または縮合多環状の脂肪族が結合したカルボニル基、あるいは、ヘテロ原子を含んでいてもよい炭素数4から18の単環状あるいは縮合多環状芳香族が結合したカルボニル基が挙げられ、それらは構造中に不飽和結合を有していてもよく、具体例としては、ホルミル基、アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基、イソブチリル基、バレリル基、イソバレリル基、ピバロイル基、ラウロイル基、ミリストイル基、パルミトイル基、ステアロイル基、シクロペンチルカルボニル基、シクロヘキシルカルボニル基、アクリロイル基、メタクリロイル基、クロトノイル基、イソクロトノイル基、オレオイル基、ベンゾイル基、2−メチルベンゾイル基、4−メトキシベンゾイル基、1−ナフトイル基、2−ナフトイル基、シンナモイル基、3−フロイル基、2−テノイル基、ニコチノイル基、イソニコチノイル基、9−アンスロイル基、5−ナフタセノイル基などを挙げられる。
【0047】
アルコキシル基としては、炭素数1から18の直鎖状、分岐鎖状、単環状または縮合多環状アルコキシル基があげられ、具体例としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、ヘプチルオキシ基、オクチルオキシ基、ノニルオキシ基、デシルオキシ基、ドデシルオキシ基、オクタデシルオキシ基、イソプロポキシ基、イソブトキシ基、イソペンチルオキシ基、sec−ブトキシ基、t−ブトキシ基、sec−ペンチルオキシ基、t−ペンチルオキシ基、t−オクチルオキシ基、ネオペンチルオキシ基、シクロプロピルオキシ基、シクロブチルオキシ基、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基、アダマンチルオキシ基、ノルボルニルオキシ基、ボロニルオキシ基、4−デシルシクロヘキシルオキシ基、2−テトラヒドロフラニルオキシ基、2−テトラヒドロフラニルオキシ基、等を挙げることができる。
アリールオキシ基としては、ヘテロ原子を含んでよい炭素数4〜18の単環または縮合多環アリールオキシ基が挙げられ、具体例としては、フェノキシ基、1ーナフチルオキシ基、2−ナフチルオキシ基、9−アンスリルオキシ基、9−フェナントリルオキシ基、1−ピレニルオキシ基、5−ナフタセニルオキシ基、1−インデニルオキシ基、2−アズレニルオキシ基、1−アセナフチルオキシ基、9−フルオレニルオキシ基、2−フラニルオキシ基、2−チエニルオキシ基、2−インドリルオキシ基、3−インドリルオキシ基、2−ベンゾフリルオキシ基、2−ベンゾチエニルオキシ基、2−カルバゾリルオキシ基、3−カルバゾリルオキシ基、4−カルバゾリルオキシ基、9−アクリジニルオキシ基等が挙げられる。
【0048】
アシルオキシ基としては、水素原子または炭素数1から18の直鎖状、分岐鎖状、単環状または縮合多環状の脂肪族が結合したカルボニルオキシ基、あるいは、ヘテロ原子を含んでいてもよい炭素数4から18の単環状あるいは縮合多環状芳香族が結合したカルボニルオキシ基が挙げられ、具体例としては、アセトキシ基、プロピオニルオキシ基、ブチリルオキシ基、イソブチリルオキシ基、バレリルオキシ基、イソバレリルオキシ基、ピバロイルオキシ基、ラウロイルオキシ基、ミリストイルオキシ基、パルミトイルオキシ基、ステアロイルオキシ基、シクロペンチルカルボニルオキシ基、シクロヘキシルカルボニルオキシ基、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基、クロトノイルオキシ基、イソクロトノイルオキシ基、オレオイルオキシ基、ベンゾイルオキシ基、1−ナフトイルオキシ基、2−ナフトイルオキシ基、シンナモイルオキシ基、3−フロイルオキシ基、2−テノイルオキシ基、ニコチノイルオキシ基、イソニコチノイルオキシ基、9−アンスロイルオキシ基、5−ナフタセノイルオキシ基などを挙げることができる。
【0049】
アルキルチオ基としては、炭素数1から18の直鎖状、分岐鎖状、単環状または縮合多環状アルキルチオ基が挙げられ、具体例としては、メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基、ブチルチオ基、ペンチルチオ基、ヘキシルチオ基、オクチルチオ基、デシルチオ基、ドデシルチオ基、オクタデシルチオ基等が挙げられる。
【0050】
アリールチオ基としては、ヘテロ原子を含んでよい炭素数4〜18の単環または縮合多環アリールチオ基が挙げられ、具体例としては、フェニルチオ基、1−ナフチルチオ基、2−ナフチルチオ基、9−アンスリルチオ基、9−フェナントリルチオ基、2−フリルチオ基、2−チエニルチオ基、2−ピロリルチオ基、6−インドリルチオ基、2−ベンゾフリルチオ基、2−ベンゾチエニルチオ基、2−カルバゾリルチオ基、3−カルバゾリルチオ基、4−カルバゾリルチオ基等を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
【0051】
置換基R2はR4、R5、R6およびR7のいずれかと結合し、環構造を形成していてもよい。また、置換基R5、R6はR4と結合し、環構造を形成してもよい。
【0052】
この内、置換基R1として好ましいものは、一般式(2)で表された置換基である。
一般式(2)
【化6】

【0053】
(ただし、Arは置換されたヘテロ原子を含んでよい炭素数4〜18の置換基を有してもよい単環または縮合多環アリール基を示す。)
【0054】
本発明の熱酸発生剤(A)を構成する一般式(2)における置換基Arにおける、ヘテロ原子を含んでよい炭素数4から18の置換基を有してもよい単環または縮合多環アリール基としては、置換基R4で炭素数4から18の置換基を有してもよい単環または縮合多環アリール基として例示したものと同一の置換基を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
【0055】
さらに、本発明の熱酸発生剤(A)を構成する一般式(2)における置換基Arにおいて、より好ましいのは、ヘテロ原子を含んでよい炭素数8から18の置換基を有してもよい縮合多環アリール基である。具体的には、ヘテロ原子を含んでよい炭素数8から18の置換基を有してもよい縮合多環アリール基としては、1ーナフチル基、2−ナフチル基、1−アンスリル基、9−アンスリル基、2−フェナントリル基、3−フェナントリル基、9−フェナントリル基、1−インデニル基、2−フルオレニル基、9−フルオレニル基、3−ペリレニル基、2−インドリル基、3−インドリル基、2−ベンゾフリル基、2−ベンゾチエニル基、2−アクリジニル基、2−チアンスレニル基、2−カルバゾリル基、3−カルバゾリル基、4−キノリニル基、4−イソキノリル基、3−フェノチアジニル基、2−フェノキサチイニル基、3−フェニキサジニル基、3−チアントレニル基、3−クマリニル基等が挙げることができるが、これらに限定されるものではなく、また、これらのアリール基は上記以外の置換位置で炭素原子と結合していてもよく、それらも本発明のArで表記される置換基の範疇に含まれる。
【0056】
現時点では詳細は明らかではないが、置換基Arがヘテロ原子を含んでよい炭素数8〜18の置換基を有してもよい縮合多環アリール基の場合、本発明の熱硬化性組成物を半導体素子または支持部材上で硬化させた場合、硬化物と半導体素子または支持部材との密着性が、他の置換基と場合と比較して向上している。
【0057】
また、本発明の熱酸発生剤(A)を構成する一般式(2)における置換基Arは、さらに他の置換基で置換されていてもよく、そのような他の置換基としては、置換基R4の説明で例示したものと同一の置換基を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
【0058】
本発明で用いられる熱酸発生剤(A)は上記で例示したスルホニウムカチオンとテトラキスペンタフルオロフェニルボレートとの組み合わせからなる。
【0059】
以下に具体的な構造を示すが、本発明の熱酸発生剤(A)の構造はそれらに限定されるものではない。
【0060】
ただし、下記構造式中のX-はテトラキスペンタフルオロフェニルボレートである。
【0061】
【化7】

【0062】
【化8】

【0063】
【化9】


【0064】
【化10】


【0065】
【化11】


【0066】
これらの中では、R2、R3が、置換基を有してもよいアルキル基である場合が、入手のしやすさ、合成のしやすさ、酸硬化性化合物(B)に対する溶解度の点で好ましい。さらに、好ましくは、置換基を有してもよい炭素数1〜6のアルキル基が好ましく、さらに、好ましくは、炭素数1または2のアルキル基である。
【0067】
本発明で用いられる熱酸発生剤(A)は、1種または2種以上を組み合わせて使用される。
【0068】
本発明で用いられる熱酸発生剤(A)の使用量は、100重量部の酸硬化性化合物(B)に対して、0.01重量部〜20重量部の範囲内が好ましく、特に好ましくは、0.5重量部〜10重量部である。熱酸発生剤(A)の添加量が0.01重量部未満の場合、カチオン重合による重合または架橋が十分に進行せず、良好な硬化度合が得られない場合がある。また、熱酸発生剤(A)の添加量が20重量部より多い場合、接着剤組成物中の低分子成分が多すぎるため、十分な凝集力や硬化度合が得られない場合があること、硬化物中にイオン物質が多量に残ることによる懸念やコストアップにつながる点で実用的ではない。
【0069】
[酸硬化性化合物(B)]
次に酸硬化性化合物(B)について説明する。酸硬化性化合物(B)は、加熱により熱酸発生剤(A)から発生する酸により重合または架橋する。酸硬化性化合物(B)は、分子内にカチオン重合性の官能基、例えば、ビニルエーテル基、エポキシ基、脂環式エポキシ基、オキセタニル基、エピスルフィド基、エチレンイミン基、水酸基を有する種々のモノマー、オリゴマーまたはポリマーを用いることができる。また、これらの官能基を有するポリマーについても限定されず、アクリル系、ウレタン系、ポリエステル系、ポリオレフィン系、ポリエーテル系、天然ゴム、ブロック共重合体ゴム、シリコーン系などの各ポリマーを用いることができる。
【0070】
上記酸硬化性化合物(B)は、単独で用いられてもよく、2種以上併用されてもよい。上記酸硬化性化合物(B)としては、カチオン重合可能な化合物あるいはその混合物をあげることができる。ここでいうカチオン重合可能な化合物とは、例えば、エポキシ化合物、スチレン類、ビニル化合物、ビニルエーテル類、スピロオルソエステル類、ビシクロオルソエステル類、スピロオルソカーボナート類、環状エーテル類、ラクトン類、オキサゾリン類、アジリジン類、シクロシロキサン類、ケタール類、環状酸無水物類、ラクタム類およびアリールジアルデヒド類などがあげられる。また、これらの重合性基を測鎖に有する重合性あるいは架橋性ポリマーおよびオリゴマーも酸硬化性化合物(B)に含まれる。好ましくは、エポキシ基、オキセタン基、ビニルエーテル基を有する化合物が用いられる。特に好ましくは、エポキシ基、オキセタニル基を有する化合物が用いられる。これらの官能基の重合は比較的反応性が高く、かつ硬化時間が短いため、加熱工程の短縮を図ることができる。
【0071】
エポキシ基を有する化合物としては、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、グリシジルエーテル型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、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、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、脂肪族エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、異節環状型エポキシ樹脂、多官能性エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂などのアルコール型エポキシ樹脂、臭素化エポキシ樹脂などのハロゲン化エポキシ樹脂、ゴム変成エポキシ樹脂、ウレタン変成エポキシ樹脂、エポキシ化ポリブタジエン、エポキシ化スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体、エポキシ基含有ポリエステル樹脂、エポキシ基含有ポリウレタン樹脂、エポキシ基含有アクリル樹脂等を挙げることができる。これらのエポキシ樹脂は常温で液体であっても良いし、固体であっても良い。また、エポキシ基含有オリゴマーも好適に用いることができ、例えば、ビスフェノールA型エポキシオリゴマー(例えば、油化シェルエポキシ社製、エピコート1001、1002等)を挙げることができる。さらに、上記エポキシ基含有モノマーやオリゴマーの付加重合体を用いてもよく、例えば、グリシジル化ポリエステル、グリシジル化ポリウレタン、グリシジル化アクリルなどを挙げることができる。
【0072】
上記脂環式エポキシ樹脂の具体例としては、例えば、1,2:8,9−ジエポキシリモネン、4−ビニルシクロヘキセンモノエポキサイド、ビニルシクロヘキセンジオキサイド、メチル化ビニルシクロヘキセンジオキサイド、(3,4−エポキシシクロヘキシル)メチル−3,4−エポキシシクロヘキシルカルボキシレート、ビス−(3,4−エポキシシクロヘキシル)アジペート、ノルボルネンモノエポキサイド、リモネンモノエポキサイド、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル−5,5−スピロ−3,4−エポキシ)シクロヘキサノン−メタ−ジオキサン、ビス−(3,4−エポキシシクロヘキシルメチレン)アジペート、ビス−(2,3−エポキシシクロペンチル)エーテル、(2,3−エポキシ−6−メチルシクロヘキシルメチル)アジペート、ジシクロペンタジエンジオキサイド、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル−5,5−スピロ−3,4−エポキシ)シクロヘキサン−メタ−ジオキサン、2,2−ビス[4−(2,3−エポキシプロポキシ)シクロヘキシル]ヘキサフルオロプロパン、BHPE−3150(ダイセル化学工業(株)製、脂環式エポキシ樹脂(軟化点71℃)等があげられるが、これらに限定されるものではない。
【0073】
脂肪族エポキシ樹脂の具体例としては、例えば1,4−ブタンジオールジクリシジルエーテル、1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、エチレングリコールジグリシジルエーテル、エチレングリコールモノグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールモノグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグルコールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグルコールモノグリシジルエーテル、グリセロールジグリシジルエーテル、グルセロールトリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンモノグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、ジグリセロールトリグリシジルエーテル、ソルビトールテトラグリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテル、2−エチルヘキシルグリシジルエーテル等があげられるが、これらに限定されるものではない。
【0074】
オキセタニル基を有する化合物としては、例えば、フェノキシメチルオキセタン、3,3−ビス(メトキシメチル)オキセタン、3,3−ビス(フェノキシメチル)オキセタン、3−エチル−3−(フェノキシメチル)オキセタン、3−エチル−3−(2−エチルヘキシロキシメチル)オキセタン、3−エチル−3−{[3−(トリエトキシシリル)プロポキシ]メチル}オキセタン、ジ[1−エチル(3−オキセタニル)]メチルエーテル、オキセタニルシルセスキオキサン、フェノールノボラックオキセタン、1,4−ビス{[(3−エチル−3−オキセタニル)メトキシ]メチル}ベンゼン等があげられるが、これらに限定されるものではない。
【0075】
〔粘着性ポリマー(C)〕
次に粘着性ポリマー(C)について説明する。本発明の接着剤組成物は、粘着性ポリマー(C)を含むことにより、加熱硬化前の粘着性(以下、「初期粘着力」と言う。)を示すことが可能となっている。本発明の接着剤組成物は初期粘着力を有することにより、加熱硬化する前に、半導体素子と支持部材との位置あわせを正確に行なうことができ、位置ずれによる半導体装置の特性不良を避けることができる。
【0076】
上記粘着性ポリマー(C)としては、常温での粘着性と凝集力とを与えることができるものであれば特に限定されず、例えばアクリル系ポリマー、ポリエステル類、ポリウレタン類、シリコーン類、ポリエーテル類、ポリカーボネート類、ポリビニルエーテル類、ポリ塩化ビニル類、ポリ酢酸ビニル類、ポリイソブチレン類、有機多価イソシアナート類、有機多価イミン類などが挙げられる。また、上記粘着性ポリマーは、上記ポリマーの主成分としてのモノマーを含む共重合体であっても良い。なかでも、従来から優れた初期粘着力を発揮するため、粘着剤の主成分として慣用されており、かつ、粘着物性の制御が容易であることから、好ましくはアクリル系ポリマーまたはポリエステル類が、より好ましくはアクリル系ポリマーが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【0077】
上記アクリル系ポリマーとしては、アクリル酸またはメタクリル酸のエステルを主構成単位とする単独重合体、またはアクリル酸またはメタクリル酸あるいはそのエステルあるいはそのアミド酸など及びその他の共重合性コモノマーとの共重合体である。そのモノマーおよびコモノマーとしては例えばアクリル酸もしくはメタクリル酸のアルキルエステル、例えばメチルエステル、エチルエステル、ブチルエステル、2−エチルヘキシルエステル、オクチルエステル、グリシジルエステル、ヒドロキシメチルエステル、2−ヒドロキシメチルエステル、ヒドロキシプロピルエステル、及びアクリル酸もしくはメタクリル酸のアミドおよびN−置換アミド例えばN−ヒドロキシルメチルアクリル酸アミドもしくはメタクリル酸アミド等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【0078】
粘着性ポリマー(C)は、50℃から250℃の加熱の際に存在しなくても接着剤組成物は硬化するが、粘着性ポリマー(C)を、接着剤組成物全量100重量部に対して1〜2000重量部用いることがより好ましい。
【0079】
本発明の接着剤組成物には、カップリング剤として、シランカップリング剤またはチタネートカップリング剤を用いることもできる。これらを用いることで、本発明の接着剤組成物による硬化物と半導体素子または支持部材との密着性を高めることができる。
【0080】
ここで、シランカップリング剤としては、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等のエポキシシラン、γ−アミノ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メトキシシラン、γ−ウレイドプロピルトリエトキシシラン等のアミノシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン等のメルカプトシラン、p−スチリルトリメトキシシラン、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、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン等のビニルシラン、さらに、エポキシ系、アミノ系、ビニル系の高分子タイプのシラン等を用いることができるが、これらに限定されるものではない。
特に、エポキシシラン、アミノシラン、メルカプトシランが好ましい。
【0081】
一方、チタネートカップリング剤としては、イソプロピルトリイソステアロイルチタネート、イソプロピルトリ(N−アミノエチル・アミノエチル)チタネート、ジイソプロピルビス(ジオクチルホスフェート)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、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、ビス(ジオクチルパイロホスフェート)エチレンチタネート等を用いることができるが、これらに限定されるものではない。
【0082】
これらのカップリング剤は、単独で使用しても良いし、2種類以上を混合して使用することもできる。このときカップリング剤の使用量は、カチオン重合性化合物(B)全量に対して0.1〜1重量部の範囲が好ましい。
【0083】
本発明で用いられる熱酸発生剤(A)は酸発生剤として十分高い感度を有しているが、他の酸発生剤と併用して用いることも可能である。熱酸発生剤(A)と併用することが可能な酸発生剤は特に限定されず、「TAG」、「PAG」、「酸発生剤」、「光酸発生剤」、「光重合開始剤」、「カチオン重合開始剤」、「重合触媒」等の名称で業界公知の材料を適宜選択して使用することできる。また、他の酸発生剤を使用する場合は、単独または複数組み合わせて使用することも可能である。
【0084】
本発明で用いられる熱酸発生剤(A)と併用することが可能な他の酸発生剤としては、まず、オニウム塩系化合物が挙げられる。このようなオニウム塩系化合物の例としては、スルホニウム塩系、ヨードニウム塩系、ホスホニウム塩系、ジアゾニウム塩系、ピリジニウム塩系、ベンゾチアゾリウム塩系、スルホキソニウム塩系、フェロセン系の化合物が挙げられ、これらの構造は特に限定されず、ジカチオンなどの多価カチオン構造を有していてもよく、カウンターアニオンも公知のものを適宜、選択して使用することができる。
【0085】
また、本発明で用いられる熱酸発生剤(A)と併用することが可能なオニウム塩以外の酸発生剤としては、ニトロベンジルスルホナート類、アルキルまたはアリール−N−スルホニルオキシイミド類、ハロゲン化されていてもよいアルキルスルホン酸エステル類、1,2−ジスルホン類、オキシムスルホナート類、ベンゾイントシラート類、β−ケトスルホン類、β−スルホニルスルホン類、ビス(アルキルスルホニル)ジアゾメタン類、イミノスルホナート類、イミドスルホナート類、トリハロメチルトリアジン類などのトリハロアルキル基を有する化合物等を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
【0086】
本発明で用いられる熱酸発生剤(A)と併用する他の酸発生剤の比率は特に限定されないが、本発明の熱酸発生剤(A)100重量部に対して0〜99重量部の範囲で使用することが好ましい。
【0087】
本発明の接着剤組成物は、耐熱性、密着性、硬度などの特性を向上する目的で充填剤を配合してもよい。具体的には、溶融シリカ粉末、結晶シリカ粉末、アルミナ、ジルコン、ケイ酸カルシウム、炭酸カルシウム、炭化珪素、窒化アルミ、窒化ホウ素、ベリリウム、ジルコニア、タルク、クレー、水酸化アルミニウム、等の粉体、またはこれらを球形化したビーズ、チタン酸カリウム、炭化珪素、窒化ケイ素、アルミナ等の単結晶繊維、ガラス繊維等を1種類以上配合して用いることができる。これら充填剤の中で、線膨張係数低減の観点からは溶融シリカが、高熱伝導性の観点からはアルミナが好ましい。その使用量は、接着剤組成物全量100重量部に対して0〜2000重量部が好ましい。また、充填剤は予め充分混合しておくことが好ましい。
【0088】
さらに必要に応じて、接着性をより向上させるための接着性付与剤、粘度を調整するための粘度調整剤、チキソトロープ性(揺変性)を付与するためのチキソトロープ剤(揺変性付与剤)、引張り特性等を改善されるための物性調整剤、熱安定剤、難燃剤、帯電防止剤、熱硬化性を向上させるための「ラジカル重合性不飽和基を有する化合物とラジカル開始剤」等を用いても良い。
【0089】
上記難燃剤としては、三酸化アンチモン、五酸化アンチモン、酸化錫、水酸化錫、酸化モリブテン、ホウ酸亜鉛、メタホウ酸バリウム、赤燐、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、アルミン酸カルシウム等の無機難燃剤、テトラブロモ無水フタル酸、ヘキサブロモベンゼン、デカブロモビフェニルエーテル等の臭素系難燃剤、トリス(トリブロモフェニル)ホスフェート等のリン酸系難燃剤等、従来公知のものが挙げられる。その使用量は、接着剤組成物全量100重量部に対して0〜100重量部が好ましい。
【0090】
本発明の接着剤組成物は、上記各成分を溶解する溶媒に溶かして基材または半導体素子または支持部材上に塗布して用いることができる。ここで使用する溶媒は、本発明の接着剤組成物を均一に溶解できるものであれば特に限定されない。具体例としては1,1,2,2−テトラクロロエタン、エチレンジクロライド、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、γ−ブチロラクトン、メチルエチルケトン、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、メチルメトキシプロピオナート、エチルエトキシプロピオナート、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、ピルビン酸プロピル、エチレングリコールモノエチルエ一テルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエ一テル、プロピレングリコールモノメチルエ一テルアセテート、トルエン、酢酸エチル、酢酸イソアミル、乳酸メチル、乳酸エチル、エトキシプロピオン酸エチル、N,N一ジメチルホルムアミド、N,N一ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、N−メチルピロリドンなどが好ましく、これらの溶媒を単独あるいは混合して使用する。
【0091】
本発明の接着剤組成物は、加熱を行うことで熱酸発生剤(A)から酸を発生させ、酸硬化性化合物(B)を重合または架橋させることで、硬化することができる。硬化に必要な温度は、硬化が十分に進行し、半導体素子、支持部材を劣化させない範囲であれば特に限定されるものではないが、好ましくは50℃から250℃、より好ましくは60℃から160℃の範囲であり、加熱時間は加熱温度に依存するものの、生産性の面から数分から数時間が好ましい。また、半導体素子、支持部材を劣化させない範囲で必要に応じて、例えばエネルギー線照射による硬化等の他の硬化手段を併用しても良い。上記エネルギー線硬化を併用する場合のエネルギー線源は特に限定されず、超高圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、水銀キセノンランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ、ハイパワーメタルハライドランプ、パルス発光キセノンランプ、Nd−YAG3倍レーザー、He−Cdレーザー、窒素レーザー、Xe−Clエキシマレーザー、Xe−Fエキシマレーザー、半導体励起固体レーザー、電子線などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。エネルギー線を照射する場合、被着体がエネルギー線を透過する場合にはどのような方向からエネルギー線を照射しても良く、被着体がエネルギー線を透過しない場合には被着体同士の隙間から接着剤層にエネルギー線を照射することができる。
【0092】
本発明の接着剤組成物を用いて、接着剤層を形成するには、塗布面上に塗布することで得られる、あるいは、一旦、基材上に塗布し、接着フィルムとし、塗布面に貼付積層後に基材を剥離して接着剤層とすることも可能である。本発明の接着剤組成物を接着フィルムとして使用することで、半導体素子への接着剤の塗布工程において、半導体素子から接着剤がはみ出すこともなく、簡略化することができる。本発明の接着剤組成物を用いた接着フィルムの作成方法は特に限定されず、従来公知の方法で作成することができる。
【0093】
ここで、本発明の基材について説明する。本発明の接着剤組成物を塗布するために使用する基材は特に限定されず、公知の材料はいかなるものも使用可能である。例えばポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリブテンフィルム、ポリブタジエンフィルム、ポリメチルペンテンフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、塩化ビニル共重合体フィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム、ポリブチレンテレフタレートフィルム、ポリウレタンフィルム、エチレン酢ビフィルム、アイオイマー樹脂フィルム、エチレン・(メタ)アクリル酸共重合フィルム、エチレン・(メタ)アクリル酸エステル共重合フィルム、ポリスチレンフィルム、ポリカーボネートフィルム、セロファン、ポリイミド等の透明フィルムが用いられる。またこれらの架橋フィルムも用いられる。さらにこれらの積層フィルムであってもよい。他にもこれらを着色した不透明フィルム、フッ素樹脂フィルム等も用いることができる。
【0094】
本発明の接着剤組成物を基材または塗布面へ塗布する場合には公知のいかなる方法も使用することができる。例えば、バーコーター、アプリケーター、カレンダー法、押し出し塗工、コンマコーター、ダイコーター、リップコーター等による塗工、ディスペンス法、スタンピング法、スクリーン印刷法などの塗布方法が挙げられる。また、本発明の接着剤組成物は溶剤を含んでいてもよく、塗布した後に適当な乾燥器をへて、溶媒を除去した状態でフィルム状にすることも可能である。
【0095】
本発明の接着剤層の厚さは半導体素子の規格により適宜選択でき、特に限定されるものではないが、通常は1〜1000μm、好ましくは3〜100μm、さらに好ましくは10μm〜75μmである。接着剤層の厚さが1μm未満であると、半導体素子または支持部材の表面凹凸によって、接着剤の接着性が影響を受けることがあり、また逆に厚さが1000μmを超えると硬化時間が過度に長くなることがある。
【0096】
本発明の接着剤組成物は半導体素子と支持部材とを接着させるための、接着剤として好適に用いられる。
【0097】
本発明の半導体素子は特に限定されず、例えば、公知のシリコンなどの半導体材料上に集積回路が形成されたものがあげられる。
【0098】
本発明の支持部材は特に限定されず、リードフレーム、ポリイミド基板、エポキシ基板等の回路基板材料、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリオレフィン樹脂、フッ素樹脂、熱可塑性エラストマー、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂からなる絶縁層等があげられる。さらに、半導体素子を積層する場合、上記半導体素子も支持部材となる。
【0099】
半導体素子と支持部材とを接着する場合、本発明の接着剤組成物を用いた最も一般的な接着方法としては、半導体素子の支持部材との接着面に本発明の接着剤組成物を塗布し、接着剤層を形成し、支持部材上に半導体素子を置き、加熱して半導体素子と支持部材とを接着させる。さらに、必要に応じて加熱硬化の前または後、または加熱硬化と同時に、半導体素子、支持部材を劣化させない範囲でエネルギー線を照射してもよい。
【0100】
もう一つの方法として、半導体素子の支持部材との接着面に本発明の接着剤組成物を塗布し、接着剤層を形成し、予め加熱またはエネルギー線を照射した後に、支持部材上に半導体素子を置き、加熱することにより半導体素子と支持部材とを接着させる。さらに、必要に応じて半導体素子、支持部材を劣化させない範囲でエネルギー線照射を行ってもよい。
【0101】
この際、接着剤組成物を直接塗布する代わりに、本発明の接着フィルムを用いて半導体素子と支持部材とを接着させてもよい。さらに、本発明の接着剤組成物を塗布または接着フィルムを張り合わせる面は、支持部材の半導体素子との接着面でも構わない。加熱または光照射した後、半導体素子と支持部材とを接着させる場合は、基材剥離の後に加熱してもよいし、基材剥離の前に加熱してもよい。
【0102】
さらに、本発明の接着フィルムは初期粘着力を有しているため、半導体素子をダイシングする前に半導体素子の支持部材との接着面に貼り付けておくことで、ダイシングテープとしての機能を発現することも可能である。
【実施例】
【0103】
以下、実施例にて本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例のみになんら限定されるものではない。
【0104】
本発明の実施例および比較例に使用した酸発生剤の構造を以下に示した。
【0105】
【化12】

【0106】
(実施例1)
熱酸発生剤(A)として、化合物(1)を2重量部と、酸硬化性化合物(B)としてビスフェノールA型エポキシ樹脂(商品名「エピコート828」、ジャパンエポキシレジン社製)を100重量部と、粘着性ポリマー(C)として重量平均分子量焼く52万のアクリル共重合体80重量部とを混合し、接着剤組成物を作製した。この接着剤組成物0.5gを銅リードフレーム上に均一な膜厚となるように塗布した後、シリコンチップを上記接着剤組成物面に貼り付け、150℃のオーブンに30分間静置して接着体を得た。得られた接着体について、各項目の評価を行った。結果を表1に示した。
【0107】
実施例および比較例の評価は、以下の評価方法を用いた。
【0108】
(1)初期接着性
実施例または比較例で得られた接着体を未処理の状態のままで、シリコンチップと銅リードフレームとの剪断強度を測定した。
○:剪断強度が1MPa以上
△:剪断強度が0.5MPa以上〜1MPa未満
×:剪断強度が0.5MPa未満
【0109】
(2)高温処理後の接着性
実施例または比較例で得られた接着体をIRリフロー炉で240℃で処理した後、シリコンチップと銅リードフレームとの剪断強度を測定した。
○:剪断強度が1MPa以上
△:剪断強度が0.5MPa以上〜1MPa未満
×:剪断強度が0.5MPa未満
【0110】
(実施例2〜6および比較例1、2)
実施例1の熱酸発生剤(A)2重量部を、表1に示した熱酸発生剤それぞれ2重量部に置き替えた他は、実施例1と全く同一の所作にて接着剤組成物を調整し、シリコンチップと銅リードフレームとからなる接着体を得た。得られた接着体の初期接着性、高温処理後の接着性の評価結果を表1に示した。





【0111】
【表1】

【0112】
実施例1〜6のように、本発明の熱酸発生剤(A)を含む接着剤組成物を使用した場合、初期接着性、高温処理後の接着性の両面において優れていることがわかる。一方、比較例で用いた熱酸発生剤を使用した場合は、全く接着しない(比較例1、2)。
【0113】
(実施例7)
熱酸発生剤(A)として、化合物(1)を1重量部と、酸硬化性化合物(B)としてビスフェノールA型エポキシ樹脂(商品名「エピコート828」、ジャパンエポキシレジン社製)を20重量部と、粘着性ポリマーとして重量平均分子量約52万のアクリル共重合体80重量部と、メチルエチルケトン150重量部とを混合し、接着剤組成物を作製した。この接着剤組成物を厚さ200μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(PETフィルム)にバーコーターを用いて塗工後の厚みが100μmになるように、上記接着剤組成物を上記PETフィルム上に塗工した後、乾燥させて、PETフィルムを剥離することにより、接着フィルムを作成した。上記接着フィルム上にシリコンチップを貼り付け、さらに銅リードフレームを上記接着フィルムを張り合わせたシリコンチップに接着フィルム面より貼り付け、150℃のオーブンに30分間静置し、接着体を得た。得られたシリコンチップと銅リードフレームとからなる接着体について、各項目の評価を行った。結果を表2に示した。
【0114】
(実施例8〜12および比較例3、4)
実施例7の熱酸発生剤(A)1重量部を、表2に示した酸発生剤それぞれ1重量部に置き替えた他は、実施例7と全く同一の所作にて接着剤組成物を調整し、シリコンチップと銅リードフレームとからなる接着体を得た。得られた接着体の初期接着性、高温処理後の接着性の評価結果を表2に示した。
【0115】
【表2】

【0116】
実施例7〜12のように、本発明の酸発生剤(A)を含む接着剤組成物を使用した場合、初期接着性、高温処理後の接着性の両面において優れていることがわかる。一方、比較例で用いた酸発生剤を使用した場合は、全く接着しない(比較例3、4)。
【産業上の利用可能性】
【0117】
本発明の接着剤組成物は短時間の加熱で硬化し、加熱による架橋硬化後は、高い耐熱性、耐久性、透明性、接着力を得ることができる。また、本発明の接着剤組成物は熱酸発生剤(A)を使用していることにより、短時間の加熱においても、効率的に非常に強い酸を発生するため、加熱時間の短縮による作業性の向上や、半導体素子および支持部材の劣化を低減することも可能である。また、本発明の接着フィルムは初期粘着力を有しているため、半導体素子をダイシングする前に半導体素子の支持部材との接着面に貼り付けておくことで、ダイシングテープとしての機能を発現することも可能である。本発明の接着剤組成物は、特にダイボンディング用途の接着剤として用い得る。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
下記一般式(1)で表記されるスルホニウム塩からなる熱酸発生剤(A)と酸硬化性化合物(B)と粘着性ポリマー(C)とを含んでなる接着剤組成物。
一般式(1)
【化1】


(ただし、R1は、置換基を有してもよいフェナシル基、置換基を有してもよいアリル基、置換基を有してもよいアルコキシル基、置換基を有してもよいアリールオキシ基より選ばれる基を、
2 およびR3 はそれぞれ独立に、置換基を有してもよいフェナシル基、置換基を有してもよいアリル基、置換基を有してもよいアルコキシル基、置換基を有してもよいアリールオキシ基、置換基を有してもよいアルキル基、または、置換基を有してもよいアルケニル基より選ばれる基を示す。
また、R1 、R2 およびR3はその2個以上の基が結合して環状構造となってもよい。)
【請求項2】
1が、下記一般式(2)で表記されるアリールカルボニル基に置換されたメチル基からなる、請求項1記載の接着剤組成物。
一般式(2)
【化2】

(ただし、Arはヘテロ原子を含んでよい炭素数4〜18の置換基を有してもよい単環または縮合多環アリール基を示す。)
【請求項3】
Arが、ヘテロ原子を含んでよい炭素数8〜18の置換基を有してもよい縮合多環アリール基である、請求項2記載の接着剤組成物。
【請求項4】
2 およびR3が、置換基を有してよい炭素数1〜6のアルキル基である、請求項1〜3いずれか記載の接着剤組成物。
【請求項5】
酸硬化性化合物(B)が、分子内に少なくとも1個のエポキシ基または分子内に少なくとも1個のオキセタニル基を有する化合物であることを特徴とする請求項1〜4いずれか記載の接着剤組成物。
【請求項6】
請求項1〜5いずれか記載の接着剤組成物を含んでなるダイボンディング用接着剤。
【請求項7】
請求項6記載の接着剤を基材上に塗布して得られるダイボンディング用接着フィルム。
【請求項8】
半導体素子と支持部材との間に、下記一般式(1)で表記されるスルホニウム塩からなる熱酸発生剤(A)と酸硬化性化合物(B)とを含んでなる接着剤組成物を含む層を形成し、50℃から250℃の加熱を行うことで、上記接着剤組成物を含む層を硬化させることを特徴とする半導体素子と支持部材とを接着してなる接着物の製造方法。
一般式(1)
【化3】


(ただし、R1は、置換基を有してもよいフェナシル基、置換基を有してもよいアリル基、置換基を有してもよいアルコキシル基、置換基を有してもよいアリールオキシ基より選ばれる基を、
2 およびR3 はそれぞれ独立に、置換基を有してもよいフェナシル基、置換基を有してもよいアリル基、置換基を有してもよいアルコキシル基、置換基を有してもよいアリールオキシ基、置換基を有してもよいアルキル基、または、置換基を有してもよいアルケニル基より選ばれる基を示す。
また、R1 、R2 およびR3はその2個以上の基が結合して環状構造となってもよい。)
【請求項9】
半導体素子と支持部材との間に、請求項1〜5いずれか記載の接着剤組成物を含む層を形成し、50℃から250℃の加熱を行うことで、上記接着剤組成物を含む層を硬化させることを特徴とする半導体素子と支持部材とを接着してなる接着物の製造方法。
【請求項10】
半導体素子の支持部材との接着面に、下記一般式(1)で表記されるスルホニウム塩からなる熱酸発生剤(A)と酸硬化性化合物(B)とを含んでなる接着剤組成物を含む層を形成した後、50℃から250℃の加熱をした後に、支持部材上に積層接着させる、半導体素子と支持部材とを接着してなる接着物の製造方法。
一般式(1)
【化4】


(ただし、R1は、置換基を有してもよいフェナシル基、置換基を有してもよいアリル基、置換基を有してもよいアルコキシル基、置換基を有してもよいアリールオキシ基より選ばれる基を、
2 およびR3 はそれぞれ独立に、置換基を有してもよいフェナシル基、置換基を有してもよいアリル基、置換基を有してもよいアルコキシル基、置換基を有してもよいアリールオキシ基、置換基を有してもよいアルキル基、または、置換基を有してもよいアルケニル基より選ばれる基を示す。
また、R1 、R2 およびR3はその2個以上の基が結合して環状構造となってもよい。)
【請求項11】
半導体素子の支持部材との接着面に、請求項1〜5いずれか記載の接着剤組成物を含む層を形成した後、50℃から250℃の加熱をした後に、支持部材上に積層接着させる、半導体素子と支持部材とを接着してなる接着物の製造方法。

【公開番号】特開2007−45986(P2007−45986A)
【公開日】平成19年2月22日(2007.2.22)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−234004(P2005−234004)
【出願日】平成17年8月12日(2005.8.12)
【出願人】(000222118)東洋インキ製造株式会社 (2,229)
【Fターム(参考)】