説明

電子部品用接着テープ組成物

【課題】 電気的信頼性が優秀で、接着力、テーピング作業性の優秀な接着テープ組成物を提供すること。
【解決手段】 本発明による接着テープ組成物は、末端にカルボキシル基を含むアクリロニトリルブタジエンゴム(NBR)、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、硬化剤としては、アミン系および酸無水物系のうちから選ばれた1種以上を含むことを特徴とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電子部品に用いられる接着テープ組成物に係り、FPC(柔軟性回路基板)、TAB(Tape Automated Bonding)、および半導体装置を構成するリードフレームのリード、放熱板、半導体チップ、ダイパッドなどの部品同士の間の接着に用いることのできる電子部品用接着テープ組成物に関する。
【0002】
一般に、従来の半導体装置に用いられる接着テープには、リードフレーム固定用接着テープ、放熱板接着用テープ、TABテープ、LOC(Lead On Chip)テープなどが挙げられるが、リードフレーム固定用接着テープは、リードフレームのリードを固定してリードフレーム自体および半導体組み立て工程の全ての生産性および歩留まりの向上を目的に用いられ、リードフレームの製造者によってリードフレーム上に接着され、半導体組み立て業社に移送され、半導体チップを搭載、ワイヤーポンディングなどの工程を終えた後にエポキシ・モールディングコンパウンドで密封するので、接着テープは半導体器具パッケージ内に含まれる。また、放熱板接着用接着テープなどの各テープもリードフレーム固定用接着テープと同様に半導体パッケージ内に含まれる。
【0003】
したがって、電子部品用接着テープには、接着力はもちろん半導体レベルでの一般的な信頼性およびテーピング時の作業性、半導体装置の組み立て工程から組み立て以後の完製品として用いられるまで、外部から加えられる高温、湿度、電圧などの苛酷な条件に耐えられるような十分な物性を取り揃えなければならない。
【0004】
従来におけるこのような用途で用いられている電子部品用接着テープとしては、ポリイミドフィルムのような耐熱性ベースフィルム上にポリアクリロニトリル樹脂、ポリアクリレート樹脂、レゾールフェノール樹脂、またはアクリロニトリル−ブタジエン共重合体などの合成ゴム系樹脂が単独で用いられたり、他の樹脂に変更、または他の樹脂と混合してなる接着剤が塗布され、コーティングと乾燥段階を経てB段階に切り換えられた接着テープが用いられているが、これは耐熱性が十分ではなく、最近の半導体装置の組み立て工程においての高くなった加熱条件(〜260℃)に耐え切れないという問題点がある。
【0005】
近年、このような問題点を解決するために熱硬化性イミド樹脂を適用しているが、リードフレームなどの接着基剤にこれを接着固定するために加えられる熱および圧力が非常に高くて、テーピング(接着)の際にリードなどの接着基剤の変形などを引き起こすような問題点と、テーピング装置などの金属材料を損傷させるような深刻な問題点を有している。
【0006】
また、最近、半導体装置内部において、薄型化や多ピン化の確保によってパッケージ構造が微細化・高集積化され、これに用いられる接着テープなどの有機材料に関してもその電気的、化学的、物理的な特性に対する要求が厳しくなりつつある傾向であるので、十分な電気的信頼性および耐久性を有しながら、接着力、作業性などの優秀な電子部品用接着テープ組成物の開発が要求されている。
【0007】
このような問題点を解決するために、当社では下記特許文献1の「電子部品用耐熱性接着テープ」を公開している。上記特許に提示された組成によって、既存に用いられていた電子部品用接着テープに比べて接着力、電気的信頼性などのような多くの問題点が改善されて現業界で広く用いられている。
【0008】
しかしながら、電子および半導体部品の持続的な微細化、薄型化、集積化に伴って電子部品用接着テープも持続的な発展が要求されていた。それで、研究を重ねた結果、本発明を完成した。
【0009】
【特許文献1】韓国特許公開番号2004−0009616号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
本発明は、上記のような問題点を解決するために案出されたものであって、本発明の目的は、接着力およびテーピング作業性が優秀で、半導体装置のリードフレームの周辺の部品同士の間やその他の各電子部品の接着の際に十分な耐熱性および優秀な電気的信頼性を有する接着テープ組成物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0011】
上記目的を達成するための本発明による接着テープ組成物は、1〜20重量%のカルボキシル基を含むアクリロニトリルブタジエンゴム(NBR)100重量部と、5〜300重量部のエポキシ樹脂と、50〜200重量部のフェノール樹脂、および2〜50重量部のアミン系並びに酸無水物系硬化剤のうちから選ばれた1種以上の硬化剤を含むことを特徴とする。
【0012】
好ましくは、前記NBRが10〜60重量%のアクリロニトリルと1〜20重量%のカルボキシル基とを含み、重量平均分子量が3,000〜200,000である。
【0013】
より好ましくは、前記フェノール樹脂はノボラック系およびレゾール系のうちから選ばれた1種以上のフェノール樹脂であり、リング・アンド・ボール法(ring and ball method)によって測定され、軟化点が50〜120℃である。
【発明の効果】
【0014】
以上のように、本発明による接着テープ組成物によると、接着力およびテーピング作業性が優秀で、半導体装置のリードフレームの周辺の部品同士の間やその他の各電子部品を接着する際に十分な耐熱性および優秀な電気的信頼性などを有するという效果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【0015】
以下、本発明の実施形態および図面を参照して本発明を詳しく説明する。これらの実施形態は専ら本発明をより具体的に説明するためのものであって、本発明の要旨によって本発明の範囲がこれらの実施形態によって制限されないということは当業界で通常の知識を有する者にとっては自明なことであろう。
【0016】
図1は、本発明の一実施形態による電子部品用接着テープ組成物を用いたテープの断面図であって、耐熱性フィルム10の片面にカルボキシル基が含まれたアクリロニトリルブタジエンゴム(NBR)およびエポキシ樹脂、フェノール樹脂、硬化剤などでなる接着層20が形成されていて、この上部面に剥離性フィルム30をラミネートしてなるものを図式化したものである。
【0017】
前記耐熱性フィルム10は、ポリイミド、ポリフェニレンスルフィド、ポリエチレンテレフタレートなどの耐熱性フィルムを用いることができ、このうちポリイミドフィルムを使用することが最も好ましい。耐熱性フィルムの厚さは、薄すぎたり(10μm以下)または厚すぎたり(70μm以上)する場合は、テープのテーピング作業の際にテープのパンチング(punching)が困難となるので、10〜70μm、好ましくは40〜60μmの範囲にすることが好ましい
【0018】
前記接着層20は、カルボキシル基の含まれたNBR100重量に対し多官能性エポキシ樹脂3〜300重量部、多官能性フェノール樹脂3〜300重量部の割合でなっており、これに硬化剤、ゴム架橋剤、およびその他の添加剤が含まれている。
【0019】
前記カルボキシル基の含まれたNBRは、重量平均分子量が2,000〜200,000で、好ましくは3,000〜200,000であり、また、アクリロニトリル含有率が10〜60重量%、好ましくは20〜50重量%で、カルボキシル基含有率が1〜20重量%であるものを用いる。この際、重量平均分子量が2,000より小さいと熱安定性が不良になり、また、200,000より大きくなると溶媒に対する溶解性が悪くなって溶液を製造する際に粘度が増加して作業性が不良になり、接着力も低下する。また、アクリロニトリル含量が10重量%より小さい場合は溶媒に対する溶解性が低下し、60重量%より大きくなると電気絶縁性が不良になる。そして、カルボキシル基の含有率が1〜20重量%である場合、NBRと他の樹脂と、そして接着基剤との結合が容易になるので接着力が増加する。
【0020】
本発明に用いられたエポキシ樹脂は、NBR100重量に対して5〜300重量部を添加でき、ビスフェノールエー(Bisphenol−A)タイプエポキシ、ビスフェノールエフ(F)タイプエポキシ、ノボラックエポキシを用いることができ、エポキシの当量(g/eq)は、200〜1000であるものを用いることができる。
【0021】
前記フェノール樹脂は、ノボラック系またはレゾール系のうちから選ばれた1種以上のものであり、NBR100重量に対して5〜300重量部、好ましくは50〜200重量部を添加する。フェノール樹脂の含量が300重量部より大きい場合は、接着層がブリットル(brittle)なものになって接着剤への使用が不可能となる。フェノール樹脂の分子量は200〜900であることが好ましく、リング・アンド・ボール法によって測定されて軟化点が50〜120℃であることが好ましい。軟化点が50℃以下のものを用いると、電子部品用接着テープのテーピング作業の際に接着層が流れてテーピングツール(tool)やリードフレームの願わない所まで接着層が滲むようになり、テーピングツールの故障やリードフレームの不良を引き起こす恐れがあり、逆に、軟化点が120℃より高い場合は、テープの接着のために高い温度を加えなければならず、これにより電子部品の熱変形が惹起され得るので、適正温度である50〜120℃の軟化点を有する樹脂を用いなければならない。
【0022】
前記硬化剤としては、アミン系硬化剤、または酸無水物系硬化剤を単独あるいは共に用いることができ、NBR100重量に対して2〜50重量部を用いることが好ましい。また、ゴム架橋剤としては、有機・無機過酸化物を用いることができ、NBR100重量に対して1〜5重量部を添加して用いることが好ましい。
【0023】
上記のような接着テープ組成物でなる接着層20は、粘度が100〜2,000CPS、好ましくは400〜1,500CPSで、耐熱性フィルム10上に乾燥後の厚さが10〜30μmになるように塗布し、50〜200℃で2〜10分間硬化させた後、剥離性フィルム30を貼り付ける過程を経ることで、電子部品用接着テープが得られる。
【0024】
前記剥離性フィルム30は厚さが20〜100μm、好ましくは30〜60μmであるものが用いられ、使用可能な剥離性フィルムとしては、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレンフィルム、そして、場合によってはこれらにシリコン樹脂で剥離性を与えたものを用いることができる。
【0025】
一方、図2は、本発明の一実施形態による電子部品用接着テープ組成物を用いた他のテープの断面図であって、耐熱性フィルム10の両面に接着層20が形成されていて、各接着層20の表面には剥離性フィルム30をラミネートされている。
【実施例1】
【0026】
NBR(アクリロニトリル含量27.1重量%、カルボキシル基含量4.3重量%を含む。)200重量部に、下記式1で表されるノボラックエポキシ樹脂100重量部、下記式2で表されるフェノール樹脂100重量部、そして硬化剤としてヘキサメトキシメチルメラミンを3重量部、無水フタル酸(phtalic anhydride)を3重量部添加し、ゴム板架橋剤として酸化亜鉛を10重量部添加し、アセトン溶剤を用いて溶液の粘度を400〜1,500CPSに合わせた後、この接着剤液を充分に撹拌してから、厚さが50μmであるポリイミドフィルム上に乾燥後の厚さが20μmになるように塗布し、乾燥(160℃、3分)した後、厚さが38μmであるポリエチレンテレフタレートフィルムをラミネートし、接着テープを製造した。
【0027】
【化1】

【0028】
【化2】

【実施例2】
【0029】
実施例1のような組成のうち、フェノール樹脂のみを下記式3で表されるフェノール樹脂に取り替えることで製造された接着剤液を用い、実施例1と同様の方法で接着テープを製造した。
【0030】
【化3】

【実施例3】
【0031】
実施例1のような組成のうち、フェノール樹脂のみを下記式4で表される樹脂に取り替えることで製造された接着剤液を用い、実施例1と同様の方法で接着テープを製造した。
【0032】
【化4】

【実施例4】
【0033】
実施例1のような組成のうち、フェノール樹脂のみを下記式5で表される樹脂に取り替えることで製造された接着剤液を用い、実施例1と同様の方法で接着テープを製造した。
【0034】
【化5】

【実施例5】
【0035】
実施例1のような組成のうち、フェノール樹脂のみを下記式6で表される樹脂に取り替えることで製造された接着剤液を用い、実施例1と同様の方法で接着テープを製造した。
【0036】
【化6】

【実施例6】
【0037】
実施例1のような組成のうち、フェノール樹脂のみを下記式7で表される樹脂に取り替えることで製造された接着剤液を用い、実施例1と同様の方法で接着テープを製造した。
【0038】
【化7】

【実施例7】
【0039】
実施例1のような組成のうち、フェノール樹脂のみを下記式8で表される樹脂に取り替えることで製造された接着剤液を用い、実施例1と同様の方法で接着テープを製造した。
【0040】
【化8】

【実施例8】
【0041】
実施例1のような組成のうち、フェノール樹脂のみを下記式9で表される樹脂に取り替えることで製造された接着剤液を用い、実施例1と同様の方法で接着テープを製造した。
【0042】
【化9】

【実施例9】
【0043】
実施例1のような組成のうち、フェノール樹脂のみを下記式10で表される樹脂に取り替えることで製造された接着剤液を用い、実施例1と同様の方法で接着テープを製造した。
【0044】
【化10】

【実施例10】
【0045】
実施例1のような組成のうち、エポキシ樹脂のみを下記式11で表される樹脂に取り替えることで製造された接着剤液を用い、実施例1と同様の方法で接着テープを製造した。
【0046】
【化11】

【実施例11】
【0047】
実施例1のような組成のうち、エポキシ樹脂のみを下記式12で表される樹脂に取り替えることで製造された接着剤液を用い、実施例1と同様の方法で接着テープを製造した。
【0048】
【化12】

【比較例1】
【0049】
韓国特許公開番号1998−0068284号の「耐熱性接着テープ用接着剤組成物」による実施例1の方法で接着テープを製造した。
【比較例2】
【0050】
韓国特許公開番号2004−0009616号の「電子部品用耐熱性接着テープ」による実施例1の方法で接着テープを製造した。
(特性評価方法)
〔接着力評価〕
【0051】
130℃に固定されているプレス上に銅箔を載せておいて、各実施例と各比較例において製造された接着テープを、10kg/mの圧力で1秒間熱圧着させた後、引張強度試験器を用いて180°PEEL強度を測定した。
〔熱分解温度評価〕
【0052】
DUPONT V4.1C 2200モデルTGAを用いて窒素雰囲気下で測定した。
〔電気的信頼性評価〕
【0053】
図3は、本発明の一実施形態による電子部品用接着テープ組成物を用いた電子部品用接着テープの電気的信頼性評価のための試片の概路図であって、軟質回路基板(ポリイミドフィルム上に銅箔がラミネートされている形態)の銅箔をエッチングして製造したものを示してあり、図4は、本発明の一実施形態による電子部品用接着テープ組成物を用いた電子部品用接着テープの電気的信頼性評価のための試片の断面図を示してある。
【0054】
図3および図4のように、リード間の距離が150μmである試片上に各実施例および各比較例において製造された接着テープを、30kg/mの圧力で2分間熱圧着させた後、170℃で1時間熱処理を施し、この試片を135℃、相対湿度85%、5Vの条件で100時間にかけて時間による抵抗値の変化を測定する電気的信頼性評価を実施した。
【0055】
上記のような特性評価方法による結果は下記表1の通りである。ここで、電圧降下時間とは、電気的信頼性評価の際に接着剤組成物の影響で試片の抵抗値が102(order)以上落ちるような時間をいうものであって、「N」は100時間の間、電圧降下が発生しないような場合を意味する。
【0056】
【表1】

【0057】
上記表1で分かるように、本発明による電子部品用接着テープ組成物を用いた電子部品用接着テープは、基本特性である接着力および熱分解温度が一般的な電子部品用テープとしての可能接着力が600g/cm、熱分解温度が280℃であることに比べ、優秀で十分な耐熱性を有しており、本発明の主な目標である電気的信頼性においても従来の電子部品用テープに比べて優れていた。
【0058】
本明細書では、本発明者らが行った様々な製造および分析実験の中からいくつかの例のみを挙げて説明しているが、本発明の技術的思想はこれらに限定または制限されず、当業者によって変形されて様々な形で実施できることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【0059】
【図1】本発明の一実施形態による電子部品用接着テープ組成物を用いたテープの断面図である。
【図2】本発明の一実施形態による電子部品用接着テープ組成物を用いた他のテープの断面図である。
【図3】本発明の一実施形態による電子部品用接着テープ組成物を用いた電子部品用接着テープの電気的信頼性を評価するための試片の概路図である。
【図4】本発明の一実施形態による電子部品用接着テープ組成物を用いた電子部品用接着テープの電気的信頼性を評価するための試片の断面図である。
【符号の説明】
【0060】
10…耐熱性フィルム、20…接着剤層、30…剥離性フィルム、40…ポリイミドフィルム、50…銅箔

【特許請求の範囲】
【請求項1】
1〜20重量%のカルボキシル基を含むNBR100重量部と、5〜300重量部のエポキシ樹脂と、50〜200重量部のフェノール樹脂、および2〜50重量部のアミン系並びに酸無水物系硬化剤のうちから選ばれた1種以上の硬化剤を含むことを特徴とする、接着テープ組成物。
【請求項2】
前記NBRは、10〜60重量%のアクリロニトリルと1〜20重量%のカルボキシル基とを含み、重量平均分子量が3,000〜200,000であることを特徴とする、請求項1に記載の接着テープ組成物。
【請求項3】
前記フェノール樹脂は、ノボラック系およびレゾール系のうちから選ばれた1種以上のフェノール樹脂であり、リング・アンド・ボール法(ring and ball method)によって測定され、軟化点が50〜120℃であることを特徴とする、請求項1に記載の接着テープ組成物。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【公開番号】特開2006−117899(P2006−117899A)
【公開日】平成18年5月11日(2006.5.11)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−4187(P2005−4187)
【出願日】平成17年1月11日(2005.1.11)
【出願人】(501380081)トウレ セハン インコーポレイテッド (22)
【Fターム(参考)】