JP2004352855A - 半導体用接着剤付きテープおよび半導体集積回路接続用基板ならびに半導体装置 - Google Patents

Abstract

【課題】低温かつ低圧でのラミネート性に優れ、高接着性と高半田耐熱性を有する半導体用接着剤付きテープ、およびそれを用いた半導体集積回路接続用基板ならびに半導体装置を提供する。
【解決手段】有機絶縁性フィルム上に、接着剤層および保護フィルム層を有する半導体用接着剤付きテープにおいて、硬化前の接着剤層の１５０℃における動的粘弾性の貯蔵弾性率が１０≦Ｅ≦２００ｋＰａであり、かつ散逸率Ｔが０．２５≦Ｔ≦０．６である半導体用接着剤付きテープ。
【選択図】 なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体用接着剤付きテープおよび半導体集積回路接続用基板ならびに半導体装置に関するものである。さらに詳しくは、本発明は、半導体集積回路を実装する際に用いられる、テープオートメーテッドボンディング（ＴＡＢ）方式のパターン加工テープ、ボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）パッケージ用インターポ−ザー等の半導体接続用基板、リードフレーム固定テープ、ＬＯＣ固定テープ、半導体素子等の電子部品とリードフレームや絶縁性支持基盤等の支持部材との接着、すなわち、ダイボンディング材、ヒートスプレッター、補強板、シールド材の接着剤、ソルダーレジスト、異方導電性フィルム、銅張り積層板およびカバーレイ等を作成するために適した接着剤を用いた接着剤付きテープおよびそれを用いた半導体集積回路接続用基板ならびに半導体装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体集積回路（ＩＣ）の実装には、金属製のリードフレームを用いた方式がもっとも多く用いられているが、近年では、ガラスエポキシやポリイミド等の有機絶縁性フィルム上にＩＣ接続用の導体パターンを形成した、接続用基板を介した方式が増加している。
【０００３】
パッケージ形態としては、デュアルインラインパッケージ（ＤＩＰ）、スモールアウトラインパッケージ（ＳＯＰ）あるいはクアッドフラットパッケージ（ＱＦＰ）等のパッケージ形態が用いられてきた。しかしながら、ＩＣの多ピン化とパッケージの小型化に伴って、最もピン数を多くすることができるＱＦＰにおいても、それらの対応には限界が近づいている。そこで、パッケージの裏面に、接続端子を配列するＢＧＡ（ボ−ルグレッドアレイ）やＣＳＰ（チップスケールパッケージ）が用いられるようになってきた。
【０００４】
また、半導体用接続基板の接続方式としては、代表的なものとして、テープオートメーテッドボンディング（ＴＡＢ）方式によるテープキャリアパッケージ（ＴＣＰ）が挙げられる。
【０００５】
ＢＧＡ、ＣＳＰがＱＦＰ、ＳＯＰと構造的に最も大きく異なる点は、前者がインターポーザーと称される基板を必要とするのに対し、後者は金属製のリードフレームを用いることにより必ずしも基板を必要としない点にある。ここでいうインターポーザーは、前述のＴＣＰのパターンテープと同様の機能を有するものなので、ＴＡＢ用接着剤付きテープ（以下、ＴＡＢ用テープと称する。）を使用することができる。これは、インナーリードを有する接続方式に有利であることは当然であるが、半田ボール用の孔やＩＣ用のデバイスホールを機械的に打ち抜いた後に、銅箔をラミネートしたりするプロセス等に適している。
【０００６】
図１および図２に、ＢＧＡ型半導体装置とＣＳＰ型半導体装置の一態様の断面図を示す。図１は、半導体装置用接着剤付きテープを用いた半導体装置（ＢＧＡ）の一態様を説明するための断面図である。また、図２は、従来の半導体装置用接着剤付きテープを用いた半導体装置（ＣＳＰ）の一態様を説明するための断面図である。
【０００７】
図１において、半導体装置は、有機絶縁性フィルム１２に接着剤１３を介して導体集積回路１５と半田ボール１８が設けられており、有機絶縁性フィルム１２の反対面に接着剤１３とスティフナー（補強板）１９から構成され、リード１４と半導体集積回路ＩＣチップ１５を金バンプ１７を介して接続され、封止樹脂１６にて被覆されている。
【０００８】
図２においては、有機絶縁性フィルム２０に接着剤２１を介して導体パターン２２と半田ボール２６、ソルダーレジスト２７、封止樹脂２４が設けられており、これに金バンプ２５を介して半導体集積回路２３が接続されている。
【０００９】
一方、ＴＡＢ方式は一括してボンディングする方式（ギャングボンディング）であるため、ＩＣチップとインナーリードを接続する際に、他の接続方式と比べ短時間でボンディングできることからコスト的に有利であり、半田ボール用の孔やＩＣ用のデバイス孔を機械的に打ち抜いた後に銅箔をラミネートするプロセス等にも適用されている。
【００１０】
また、ＴＣＰの接続用基板（パターンテープ）には、一般的にＴＡＢ用テープが使用されている。通常のＴＡＢ用テープは、ポリイミドフィルムなどの可撓性を有する有機絶縁性フィルム上に、未硬化状態の接着剤層、および離型性を有するポリエステルフィルムなどの保護フィルム層を積層した３層構造で構成されている。
【００１１】
ＴＡＢ用テープは、（１）スプロケットおよびデバイス孔の穿孔、（２）銅箔との熱ラミネート、（３）パターン形成（レジスト塗布、エッチング、レジスト除去）、および（４）スズまたは金−メッキ処理などの加工工程を経てパターンテープに加工される。
【００１２】
図３に、半導体集積回路搭載前のパターンテープの形状の一例を示す。図３は半導体集積回路搭載前のパターンテープの斜視図であり、図３において、有機絶縁性フィルム１上に接着剤層２と導体パターン５が配置されており、有機絶縁性フィルム１には有機絶縁性フィルム１を送るためのスプロケット孔３とデバイスを設置するデバイス孔４が設けられている。
【００１３】
また、図４は、図３のパターンテープを使用した半導体装置の一態様を説明するための断面図である。図４において、パターンテープには、有機絶縁性フィルム１上に接着剤層２を介して固定されたインナーリード部６とアウターリード部７を有する導体パターン５が配置されている。このパターンテープのインナーリード部６を、保護膜１１を有する半導体集積回路８の金バンプ１０に熱圧着（インナーリードボンディング）し、半導体集積回路８を搭載する。次いで、封止樹脂９による樹脂封止工程を経て半導体装置が作成される。また、インナーリード部６を有さず、パターンテープの導体パターン５と半導体集積回路８の金バンプ１０との間をワイヤーボンディングで接続する方式も採用されている。このような半導体装置をテープキャリアパッケージ（ＴＣＰ）型半導体装置と称する。最後に、ＴＣＰ型半導体装置は、他の部品を搭載した回路基板等とアウターリード部７を介して接続（アウターリードボンディング）され、電子機器に実装される。
【００１４】
ＴＡＢ用テープの接着剤層は、最終的にパッケージ内に残留するため、絶縁性、耐熱性および接着性が要求される。近年、電子機器の小型化と高密度化が進行するに伴い、ＴＡＢ方式における導体幅と導体間距離が非常に狭くなってきており、高い銅箔接着強度および絶縁性を有する接着剤の必要性が高まっている。このような観点から、従来のＴＡＢ用テープの接着剤層には、エポキシ樹脂および／またはフェノール樹脂とポリアミド樹脂の混合組成物が主として用いられてきた（特許文献１参照。）。
【００１５】
また、回路パターンの微細化が年々進むにつれて、ＩＣとのインナーリードボンディングおよび回路基板とのアウターリードボンディングが困難となり、より高い接続信頼性が要求されてくるようになった。そこで、ＴＡＢ用テープに要求される寸法精度が厳しくなってきていることに伴って、反りやカール等の歪みが小さい、平滑性の優れたＴＡＢ用テープが必要とされてくるようになってきている。平滑性は、銅箔を加熱ラミネートする際に、銅箔と接着剤付きテープの熱膨張のミスマッチが原因で変化し、これを補正するために有機絶縁性フィルムや接着剤等の熱物性制御ならびにラミネート条件の適正化等が行われたりしている。
【００１６】
特にラミネート条件においては、より低温でラミネートすることが銅箔と接着剤付きテープとの熱膨張のミスマッチを軽減することができるため、平滑性を上げるための手段としては有効な方法である。
【００１７】
ここで接着性を得るためは、接着剤の流動性コントロールが重要であるが、これまでは接着剤の流動性を上げるために、銅箔のラミネート条件を制御して接着力を確保してきた。しかしながら、ＴＡＢテープの平滑性を上げるためには、銅箔とのラミネートを低温にすることが有効であるが、接着剤の流動性が小さくなり、銅箔をラミネートする際に銅箔への接着剤の埋まり込みが不十分となり、銅箔の接着力強度が低下してきたり、接着剤表面の空洞（ボイド）が発生し表面品位が低下する。そこで、高圧ラミネートを行うと、接着剤付きテープにかかる応力が大きくなるため、歪みが生じやすくなり平滑性は維持できなくなる。また、低速ラミネートすると歩留まりが低下するため、生産性を考慮すると好ましくない。そこで、低温でしかも低圧でラミネートできる高流動性の接着剤の設計が重要であるが、接着剤の流動性を上げすぎると、銅箔ラミネート後に行う硬化反応工程において昇温していく過程でまず接着剤層の軟化が硬化前に律速的に起こるため、吸湿水等による発泡が接着剤層に発生し外観不良となる。
【００１８】
そのため、これまでは半導体用接着剤付きテープの特性を上げるために、硬化後の接着剤層を適性な物性に制御するように設計してきた（特許文献２参照）。これに対し、本発明では上述したように接着剤層の硬化前は適正な流動性を有し、かつ硬化後は優れた特性をもった接着剤の設計を意図したものである。これはＴＡＢ用テープに限らず金属板や有機絶縁性フィルムへラミネートして使用される層間用接着剤シート全般についても同様のことがいえる。
【００１９】
【特許文献１】
特開平２−１４３４４７号公報（請求項１−２）
【００２０】
【特許文献２】
特開平１０−３３５５３４号公報（請求項１）
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、半導体用接着剤付きテープについては低温かつ低圧でラミネートできるための手段として、接着剤の流動性を適正な範囲に制御する必要がある。
【００２２】
そこで、本発明は、上記制御を行うために適正な範囲を明確にすることで、低温、低圧ラミネートによる高接着性を有する、新規な半導体用接着剤付きテープを提供すると共に、信頼性の高い半導体装置を提供することをその目的とするものである。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明の半導体用接着剤付きテープは、有機絶縁性フィルム上に、接着剤層および保護フィルム層を有する半導体用接着剤付きテープにおいて、硬化前の接着剤層の１５０℃における動的粘弾性の貯蔵弾性率Ｅが１０≦Ｅ≦２００ｋＰａであり、かつ散逸率Ｔが０．２５≦Ｔ≦０．６であることを特徴とする半導体用接着剤付きテープである。
【００２４】
また、本発明の半導体用接着剤付きテープは、さらに次の好ましい態様を有するものである。
（ａ） 接着剤層中に含まれる沸点１００〜２５０℃の溶剤の接着剤層中における総含有率が０．５〜２ｗｔ％であること。
（ｂ） 接着剤層が、２５℃において液体である炭素数１２〜５０の脂肪酸を含むこと。
（ｃ） 接着剤層が、フェノール樹脂を少なくとも１種類以上含むこと。
（ｄ） 接着剤層が、エポキシ樹脂を少なくとも１種類以上含むこと。
（ｅ） 接着剤層が、熱可塑性樹脂を少なくとも１種類以上含むこと。
【００２５】
本発明の半導体用接着剤付きテープは、半導体集積回路接続用基板ならびにそれを用いた銅張り積層板および半導体装置の製造に好適に用いられる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳細に説明する。
【００２７】
本発明の半導体用接着剤付きテープは、上記の目的を達成するために、ある特定範囲の物性を有する接着剤で、かつある特定範囲の有機絶縁性フィルムならびに保護フィルムとの接着性を有する接着剤にその特徴を有するものであり、低温でかつ低圧ラミネート性に優れた高接着性の半導体用接着剤付きテープである。ここで低温ラミネートとは６０〜８０℃であり、低圧ラミネートとは０．０５〜０．１５Ｎ／ｃｍの範囲にあることを示す。
【００２８】
本発明の半導体用接着剤付きテープは、可撓性を有する有機絶縁性フィルム上に、接着剤層および保護フィルム層を有する半導体用接着剤付きテープにおいて、硬化前の接着剤層の１５０℃における動的粘弾性の貯蔵弾性率Ｅが１０≦Ｅ≦２００ｋＰａであり、かつ散逸率Ｔが０．２５≦Ｔ≦０．６である半導体用接着剤付きテープである。
【００２９】
ここでいうところの貯蔵弾性率Ｅおよび散逸率Ｔは、粘弾性試験機により昇温５℃／分、周波数１Ｈｚの条件で１５０℃における測定値である。サンプルは、接着剤層同士を積層したものを用いる（１５ｍｍ×３０ｍｍ×５０μｍ厚さ）。
【００３０】
貯蔵弾性率Ｅは、貯蔵される最大エネルギーであり、貯蔵弾性率Ｅが小さくなるほど接着剤層の弾性変形のし易さを示している。つまり、貯蔵弾性率Ｅが小さければ、小さい外部からの機械的エネルギーを与えるだけで接着剤層の変形が起こりやすくなり、結果的に流動性に好影響する。つまり、貯蔵弾性率Ｅが小さくなるほど、低温かつ低圧でのラミネートを実現することができる。
【００３１】
また、散逸率Ｔは、振動１サイクルの間に熱として散逸されるエネルギー（損失弾性率）と貯蔵弾性率Ｅとの比の尺度である。つまり散逸率Ｔは、接着剤に加えられる振動エネルギーが熱として散逸され易さを示しており、散逸率Ｔが大きくなるほど外部から加えられる機械的エネルギーが熱に変わりやすくなるため、接着剤の内部潜熱の影響が大きくなり、見かけ以上に温度が高くなって接着剤の流動性が促進される。
【００３２】
本発明で動的粘弾性を１５０℃としているのは、１５０℃のラミネート温度では接着剤が十分な流動性を得ることができる領域にあるため、貯蔵弾性率Ｅと散逸率Ｔとも安定して測定することができるからである。したがって、１５０℃を超えた高い温度で測定する必要はないが、１５０℃未満であれば貯蔵弾性率Ｅと散逸率Ｔが不安定領域にあるため好ましくない。
【００３３】
一例として、ＴＡＢ用テープに応用した場合について説明する。本発明における貯蔵弾性率Ｅは、１０から２００ｋＰａの範囲にあることが必要であり、好ましくは５０から１５０ｋＰａの範囲である。貯蔵弾性率Ｅが１０ｋＰａ未満であると接着剤が軟化しやすいため、ラミネート時に銅箔と有機絶縁性フィルムの間から接着剤のはみ出し等が起こり、巻き取り時のブロッキングが発生する。それに加えて、銅箔ラミネート後に行う硬化反応工程において昇温していく過程で、まず接着剤層の軟化が硬化前に律速的に起こるため、吸湿水等による発泡が接着剤層に発生し外観不良となる。一方、貯蔵弾性率Ｅが２００ｋＰａを超えると、銅箔を低温かつ低圧でラミネートする際に銅箔への接着剤の埋まり込みが不十分となり、低温ラミネートによる銅箔の接着力低下が著しくなったり、接着剤層に空洞（ボイド）が発生し表面品位が低下する。
【００３４】
この貯蔵弾性率Ｅは、熱可塑性樹脂の分子量分布を変更したり、また得られた接着剤層のエージング時間を調節すること等により制御することができる。
【００３５】
また、本発明において、散逸率Ｔは０．２５〜０．６の範囲にあることが必要であり、好ましくは０．３５〜０．５の範囲である。散逸率Ｔが０．２５未満であると接着剤の流動性の助長効果が小さい。０．６を超えると接着剤が流動しやすくなり、接着剤のはみ出しによるブロッキング等が発生する。
【００３６】
この散逸率Ｔは、目的範囲の散逸率を有する熱可塑性樹脂を選択したり、該熱可塑性樹脂の分子量分布を変更すること等により制御することが可能である。
【００３７】
さらに接着剤層に含まれている沸点１００〜２５０℃の溶剤の接着剤層中における総含有率が、０．５〜２ｗｔ％であることが好ましく、総含有率はより好ましくは０．８〜１．４ｗｔ％である。従来は、溶剤含有量を０．５ｗｔ％より少なくするように制御していたが、接着剤層に溶剤が含まれることによって可塑化効果を生じ、結果的に接着剤の流動性を助長する。しかしながら、溶剤含有量が多くなると保護フィルム層を剥離する際に過度に粘着し、ハンチングが発生しＴＡＢ用テープの搬送性が低下するという現象が起こり得る。そこで、シリコーンやフッ素系の離型剤等を表面塗布した保護フィルム層を用いることにより、保護フィルム層を円滑に剥離することができる。
【００３８】
したがって、保護フィルム層と接着剤層の剥離力には適度な範囲があり、好適には１〜１２Ｎ／ｍの範囲であり、より好ましくは３〜８Ｎ／ｍの範囲である。剥離力が１２Ｎ／ｍを超えるとハンチングが発生し、１Ｎ／ｍ未満になると不用意に保護フィルム層が剥離することがある。
【００３９】
また、溶剤含有量が２．０ｗｔ％を超えると、上述したように離型処理を更に強化した保護フィルム層を使用する必要があるが、過度に離型処理された保護フィルム層を使用することになり、接着剤塗料を塗布する際に「はじき」が発生し塗布欠点となり、更には、硬化反応過程で発泡を引き起こす原因にもなる。
【００４０】
また、含有溶剤の沸点が１００℃より低いと揮発しやすくなるため保管条件によって溶剤含有量が変動するので、工程管理上好ましくない。また、沸点が２５０℃を超えると硬化反応終了後の接着剤層に溶剤が残留し、後工程である半田リフロー実装時に接着剤層のフクレが発生するため好ましくない。
【００４１】
以上の理由から、溶剤の種類および含有量を該範囲内に制御することが重要である。
【００４２】
本発明の半導体用接着剤付きテープは、各成分の樹脂を溶剤に溶解したものを保護フィルム層に塗布し、乾燥したものを有機絶縁性フィルムに積層して製造することができる。
【００４３】
このように接着剤組成物の製造に使用する溶剤の選択および乾燥条件を制御することにより、接着剤層に含有する溶剤種ならびに総溶剤含有率を調節することができる。最終的に接着剤層に含有する溶剤種は、沸点１００〜２５０℃の溶剤を用いることが本発明には有効である。したがって、接着剤成分である樹脂の溶解性を著しく低下させるものでなければ何ら制限はない。好適な溶剤としては、例えば、トルエン、キシレン、クロルベンゼン、ＤＭＦ、ＭＩＢＫ、ベンジルアルコール、ＮーメチルピロリドンおよびＤＭＳＯなどが挙げられ、これらの混合溶剤であっても良い。
【００４４】
また、乾燥温度条件は接着剤組成物に使用される最も高沸点溶剤の沸点より１０〜１２０℃低いことが有効である。乾燥温度と溶剤の沸点が１０℃未満の差であれば溶剤の蒸発速度が速くなるため溶剤含有量の制御が難しい。また、それに１２０℃より大きい差があると蒸発速度が遅くなるため、乾燥時間がかかり生産性の低下につながり好ましくない。
【００４５】
本発明において接着剤層は、上記の範囲の条件を満たすものであれば、どのような組成からなるものであっても良いが、その成分として熱可塑性樹脂を含むものであることが好ましく、更には熱硬化性樹脂を含んでいても良い。
【００４６】
上記熱可塑性樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、ポリアミド樹脂、ウレタン樹脂、ポリイミド樹脂およびポリエステル樹脂等が挙げられる。例えば、ＴＡＢ用テープの場合には、熱可塑性樹脂として公知の種々のポリアミド樹脂を好ましく使用すねことができる。特に、接着剤層に可撓性をもたせ、かつ低吸水率のため絶縁性に優れた、炭素数が２０〜５０であるジカルボン酸（いわゆるダイマー酸）を必須成分として含むものが好適である。ダイマー酸を含むポリアミド樹脂は、常法によるダイマー酸とジアミンの重縮合により得られるが、この際に、ダイマー酸以外のアジピン酸、アゼライン酸およびセバシン酸等のジカルボン酸を共重合成分として含有してもよい。ジアミンとしては、エチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンおよびピペラジン等の公知のものを使用することができ、吸湿性と溶解性の点から２種以上を混合してもよい。
【００４７】
一例として、重量平均分子量（Ｍｗ）が１０，０００未満である低分子ポリアミド樹脂と１００，０００以上である高分子ポリアミド樹脂を少なくとも２種類組み合わせたものを使用することが有効である。銅箔への埋まり込み性の高い低分子タイプと、硬化反応時の軟化抑制による発泡防止効果をもった高分子タイプの２種類の熱可塑性樹脂を組み合わせることで１５０℃の弾性率の制御が容易となる。
【００４８】
上記の低分子と高分子のポリアミド樹脂との配合割合は、全ポリアミド樹脂１００重量部に対して低分子ポリアミド樹脂が１０〜９０重量部であることが好ましく、２５〜７５重量部であることがより好ましい。低分子ポリアミド樹脂が１０重量部未満では銅箔への埋まり込み性の促進効果が小さく、９０重量部を超えると低弾性化を招くため硬化反応時の発泡が発生することがある。また、１５０℃の散逸率Ｔの高いポリアミド樹脂を使用することも有効な方法の一つであり、エラストマー変性したポリアミド樹脂はその一例である。
【００４９】
また、本発明で用いられる接着剤組成物には、２５℃で液体である高級脂肪酸を少量添加することが、上述した含有溶剤と同様に可塑化効果を生み、接着剤の低温流動性を上げることが可能である。特に、炭素数１２〜５０を有する脂肪酸が好ましい。ラミネートの直前は常温付近で温度調整されるため、ラミネート時の可塑化の速効性に有効であることから、２５℃で液体であることが好ましい。
【００５０】
この高級脂肪酸が、可塑化効果を同様に有する溶剤と大きく異なる点は、反応点であるカルボキシル基を有していることであり、硬化後は接着剤層の構造体に組み込まれるため揮発することがなく、半田リフロー実装時における接着剤層のフクレの発生は抑制される。例えば、ＴＡＢ用テープの場合、上述したポリアミド樹脂の原料成分である同一のダイマー酸を脂肪酸として接着剤組成物に添加することが好ましい。ダイマー酸とポリアミド樹脂が相溶するためモルフォロジーの変化が小さく、ラミネート時の接着剤層の流動性を除けば特性的な変化は小さい。他に脂肪酸を例示すると、オレイン酸やリノール酸などの液状脂肪酸が挙げられる。脂肪酸の含有量は、ポリアミド樹脂１００重量部に対して好ましくは０．５〜１０重量部であり、より好ましくは１〜５重量部である。脂肪酸の含有量が０．５重量部未満では可塑化効果が小さく、１０重量部以上では可塑化の影響が大きくなり該脂肪酸の添加量の制御が難しい。
【００５１】
また、熱硬化性樹脂の一例としては、例えば、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、尿素樹脂、シアナート樹脂、マレイミド樹脂およびアセタール樹脂等が挙げられ、特に、エポキシ樹脂またはフェノール樹脂を含むことが好ましい。
【００５２】
フェノール樹脂としては、レゾール型およびノボラック型のいずれの樹脂であってもよい。例えば、ストレート以外にクレゾール、ターシャリブチルあるいはノニルなど種々の置換基を有した構造のフェノール樹脂を使用することができ、また同時に、これらの異なった構造のフェノール樹脂を併用してもよい。また、レゾール型とノボラック型樹脂の併用も何ら制限がない。総フェノール樹脂の含有量は、熱可塑性樹脂１００重量部に対して好ましくは５〜１００重量部であり、より好ましくは２０〜７０重量部である。
【００５３】
特に、上記熱硬化性樹脂を熱可塑性樹脂に等量混合したときのヘイズが２０以下であり、かつ５ｗｔ％以上のメチロール基を含んだレゾール樹脂を熱硬化性樹脂として含むことが有効な方法の一例である。上述したように熱可塑性樹脂や溶剤を含有させること等で低弾性設計しているため上述したように硬化反応過程で発泡が懸念されるが、熱可塑性樹脂と良溶した多官能の該レゾール樹脂の自己硬化により熱可塑性樹脂の軟化を抑制するため発泡が抑制される。ヘイズが２０を超えると熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂が相分離してしまい、熱可塑性樹脂の軟化抑制効果が小さい。また、メチロール基量が５ｗｔ％未満であると反応過程において硬化が遅くなり熱可塑性樹脂の軟化が律速となるため発泡が発生しやすくなる。該低ヘイズの高メチロールを含有したレゾール樹脂は、従来のフェノール樹脂との併用も制限がなく、含有量は熱可塑性樹脂１００重量部に対して好ましくは５〜１００重量部であり、より好ましくは２０〜７０重量部である。
【００５４】
エポキシ樹脂は、１分子内に２個以上のエポキシ基を有するものであれば特に制限されないが、例えば、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＳ、ジヒドロキシナフタレン等のジグリシジルエーテル、脂環式タイプ、エポキシ化フェノールノボラック、エポキシ化クレゾールノボラック、エポキシ化トリスフェニロールメタン、エポキシ化テトラフェニロールエタンおよびエポキシ化メタキシレンジアミン等が挙げられる。これらの中でも、特に２５℃で液体であるエポキシ樹脂が好ましく、低温流動性を上げることができる。エポキシ樹脂の含有量は、熱可塑性樹脂１００重量部に対して好ましくは５〜１００重量部であり、より好ましくは２０〜７０重量部である。
【００５５】
本発明において、接着剤層中には熱硬化性樹脂の硬化剤および硬化促進剤を含んでいてもよい。例えば、熱硬化性樹脂がエポキシ樹脂およびレゾール型フェノールである場合、芳香族ポリアミンや三フッ化ホウ素トリエチルアミン錯体等の三フッ化ホウ素のアミン錯体、２−アルキル−４−メチルイミダゾールや２−フェニル−４−アルキルイミダゾール等のイミダゾール誘導体、無水フタル酸や無水トリメリット酸等の有機酸、ジシアンジアミドやトリフェニルフォスフィン等公知のものが使用することができる。硬化剤と硬化促進剤の含有量は、熱可塑性樹脂１００重量部に対して好ましくは０．１〜１０重量部である。
【００５６】
接着剤層には、以上の成分以外に、接着剤の特性を損なわない範囲で酸化防止剤やイオン捕捉剤などの有機または無機成分を添加することができる。
【００５７】
本発明において、保護フィルム層としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイド、ポリエチレンおよびポリプロピレンなどのフィルムが使用可能である。なかでも、ポリエチレンテレフタレートフィルムおよびポリフェニレンサルファイドフィルムは、引張り弾性率、引張り伸度がパンチングに適しており、シャープなホール断面を形成することができ、特に好ましく用いられる。保護フィルム層の厚さは、１０〜１００μｍのものが使用できるが、厚さはより好ましくは２０〜４０μｍである。
【００５８】
また、本発明で用いられる有機絶縁性フィルムとしては、例えば、ポリイミド、ポリエーテルイミド、芳香族ポリアミドなどのいわゆる耐熱性フィルム、あるいはフレキシブルエポキシ／ガラスクロスなどの複合材料などが好ましく挙げられる。また、有機絶縁性フィルムは、前述した保護フィルム層と同一フィルムであっても良い。特に、ポリイミドフィルムは、熱寸法安定性の点から特に好ましく用いられる。
【００５９】
次に、本発明の半導体用接着剤付きテープの製造方法の一例について説明する。まず、離型性を有する保護フィルムに、上記の接着剤組成物を溶剤に溶解した塗料を塗布し、乾燥する。また、塗料の塗布に際しては、接着剤層の膜厚が１０〜２５μｍとなるように塗布することが好ましい。乾燥条件は、好ましくは６０〜２００℃、１〜５分である。溶剤は、トルエン、キシレン、クロルベンゼン等の芳香族系とメタノール、エタノール、プロパノール等のアルコール系、ＤＭＦ、ＮＭＰ等のアミン系、ＭＥＫ、ＭＩＢＫのケトン系、ＤＭＳＯの硫黄系等の混合溶剤が好適であるが、沸点が１００〜２５０の溶剤であることが好ましい。このようにして得られた保護フィルム上に接着剤層を有する積層体を、接着剤層を介して有機絶縁性フィルムにラミネートする。ラミネート条件は、温度１００〜１６０℃、押圧０．０５〜０．３Ｍｐａが好ましい。次いで、接着剤層の硬化度を調整するためにエージング工程を行っており、これは通常は４０〜８０℃の範囲で行われる。
【００６０】
このエージングが不足すると硬化反応時に接着剤層の軟化が律速的になるため、上述したような発泡が発生することがある。一方、過度なエージングを行うと接着剤層の硬化が進みすぎているため、銅箔ラミネート時の接着剤層の流動性不足が生じ接着不良が起こることがある。以上の理由から、接着剤の流動性を制御する上で適正なエージング条件を選択する。
【００６１】
本発明の半導体用接着剤付きテープは、図３に示すような、半導体集積回路の実装方法であるテープオートメーテッドボンディング（ＴＡＢ）方式のパターンテープや、ボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）パッケージ用インターポーザ等の半導体接続用基板、ダイボンディング材、リードフレーム固定テープ、ＬＯＣテープ、および多層基板の層間接着シート等のフィルム形状の接着剤を用いた半導体装置を作成するために好ましく使用され、特に図４に示すようなＴＣＰ型半導体装置や、図１に示すようなＢＧＡ型半導体装置、図２に示すようなＣＳＰ型半導体装置の作成に好ましく使用することができる。
【００６２】
本発明の半導体集積回路接続用基板は、上記半導体用接着剤付きテープを使用したものであり、また本発明の半導体装置は、上記半導体集積回路接続用基板を用いたものである。
【００６３】
本発明の半導体用接着剤付きテープをＴＡＢ用テープとして用いる場合は、上記半導体用接着剤付きテープを所定のパターンを有するパンチング用金型を設置しているプレス機によってパンチングを行い、保護フィルム層を剥離し銅箔ラミネートを行った後、加熱処理する。銅箔ラミネート条件は、温度１００〜１６０℃、押圧０．１〜０．３ＭＰａが好ましい。また加熱条件は、ステップ加熱していくことが好ましく、５０〜９０℃の比較的低温領域から除々に昇温しながら最終的には１５０〜１８０℃まで昇温していく。次いで、フォトリソグラフィ−により半導体集積回路接続用の導体回路を形成することで半導体集積回路接続用基板が得られ、その半導体集積回路接続用基板を用いて、好適には４００〜５００℃、１秒〜１分の条件でインナーリードボンディングを行ない、半導体集積回路を接続し、しかる後に、エポキシ系液状封止剤で樹脂封止を行なうことで半導体装置を製造することができる。
【００６４】
【実施例】
以下に、ＴＡＢ用テープの実施例を挙げて本発明の半導体用接着剤付きテープ等について具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。実施例の説明に入る前に評価方法について述べる。
【００６５】
［評価方法］
（１）動的粘弾性の貯蔵弾性率Ｅと散逸率Ｔの測定
硬化前のＴＡＢ用テープの接着剤層を引き剥がし、接着剤層同士を積層したものを用い（３０ｍｍ×１０ｍｍ、厚さ５０μｍ）、粘弾性測定装置（セイコーインスツルメント（株）製 ＤＭＳ６１００）にて、昇温５℃／分、周波数１Ｈｚで振動させ、１５０℃における貯蔵弾性率Ｅと散逸率Ｔを測定した。貯蔵弾性率Ｅおよび散逸率Ｔは、粘弾性試験機により昇温５℃／分、周波数１Ｈｚの条件で１５０℃における測定値である。サンプルは、接着剤層同士を積層したものを用いる（１５ｍｍ×３０ｍｍ×５０μｍ厚さ）
（２）接着剤層に含有する溶剤濃度の測定
ＴＡＢ用テープから保護フィルム層を剥離したものをガスクロマトグラフィー（島津製作所（株）製 ＧＣ−１４Ｂ）にて定量分析した。条件は、キャピラリーカラム（ＤＢ−ＷＡＸ）を用い、昇温速度１０℃／分で５０〜２２０℃で測定した。
【００６６】
（３）接着力評価
ＴＡＢ用テープサンプルの保護フィルムを剥離し、１８μｍの電解銅箔を、１３０℃、０．３ＭＰａの条件でラミネートした。続いてエアオーブン中で、８０℃、３時間、１００℃、５時間、１５０℃、５時間の順次加熱処理を行ない、銅箔付きＴＡＢ用テープを作成した。得られた銅箔付きＴＡＢ用テープの銅箔面に常法によりフォトレジスト膜形成、エッチング、レジスト剥離を行ない、接着強度評価用サンプルをそれぞれ作成した。次に、ホウフッ酸系（シプレイ・ファーイースト（株）製 スズメッキ液（商品名）ＴＩＮＰＯＳＩＴ ＬＴ−３４）の無電解スズメッキ液に７０℃、５分浸漬処理し、０．５μｍ厚のメッキを施した後、導体幅５０μｍの評価用サンプルを用いて、導体を９０°方向に５０ｍｍ／分の速度で剥離し、その際の剥離力を測定した。また、７０℃、０．１ＭＰａの条件で１８μｍの電解銅箔をラミネートしたサンプルも作成し、同様の処理を行い、得られた導体幅５０μｍの評価用サンプルについて剥離力を測定した。
【００６７】
（４）硬化後の接着剤層の外観
上記（３）にて加熱処理した銅箔付きＴＡＢ用テープをエッチングにて銅箔を除去し、接着剤層の表面を顕微鏡（５０倍）にて観察した。
【００６８】
（５）接着剤層と保護フィルム層との剥離力
ＴＡＢ用テープの保護フィルムをテンシロンにて９０°方向に５０ｍｍ／分の速度で剥離し、その際の剥離力を測定した。
【００６９】
（６）半田耐熱性評価
上記（３）にて加熱処理した銅箔付きＴＡＢ用テープを、８５℃、８５％ＲＨ、４８時間処理し、所定の温度に設定されている半田浴上にサンプルを１分フロートした後の銅箔直下の接着剤フクレの有無を観察する。このとき、接着剤層のフクレが発生しない上限の温度を半田耐熱性とした。
【００７０】
（７）フェノール樹脂と熱可塑樹脂の混合塗膜のヘイズ
実施例記載のポリアミド樹脂とフェノール樹脂をトルエン／ＩＰＡ溶剤に等量混合し、１０μｍ厚さになるように塗工、乾燥した後にヘイズメータにて測定した。
【００７１】
（８）フェノール樹脂中のメチロールの定量
フェノール樹脂５００ｇ、ベンゼン２５０ｍｌ、パラトルエンスルホン酸１５ｇを混合し、１１０℃、５〜６時間加熱処理を行い、流出した水分を計量する。メチロール量は、次式により算出する。
メチロール量（％）＝（流出水量×２．６５）−（レジン中の水分×３１／１８）
（参考例１）（ポリアミド樹脂ＰＡ−１およびＰＡ−２の合成）
酸としてダイマー酸（ユニケマ社製、商品名ＰＲＩＰＯＬ１００９）およびアジピン酸（ダイマー酸／アジピン酸＝２／１）を、ジアミンとしてヘキサメチレンジアミンを用い、酸／アミン比をほぼ等量の範囲で、酸／アミン反応物、消泡剤および１％以下のリン酸触媒を加え、反応体を調製した。この反応体を、１４０℃、１時間撹拌加熱後、２０５℃まで昇温し、約１．５時間撹拌した。約２ｋＰａの真空下で、０．５時間保持し、温度を低下させた。最後に、酸化防止剤（チバガイギ社製、（登録商標）“イルガノックス”１０１０）を添加し、酸価２０、分子量９，８００のポリアミド樹脂ＰＡ−１と、酸価０．１以下、分子量１０万のポリアミド樹脂ＰＡ−２を取り出した。結果を表１に示す。
【００７２】
（参考例２）（ポリアミド樹脂ＰＡ−３の合成）
酸としてダイマー酸（ユニケマ社製、商品名ＰＲＩＰＯＬ１００９）およびアゼライン酸（ダイマー酸／アゼライン酸＝２／１）を、ジアミンとしてヘキサメチレンジアミンをほぼ当量の範囲で、参考例１と同様に脱水重縮合反応を行い、ポリアミドオリゴマーを得た（分子量１８０００、酸価６）。次いで多価アルコールとしてポリオキシテトレメチレングリコール（水酸基当量５１２）を用い、カルボキシル基と水酸基が等量の範囲になるように混合し、エステル化剤であるテトラブトキシジルコニウム触媒を少量添加し、更に２０５℃で０．５時間撹拌した後、温度を低下させた。ここで得られたポリアミド（エラストマー変性）樹脂ＰＡ−３は、分子量１２万、酸価０．１以下であった。結果を表１に示す。
【００７３】
【表１】

【００７４】
（参考例３）（保護フィルムの離型処理）
厚さ２５μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム（東レ（株）製、（登録商標）”ルミラー”）に、シリコーン樹脂（東レダウコーニングシリコーン社製、商品名ＳＲＸ５２０）ならびに架橋剤（東レダウコーニングシリコーン社製、商品名ＳＲＸ２１２ＣＡＴ）を０．０５ｇ／ｍ^２を塗布し、乾燥したものを保護フィルムＡとした。また同成分のシリコーン樹脂ならびに架橋剤を用いて０．１４ｇ／ｍ^２ 、０．２５ｇ／ｍ^２を塗布し、乾燥したものをそれぞれ保護フィルムＢおよびＣとした。
【００７５】
（実施例１）
（ａ）ＴＡＢ用テープの作成
参考例１で得られたポリアミド樹脂ＰＡ−１ならびにＰＡ−２、表２に示したエポキシ樹脂（ジャパン・エポキシ・レジン（株）製、商品名ＣＹ１７７（エポキシ当量２１０）、表３に示したフェノール樹脂Ｃ（昭和高分子（株）製、（登録商標）“ショウノール”ＣＫＭ１６３６）およびフェノール樹脂Ｄ（昭和高分子（株）製、（登録商標）“ショウノール”ＣＫＭ９０８）を、それぞれ表４の接着剤の組成比（エポキシ樹脂および各フェノール樹脂の添加量は、ポリアミド樹脂１００重量部に対する重量部を表すものとする）となるように配合し、さらに固形分に対し０．２重量％のジシアンジアミド（ＤＩＣＹ）を硬化促進剤Ｆとして添加し、濃度２０重量％となるようにメタノール（ｂｐ．６４．５℃）／トルエン（ｂｐ．１１０．６℃）＝２０／８０の混合溶媒に３０℃で撹拌、混合して接着剤溶液を作成し、この接着剤溶液をバーコータで、参考例３で離型処理を施した保護フィルムＡに約１２μｍの乾燥厚さとなるように塗布し、１２５℃、１分間の乾燥を行ない接着剤シートを作成した。さらに、得られた接着剤シートを厚さ７５μｍのポリイミドフィルム（宇部興産（株）製、（登録商標）“ユーピレックス”７５Ｓ）に１００℃、０．１ＭＰａの条件でラミネートを行い、７０℃、３日間エージング処理し、ＴＡＢ用テープを作成した。
【００７６】
（ｂ）半導体集積回路接続用基板の作成
上記の手順で得られたＴＡＢ用テープを用いて、前述の評価方法（３）と同一の方法で半導体集積回路接続用の導体回路を形成し、図４に示すパターンテープを得た。
【００７７】
（ｃ）半導体装置の作成
上記（ｂ）のパターンテープを用いて、４５０℃、１分の条件でインナーリードボンディングを行ない、半導体集積回路を接続した。しかるのちに、エポキシ系液状封止剤（ナミックス（株）製“チップコート” １３２０−６１７）で樹脂封止を行ない、図１で示される半導体装置を得た。
【００７８】
（実施例２）
参考例１で得られたポリアミド樹脂ＰＡ−１およびＰＡ−２、表２に示したエポキシ樹脂（ジャパン・エポキシ・レジン（株）製、（登録商標）“エピコート”ＹＸ４０００Ｈ、エポキシ当量１５０）、表３に示したフェノール樹脂Ｃ（昭和高分子（株）製、（登録商標）”ショウノール”ＢＫＳ３１６）、フェノール樹脂Ｄ（明和化成（株）製、商品名ＭＲ−１）および硬化促進剤Ｆをそれぞれ表４の組成比となるように配合し、ＭＥＫ（ｂｐ．７９．６℃）／ベンジルアルコール（ｂｐ．２０５．５℃）／トルエン（ｂｐ．１１０．６℃）＝２０／３０／５０の混合溶媒に３０℃で撹拌混合し、塗布後１８０℃、１分間の乾燥を行い接着剤シートを作成したこと以外は、実施例１と同様にしてＴＡＢ用テープ、パターンテープおよび半導体装置を得た。
【００７９】
（実施例３）
参考例１で得られたポリアミド樹脂ＰＡ−１およびＰＡ−２、表２に示したエポキシ樹脂、表３に示したフェノール樹脂Ｃ、フェノール樹脂Ｄ、ダイマー酸（ユニケマ（株）製、ＰＲＩＰＯＬ１００９ 炭素数３６）および硬化促進剤Ｆをそれぞれ表４の組成比となるように配合し、参考例３で得た保護フィルムＢに塗布したこと以外は、実施例１と同様にしてＴＡＢ用テープ、パターンテープおよび半導体装置を得た。
【００８０】
（実施例４）
参考例３で得られた保護フィルムＢに塗布後１００℃、１分間の乾燥を行い接着剤シートを作成したこと以外は、実施例２と同様にしてＴＡＢ用テープ、パターンテープおよび半導体装置を得た。
【００８１】
（実施例５）
参考例１で得られたポリアミド樹脂ＰＡ−１およびＰＡ−２、表２に示したエポキシ樹脂、表３に示したフェノール樹脂Ｃ、フェノール樹脂Ｄおよび硬化促進剤Ｆをそれぞれ表４の組成比となるように配合したこと以外は、実施例１と同様にしてＴＡＢ用テープ、パターンテープおよび半導体装置を得た。
【００８２】
（実施例６）
参考例２で得られたポリアミド樹脂ＰＡ−３を用いたこと以外は、実施例１と同様にしてＴＡＢ用テープ、パターンテープおよび半導体装置を得た。
【００８３】
（実施例７）
参考例３で得られた保護フィルムＡに塗布後１８０℃、２分間の乾燥を行い接着剤シートを作成したこと以外は、実施例２と同様にしてＴＡＢ用テープ、パターンテープおよび半導体装置を得た。
【００８４】
（比較例１）
参考例１で得られたポリアミド樹脂ＰＡ−１およびＰＡ−２、表２に示したエポキシ樹脂、表３に示したフェノール樹脂Ｃおよびフェノール樹脂Ｄおよび硬化促進剤Ｆをそれぞれ表５の組成比となるように配合し、塗布したこと以外は、実施例２と同様にしてＴＡＢ用テープ、パターンテープおよび半導体装置を得た。但し、エージング処理は行わなかった。
【００８５】
（比較例２）
参考例３で得られた保護フィルムＣに塗布後７０℃、１分間の乾燥を行い接着剤シートを作成したこと以外は、実施例２と同様にしてＴＡＢ用テープ、パターンテープおよび半導体装置を得た。
【００８６】
（比較例３）
７０℃、１０日間のエージング処理を行ったこと以外は、実施例２と同様にしてＴＡＢ用テープ、パターンテープおよび半導体装置を得た。
【００８７】
（比較例４）
参考例１で得られたポリアミド樹脂ＰＡ−２を使用し、トルエン／テトエチレンペンタン（ｂｐ．３３３℃）／ＩＰＡ＝５５／３０／１５の混合溶媒に３０℃で撹拌混合し、参考例３で得られた保護フィルムＢに塗布後１８０℃、２分間の乾燥を行い接着剤シートを作成したこと以外は、実施例２と同様にしてＴＡＢ用テープ、パターンテープおよび半導体装置を得た。
【００８８】
実施例１〜７および比較例１〜４の結果を表４と表５に示す。上記各実施例および各比較例から、本発明のＴＡＢ用テープは、低温ラミネートと低圧ラミネートに対応可能な高接着性テープであることがわかった。
【００８９】
【表２】

【００９０】
【表３】

【００９１】
【表４】

【００９２】
【表５】

【００９３】
【発明の効果】
本発明によれば、低温かつ低圧でのラミネート性に優れた新規な半導体装置用接着剤付きテープが得られる。この半導体装置用接着剤付きテープを用いることで高密度実装用の半導体装置ならびに半導体集積回路接続用基板を工業的に有利に製造することができ、得られる半導体装置の信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、半導体装置用接着剤付きテープを用いた半導体装置（ＢＧＡ）の一態様を説明するための断面図である。
【図２】図２は、半導体装置用接着剤付きテープを用いた半導体装置（ＣＳＰ）の一態様を説明するための断面図である。
【図３】図３は、半導体集積回路搭載前のパターンテープの一態様を説明するための斜視図である。
【図４】図４は、図３のパターンテープを用いた半導体装置の一態様を説明するための断面図である。
【符号の説明】
１、１２、２０ 有機絶縁性フィルム
２、１３、２１ 接着剤層
３ スプロケット孔
４ デバイス孔
５、１４、２２ 導体パターン
６ インナーリード部
７ アウターリード部
８、１５、２３ 半導体集積回路
９、１６、２４ 封止樹脂
１０、１７、２５ 金バンプ
１１ 保護膜
１８、２６ ハンダボール
１９ スティフナー
２７ ソルダーレジスト

Claims (8)

1. 有機絶縁性フィルム上に接着剤層および保護フィルム層を有する半導体用接着剤付きテープにおいて、硬化前の接着剤層の１５０℃における動的粘弾性の貯蔵弾性率Ｅが１０≦Ｅ≦２００ｋＰａであり、かつ散逸率Ｔが０．２５≦Ｔ≦０．６であることを特徴とする半導体用接着剤付きテープ。
2. 接着剤層中に含まれる沸点１００〜２５０℃の溶剤の接着剤層中における総含有率が０．５〜２ｗｔ％であることを特徴とする請求項１記載の半導体用接着剤付きテープ。
3. 接着剤層が、２５℃において液体である炭素数１２〜５０の脂肪酸を含むことを特徴とする請求項１または２記載の半導体用接着剤付きテープ。
4. 接着剤層が、フェノール樹脂を少なくとも１種類以上含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の半導体用接着剤付きテープ。
5. 接着剤層が、エポキシ樹脂を少なくとも１種類以上含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の半導体用接着剤付きテープ。
6. 接着剤層が、熱可塑性樹脂を少なくとも１種類以上含むことを特徴とする請求項４または５記載の半導体用接着剤付きテープ。
7. 請求項１〜６のいずれか記載の半導体用接着剤付きテープを用いてなる半導体接続用基板。
8. 請求項７記載の半導体用接続用基板を用いてなる半導体装置。

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