JP7255146B2 - フィルム状接着剤、接着シート、並びに半導体装置及びその製造方法 - Google Patents
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Description
(A1)成分は、接着性の観点から、エポキシ樹脂であってよい。エポキシ樹脂は、分子内にエポキシ基を有するものであれば、特に制限なく用いることができる。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、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールFノボラック型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、トリアジン骨格含有エポキシ樹脂、フルオレン骨格含有エポキシ樹脂、トリフェノールフェノールメタン型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、キシリレン型エポキシ樹脂、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、多官能フェノール類、アントラセン等の多環芳香族類のジグリシジルエーテル化合物などが挙げられる。これらは、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの中でも、(A1)成分は、フィルムのタック性、柔軟性などの観点から、クレゾ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、又はビスフェノールA型エポキシ樹脂であってもよい。
(A2)成分は、エポキシ樹脂の硬化剤となり得るフェノール樹脂であってよい。フェノール樹脂は、分子内にフェノール性水酸基を有するものであれば特に制限なく用いることができる。フェノール樹脂としては、例えば、フェノール、クレゾール、レゾルシン、カテコール、ビスフェノールA、ビスフェノールF、フェニルフェノール、アミノフェノール等のフェノール類及び/又はα-ナフトール、β-ナフトール、ジヒドロキシナフタレン等のナフトール類とホルムアルデヒド等のアルデヒド基を有する化合物とを酸性触媒下で縮合又は共縮合させて得られるノボラック型フェノール樹脂、アリル化ビスフェノールA、アリル化ビスフェノールF、アリル化ナフタレンジオール、フェノールノボラック、フェノール等のフェノール類及び/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、ナフトールアラルキル樹脂などが挙げられる。これらは、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの中でも、フェノール樹脂は、フェノールアラルキル樹脂又はナフトールアラルキル樹脂であってもよい。
(A3)成分は、(メタ)アクリル酸エステルに由来する構成単位を主成分として有するアクリルゴムであってよい。(A3)成分における(メタ)アクリル酸エステルに由来する構成単位の含有量は、構成単位全量を基準として、例えば、70質量%以上、80質量%以上、又は90質量%以上であってよい。アクリルゴムは、エポキシ基、アルコール性又はフェノール性水酸基、カルボキシル基等の架橋性官能基を有する(メタ)アクリル酸エステルに由来する構成単位を含むものであってよい。
PCN/PCO<0.070 (1)
(B)成分としては、例えば、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、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、ホウ酸アルミウィスカ、窒化ホウ素、シリカ等が挙げられる。これらは、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの中でも、(B)成分は、溶融粘度の調整の観点から、シリカであってもよい。(B)成分の形状は、特に制限されないが、球状であってよい。
(C)成分は、シランカップリング剤であってよい。シランカップリング剤としては、例えば、γ-ウレイドプロピルトリエトキシシラン、γ-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3-フェニルアミノプロピルトリメトキシシラン、3-(2-アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。これらは、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。
(D)成分は、特に限定されず、一般に使用されるものを用いることができる。(D)成分としては、例えば、イミダゾール類及びその誘導体、有機リン系化合物、第二級アミン類、第三級アミン類、第四級アンモニウム塩等が挙げられる。これらは、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの中でも、反応性の観点から(D)成分はイミダゾール類及びその誘導体であってもよい。
(実施例1及び比較例1、2)
<接着剤ワニスの調製>
表1に示す品名及び組成比(単位:質量部)で、(A1)熱硬化性樹脂としてのエポキシ樹脂、(A2)硬化剤としてのフェノール樹脂、及び(B)無機フィラーからなる組成物にシクロヘキサノンを加え、撹拌混合した。これに、表1に示す(A3)エラストマとしてのアクリルゴムを加えて撹拌し、さらに表1に示す(C)カップリング剤及び(D)硬化促進剤を加えて、各成分が均一になるまで撹拌して、接着剤ワニスを調製した。なお、表1に示す(A3)成分及び(B)成分の数値は、固形分の質量部を意味する。
(A1)熱硬化性樹脂
(A1-1)YDCN-700-10(商品名、新日鉄住金化学株式会社製、o-クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、エポキシ当量:209g/eq)
(A2)硬化剤
(A2-1)HE-100C-30(商品名、エア・ウォーター株式会社製、フェニルアラルキル型フェノール樹脂、水酸基当量:174g/eq、軟化点77℃)
(A3)エラストマ
(A3-1)SG-P3改良品(SG-P3(商品名、ナガセケムテックス株式会社製)のアクリルゴムにおいて、アクリルニトリルに由来する構成単位を除いたもの、アクリルゴムの重量平均分子量:60万、アクリルゴムの理論Tg:12℃、PCN/PCO=0.001)
(A3-1)のPCN/PCOは以下の方法によって算出した。まず、(A3-1)から溶剤を除去したものをKBr錠剤法によって、透過IRスペクトルを測定し、縦軸を吸光度、横軸を波数(cm-1)で表示した。IRスペクトルの測定には、FT-IR6300(日本分光株式会社製、光源:高輝度セラミック光源、検出器:DLATGS)を使用した。
1670cm-1と1860cm-1との2点の間で最も吸光度の高いピークをピーク点とした。1670cm-1と1860cm-1との2点間の直線をベースラインとし、このベースライン上でピーク点と同波数である点をベースライン点とし、ベースライン点とピーク点との吸光度の差をカルボニル基の伸縮振動に由来する吸収ピークの高さ(PCO)とした。
PCOを求めたものと同一のIRスペクトルにおいて、2270cm-1と2220cm-1との2点の間で最も吸光度の高いピークをピーク点とした。2270cm-1と2220cm-1との2点間の直線をベースラインとし、このベースライン上でピーク点と同波数である点をベースライン点とし、ベースライン点とピーク点との吸光度の差をニトリル基の伸縮振動に由来するピークの高さ(PCN)とした。
(B1)YA050C(商品名、アドマテックス株式会社製、シリカフィラー分散液)におけるシリカフィラーがビニルシランカップリング剤及びアルキルシランカップリング剤で表面処理されているシリカフィラー分散液(平均粒径0.050μm)
(B2)R972(商品名、日本アエロジル株式会社製、ジメチルジクロロシラン(アルキルシランカップリング剤)で表面処理した疎水性フュームドシリカ、平均粒径0.016μm)
(B3)YA050C(商品名、アドマテックス株式会社製、シリカフィラー分散液)におけるシリカフィラーがエポキシシランカップリング剤で表面処理されているシリカフィラー分散液(平均粒径0.050μm)
(C1)A-189(商品名、日本ユニカー株式会社製、γ-メルカプトプロピルトリメトキシシラン)
(C2)A-1160(商品名、日本ユニカー株式会社製、γ-ウレイドプロピルトリエトキシシラン)
(D1)2PZ-CN(商品名、四国化成工業株式会社製、1-シアノエチル-2-フェニルイミダゾール)
作製した接着剤ワニスを100メッシュのフィルターでろ過し、真空脱泡した。基材フィルムとして、厚み38μmの離型処理を施したポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムを用意し、真空脱泡後の接着剤ワニスをPETフィルム上に塗布した。塗布した接着剤ワニスを、90℃で5分間、続いて130℃で5分間の2段階で加熱乾燥し、Bステージ状態にある実施例1及び比較例1、2のフィルム状接着剤を得た。フィルム状接着剤においては、接着剤ワニスの塗布量によって、厚み10μmになるように調整した。
<A液の調製>
無水硫酸銅(II)2.0gを蒸留水1020gに溶解させ、完全に硫酸銅が溶解するまで撹拌し、銅イオン濃度がCu元素換算で濃度500mg/kgである硫酸銅水溶液を調製した。得られた硫酸銅水溶液をA液とした。
無水硫酸ナトリウム1.0gを蒸留水1000gに溶解させ、完全に硫酸ナトリウムが溶解するまで撹拌した。これにさらにN-メチル-2-ピロリドン(NMP)を1000g加え、撹拌した。その後、室温になるまで空冷して硫酸ナトリウム水溶液を得た。得られた溶液をB液とした。
上記で作製した実施例1及び比較例1、2のフィルム状接着剤(厚み:10μm)を、それぞれ直径約3cmの円状に切り抜いた。次に、厚み1.5mm、外径約3cm、内径1.8cmのシリコンパッキンシートを2枚用意した。円状に切り抜いたフィルム状接着剤を2枚のシリコンパッキンシートで挟み、これを容積50mLの2つのガラス製セルのフランジ部で挟み、ゴムバンドで固定した。
Claims (11)
- 半導体素子と前記半導体素子を搭載する支持部材とを接着するためのフィルム状接着剤であって、
前記フィルム状接着剤が、熱硬化性樹脂成分と、無機フィラーと、を含有し、
前記無機フィラーが、ビニルシランカップリング剤及びアルキルシランカップリング剤で表面処理されている、フィルム状接着剤。 - 前記無機フィラーが、シリカである、請求項1に記載のフィルム状接着剤。
- 前記熱硬化性樹脂成分が、熱硬化性樹脂と、硬化剤と、エラストマと、を含む、請求項1又は2に記載のフィルム状接着剤。
- 前記フィルム状接着剤の厚みが、50μm以下である、請求項1~3のいずれか一項に記載のフィルム状接着剤。
- 基材と、
前記基材の一方の面上に設けられた請求項1~4のいずれか一項に記載のフィルム状接着剤と、
を備える、接着シート。 - 前記基材が、ダイシングテープである、請求項5に記載の接着シート。
- 半導体素子と、
前記半導体素子を搭載する支持部材と、
前記半導体素子及び前記支持部材の間に設けられ、前記半導体素子と前記支持部材とを接着する接着部材と、
を備え、
前記接着部材が、請求項1~4のいずれか一項に記載のフィルム状接着剤の硬化物である、半導体装置。 - 前記支持部材が、銅を素材とする部材を含む、請求項7に記載の半導体装置。
- 請求項1~4のいずれか一項に記載のフィルム状接着剤を用いて、半導体素子と支持部材とを接着する工程を備える、半導体装置の製造方法。
- 半導体ウェハに、請求項5又は6に記載の接着シートの前記フィルム状接着剤を貼り付ける工程と、
前記フィルム状接着剤を貼り付けた前記半導体ウェハを切断することによって、複数の個片化されたフィルム状接着剤付き半導体素子を作製する工程と、
前記フィルム状接着剤付き半導体素子を支持部材に接着する工程と、
を備える、半導体装置の製造方法。 - 前記支持部材に接着された前記フィルム状接着剤付き半導体素子に対して、リフロー炉を用いて加熱する工程をさらに備える、請求項10に記載の半導体装置の製造方法。
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