JPH07307352A

JPH07307352A - 導電性接着シート

Info

Publication number: JPH07307352A
Application number: JP12181594A
Authority: JP
Inventors: Tatsuya Onishi; 龍也大西
Original assignee: Toshiba Chemical Corp
Current assignee: Kyocera Chemical Corp
Priority date: 1994-05-11
Filing date: 1994-05-11
Publication date: 1995-11-21

Abstract

(57)【要約】【構成】本発明は、（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）アミ
ン系、フェノール系などエポキシ樹脂の硬化剤、（Ｃ）
エポキシ樹脂との相溶性のよい酢酸ビニル樹脂、ポリエ
ステル樹脂など熱可塑性樹脂および（Ｄ）導電性粉末を
必須成分とする導電性接着剤を、ポリプロピレンフィル
ムなど支持フィルムに剥離可能に定着してなることを特
徴とする導電性接着シートである。【効果】本発明の導電性接着シートは、半導体チップ
のアッセンブリなどに適用して、接着性に優れ、反りが
少なくボイドの発生がなく、半導体チップ大型化と表面
実装に対応した信頼性の高いものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置のアッセン
ブリー等に使用され導電性接着シートに関し、接着した
半導体チップの反りが少なく、ボイドの発生のないなど
の利点を有し、半導体チップの大型化に対応したもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】リードフレーム上の所定部分にＩＣ、Ｌ
ＳＩ等の半導体チップを接続する工程は、素子の長期信
頼性に影響を与える重要な工程の一つである。従来から
この接続方法として、半導体チップのシリコン面をリー
ドフレーム上の金メッキ面に、加圧圧着するというＡu
−Ｓi 共晶法が主流であった。しかし、近年の貴金属、
特に金の高騰を契機として樹脂封止型半導体装置ではＡ
u −Ｓi 共晶法から、半田を使用する方法や、ペースト
状やシート状の導電性接着剤を使用する方法等に急速に
移行しつつある。

【０００３】しかし、半田を使用する方法は、半田や半
田ボールが飛散して電極等に付着し、腐蝕断線の原因に
なることが指摘されている。ペースト状やシート状の導
電性接着剤を使用する方法では、近年のＩＣ、ＬＳＩ等
の半導体チップの大型化に伴う反り問題に対応するた
め、低応力化の目的で樹脂中にゴム成分やその他の熱可
塑性樹脂を導入する方法が採られているが、ゴム成分が
ペースト中に存在するとディスペンス等のペースト塗布
において、作業性が著しく悪化する欠点があった。ま
た、その他の熱可塑性樹脂を導入する方法は、エポキシ
樹脂等との熱硬化性樹脂との相溶性が悪く、熱可塑性樹
脂を含む導電性接着剤の多くは、使用時においてペース
ト状を保持させるために、溶剤や反応性液状物に希釈さ
れている。特に、熱可塑性樹脂は希釈効率が一般的に悪
く、大量の希釈溶剤等を必要とする。そのために、硬化
時に接着剤層にボイドが発生し、さらにチップクラック
の発生や接着力の低下を引き起こし、素子の信頼性を低
下させる欠点があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の欠点
を解消するためになされたもので、支持フィルム上に形
成した導電性接着シートであって、接着強度に優れ、半
導体チップの反りが少なく、また、ボイドやチップクラ
ックの発生がなく、半導体チップの大型化と表面実装に
対応した導電性接着シートを提供しようとするものであ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記の目的
を達成しようと鋭意研究を重ねた結果、後述する組成の
接着剤を用いることにとって、上記の目的を達成でき、
アッセンブリー工程において支持フィルムから被着体へ
の転写が良好であることを見いだし、本発明を完成した
ものである。

【０００６】即ち、本発明は、（Ａ）エポキシ樹脂、
（Ｂ）硬化剤、（Ｃ）エポキシ樹脂との相溶性のよい熱
可塑性樹脂および（Ｄ）導電性粉末を必須成分とする導
電性接着剤を、支持フィルムに剥離可能に定着してなる
ことを特徴とする導電性接着シートである。

【０００７】以下、本発明を詳細に説明する。

【０００８】本発明に用いる導電性接着剤は、エポキシ
樹脂、硬化剤、エポキシ樹脂との相溶性のよい熱可塑性
樹脂および導電性性粉末を必須成分とするものであり、
これらの各成分について説明する。

【０００９】（Ａ）エポキシ樹脂としては、 1分子中に
エポキシ基 2個以上有するエポキシ化合物であればよ
く、特に制限するものではなく種々のものを使用するこ
とができる。このようなエポキシ樹脂として、例えばビ
スフェノールＡのグリシジルエーテル型エポキシ樹脂、
ビスフェノールＦの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のグリシジルエーテル型エ
ポキシ樹脂、グリセリンのグリシジルエーテル型エポキ
シ樹脂、ポリアルキレンオキサイドのグリシジルエーテ
ル型エポキシ樹脂、ダイマー酸のグリシジルエステル型
エポキシ樹脂、ブロム化ビスフェノールＡのグリシジル
エーテル型エポキシ樹脂、ビニルシクロヘキセンジオキ
サイド等の脂環式エポキシ樹脂、ポリブタジエン過酢酸
でエポキシ化したエポキシ樹脂等が挙げられ、これは単
独または 2種以上混合して使用することができる。この
他にエポキシ樹脂の粘度を低下させるため、低粘度のエ
ポキシ樹脂を混合併用することができる。

【００１０】（Ｂ）硬化剤としては、アッセンブリー後
の半導体チップの性能を損なわないものであれば、特に
制限されるものではなく、種々のエポキシ樹脂の硬化剤
を使用することができる。これらの硬化剤として例え
ば、アミン系硬化剤［脂肪族アミン（トリエチレンテト
ラミン、テトラエチレンペンタミン等）、ポリアミドア
ミン（ダイマー酸とポリアミンの縮合物）、芳香族アミ
ン（ 4,4′−ジアミノジフェニルスルホン、 4,4′−ジ
アミノジフェニルメタン、Ｎ，Ｎ′−ジメチル-4,4′ジ
アミノジフェニルメタン、Ｎ，Ｎ′−ジエチル-4,4′−
ジアミノジフェニルメタン、Ｎ，Ｎ′−ジメチル-3,3′
−ジアミノジフェニルメタン等）］、フェノール系硬化
剤［ビスフェノール類（ビスフェノールＡ、ビスフェノ
ールＦ、ビスフェノールＳ等）、フェノール樹脂類（ノ
ボラックフェノール樹脂、ノボラッククレゾール樹脂
等）、ビニルフェノールの重合物（ポリ−p-ビニルフェ
ノール等）］等が挙げられ、これらは単独または 2種以
上混合して使用することができる。

【００１１】（Ｃ）エポキシ樹脂との相溶性のよい熱可
塑性樹脂としては、酢酸ビニル樹脂、ポリビニルアルコ
ール樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、アクリル樹脂、
ポリアクリロニトリル樹脂、ビニルウレタン樹脂、ポリ
エステル樹脂、ポリアミド樹脂等が挙げられ、樹脂の分
子量等に制限されるものではなく、広く使用することが
できる。これらの熱可塑性樹脂は単独又は 2種以上混合
して使用することができる。この熱可塑性樹脂の配合割
合は、エポキシ樹脂に対して10〜200 重量％配合するこ
とが望ましい。配合量が10重量％未満では、接着剤をシ
ート化した後のハンドリング性が十分でなく、また、ウ
ェーハ裏面への熱転写時に十分なタック性が発生せず、
200 重量％を超えると硬化後の耐熱性が低下し好ましく
ない。

【００１２】（Ｄ）導電性粉末としては、例えば銀粉
末、銅粉末、ニッケル粉末等の金属粉末が挙げられ、こ
れらは単独又は 2種以上混合して使用することができ
る。また導電性粉末であれば制限はなく、表面に金属鍍
金層を有する粉末等でもよい。さらに導電性粉末の形状
についても特に制限はない。これらの導電性粉末の中で
も球状のものが好んで用いられ、粒径が50μm 以下のも
のが好ましい。粒径が50μm を超えると導電性が不安定
になり好ましくない。また、バインダーとなる樹脂と導
電性粉末との配合割合は、重量比で30：70〜10：90の範
囲であることが望ましい。導電性粉末が70重量部未満で
は十分な導電性が得られず、90重量部を超えると作業性
や密着性が低下し好ましくない。

【００１３】本発明に用いる導電性接着剤は上述したエ
ポキシ樹脂、硬化剤、特定の熱可塑性樹脂および導電性
粉末を必須成分とするものであるが、本発明の目的に反
しない限り、また、必要に応じて他の成分、例えば硬化
促進剤、カップリング剤、分散剤等を添加配合すること
ができる。本発明の導電性接着剤の製造方法は、各成分
を配合して三本ロール等により均一に混練してペースト
状物を得る。この時にエポキシ樹脂、硬化剤、熱可塑性
樹脂のいずれか固体である場合、あるいは作業上粘度が
高い場合は、必要に応じて有機溶剤で希釈した後、各成
分を配合し均一に混練して製造することができる。得ら
れたペースト状物を支持フィルム上に均一に塗布し、加
熱して溶剤を除去して予備硬化を行い、5 〜100 μm 厚
程度のフィルム状接着剤を形成して導電性接着シートを
製造することができる。

【００１４】この予備硬化にるシート化においては、特
に導電性接着シートに含まれる溶剤残量を 1重量％以下
とすることが望ましい。溶剤残量が 1重量％を超えると
残留溶剤の影響により、マウント工程においてボイドが
発生し好ましくない。ここで使用する支持フィルムとし
ては、溶剤を除去する予備硬化工程によって悪影響を与
えないものであれば特に限定されるものではなく、例え
ばポリエチレンフィルム、ポリオレフィン重合体フィル
ム等が挙げられ、広く使用することができる。

【００１５】得られた導電性接着シートは、加熱すると
支持フィルムと導電性接着剤の間の剥離特性が向上し、
接着剤を支持フィルム上に残すことなく被着体に転写で
きる。具体的な例を挙げると、半導体素子製造において
ダイシング工程前のウェーハの裏面に対して前記導電性
接着シートを合わせ、熱風オーブン、ヒートブロック、
熱風ドライヤー等により、50〜100 ℃の温度にして、よ
り好ましくは熱可塑性樹脂の軟化点以上の温度にして、
5〜60秒間加熱すれば、導電性接着剤のみをウェーハ裏
面に転写することができる。得られた導電性接着剤付ウ
ェーハは通常の方法によってダイシングし、通常のアッ
センブリー工程同様リードフレーム上に各ダイシング済
半導体チップを、導電性接着剤ごとマウントし、120 〜
300 ℃の温度で数十秒から数分間ヒートブロック上で加
熱硬化させて使用する。また、オーブンで150 〜200 ℃
の温度で数分間から数時間硬化させて使用することがで
きる。

【００１６】

【作用】本発明の導電性接着シートは、エポキシ樹脂、
硬化剤、特定の熱可塑性樹脂および導電性粉末を必須成
分とし、特に導電性接着シートの溶剤残量を 1重量％以
下とすれば、この導電性接着シートを用いることによっ
て、大型チップの反り変形がなく、また、ボイドの発生
やチップクラックがないとともに良好な支持フィルムか
らの被着体への転写ができるものである。

【００１７】

【実施例】次に本発明を実施例によって説明するが、本
発明はこれらの実施例によって限定されるものではな
い。以下の実施例および比較例において「部」とは特に
説明のない限り「重量部」を意味する。

【００１８】実施例１エポキシ樹脂ＹＬ−９８０（油化シェルエポキシ社製、
商品名）16部、フェノールノボラック樹脂ＢＲＧ−５５
８（昭和高分子社製、商品名） 6部、熱可塑性樹脂ＵＥ
−３２００（ユニチカ社製ポリエステル樹脂、商品名）
20部およびイミダゾール２Ｅ４ＨＺ（四国化成社製、商
品名） 0.3部をメチルエチルケトンおよびブチルセロソ
ルブアセテートの 1：1 （重量比）混合溶剤30部に溶解
した。この溶液に銀粉末 124部を混合し、さらに三本ロ
ールにより混練して導電性接着剤を得た。

【００１９】得られた導電性接着剤を用いて、厚さ40μ
m のポリプロピレンフィルム上にキャストして、100 ℃
で60分間乾燥半硬化させ、溶剤残量 0.55 ％（加熱重量
減の測定による）、厚さ34μm の接着剤層を有する導電
性接着シートを製造した。

【００２０】実施例２エポキシ樹脂エピコート８２８（油化シェルエポキシ社
製、商品名）10部、エピコート１００１（油化シェルエ
ポキシ社製、商品名） 5部、フェノールノボラック樹脂
ＢＲＧ−５５８（昭和高分子社製、商品名） 5部、熱可
塑性樹脂ＵＥ−３２２０（ユニチカ社製ポリエステル樹
脂、商品名）15部およびイミダゾール２Ｅ４ＨＺ−ＣＮ
（四国化成社製、商品名） 0.3部をメチルエチルケトン
およびブチルセロソルブアセテートの 1：1 （重量比）
混合溶剤30部に溶解した。この溶液に銀粉末 105部を混
合し、さらに三本ロールにより混練して導電性接着剤を
得た。

【００２１】得られた導電性接着剤を用いて、厚さ40μ
m のポリプロピレンフィルム上にキャストして、100 ℃
で60分間乾燥半硬化させ、溶剤残量 0.55 ％（加熱重量
減の測定による）、厚さ34μm の接着剤層を有する導電
性接着シートを製造した。

【００２２】比較例１エポキシ樹脂ＹＬ−９８０（油化シェルエポキシ社製、
商品名）16部、フェノールノボラック樹脂ＢＲＧ−５５
８（昭和高分子社製、商品名） 6部およびイミダゾール
２Ｅ４ＨＺ（四国化成社製、商品名） 0.3部をメチルエ
チルケトンおよびブチルセロソルブアセテートの 1：1
（重量比）混合溶剤10に溶解した。この溶液に銀粉末66
部を混合し、さらに三本ロールにより混練して導電性接
着剤を得た。この導電性接着剤を用いて、厚さ40μm の
ポリプロピレンフィルム上にキャストして、100 ℃で60
分間乾燥半硬化させ、溶剤残量 0.55 ％（加熱重量減の
測定による）、厚さ34μm の接着剤層を有する導電性接
着シートを製造した。

【００２３】比較例２エポキシ樹脂ＹＬ−９８０（油化シェルエポキシ社製、
商品名）16部、フェノールノボラック樹脂ＢＲＧ−５５
８（昭和高分子社製、商品名） 6部、熱可塑性樹脂ＵＥ
−３２００（ユニチカ社製ポリエステル樹脂、商品名）
20部、イミダゾール２Ｅ４ＨＺ（四国化成社製、商品
名） 0.3部をメチルエチルケトンおよびブチルセロソル
ブアセテートの 1：1 （重量比）混合溶剤30部に溶解し
た。この溶液に銀粉末 126部を混合し、さらに三本ロー
ルにより混練して導電性接着剤を得た。この導電性接着
剤を用いて、厚さ40μm のポリプロピレンフィルム上に
キャストして、 80 ℃で60分間乾燥半硬化させ、溶剤残
量 2.7％（加熱重量減の測定による）、厚さ35μm の接
着剤層を有する導電性接着シートを製造した。

【００２４】実施例１〜２および比較例１〜２で製造し
た導電性接着シートを用いて80℃のヒートブロック上で
シリコンウェーハ裏面に導電性接着剤を転写させた。さ
らに導電性接着剤付シリコンウェーハをフルダイシング
し、ヒートブロック上でリードフレームに導電性接着剤
付半導体チップを、200 ℃で 2分間接着硬化させて半導
体装置を製造した。これらの半導体装置について、接着
強度、接着剤層のボイドの有無、半導体チップの反り、
導電性の試験を行った。その結果を表１に示したが、い
ずれも本発明が優れており、本発明の顕著な効果が認め
られた。

【００２５】

【表１】＊1 ：銀メッキしたリードフレーム（銅系、200 μm
厚）上に 2×2mm および 4× 12mm の半導体チッブを接
合し、25℃および 350℃の温度でプッシュプルケージを
用いて剪断力を測定した。＊2 ：半導体チップの裏面のボイドの有無を評価した。
○印…ボイドの発生なし、×印…ボイドの発生有り。＊3 ：ワイヤボンディング後の半導体チップの表面を表
面粗さ計で測定し、半導体チップ中央部と端部との距離
を測定した。＊4 ：体積抵抗率計で測定した。

【００２６】

【発明の効果】以上の説明および表１から明らかなよう
に、本発明の導電性接着シートは、接着性に優れ、反り
が少なくボイドの発生がなく、半導体チップの大型化と
表面実装に対応した信頼性の高いものである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｃ０９Ｊ 7/02 ＪＬＨＨ０１Ｌ 23/14

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）硬化剤、
（Ｃ）エポキシ樹脂との相溶性のよい熱可塑性樹脂およ
び（Ｄ）導電性粉末を必須成分とする導電性接着剤を、
支持フィルムに剥離可能に定着してなることを特徴とす
る導電性接着シート。