JPH09260439A - Ｔａｂ用接着剤付きテープおよび半導体接続基板並びに半導体装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 接着性および絶縁性に優れた新規なＴＡＢ用
接着剤付きテープを得、これを使用した高い信頼性の半
導体装置を経済的に提供する。 【解決手段】 可撓性を有する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積層体より構成さ
れ、該接着剤層がポリアミド樹脂および架橋フェノール
樹脂を必須成分として含むことを特徴とするＴＡＢ用接
着剤付きテープおよび半導体接続基板並びに半導体装
置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は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（Ｔ
ＡＢ）方式に用いられる接着剤付きテープ（以下、ＴＡ
Ｂ用テープと称する）および半導体基板並びに半導体装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】通常のＴＡＢ用テープは、ポリイミドフ
ィルム等の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として離型性を有するポリ
エステルフィルム等を積層した３層構造より構成されて
いる。

【０００３】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）、（４）スズまたは金−メッキ処理などの加
工工程を経てＴＡＢテープ（パターンテープ）に加工さ
れる。図１にパターンテープの形状を示す。図２に本発
明の半導体装置の一態様の断面図を示す。パターンテー
プのインナーリード部６を、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
ナーリード部を有さないパターンテープを用いて、その
導体と半導体集積回路の金バンプとの間をワイヤーリー
ドボンディングで接続する半導体集積回路の搭載方法も
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。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、電子機器への実装がなされる。

【０００４】一方、近年の電子機器の小型化・軽量化に
伴い、半導体パッケージも高密度実装化を目的に、従来
の接続端子（アウターリード）をパッケージ側面に配列
したＱＦＰ（クワッド・フラット・パッケージ）、ＳＯ
Ｐ（スモール・アウトライン・パッケージ）に代わり、
パッケージの裏面に接続端子を配列するＢＧＡ（ボール
・グリッド・アレイ）、ＣＳＰ（チップ・スケール・パ
ッケージ）が、一部用いられるようになってきた。ＢＧ
Ａ、ＣＳＰがＱＦＰ、ＳＯＰと構造的に最も大きく異な
る点は、前者は、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、ガラスエポキシ基板やポリイミド等の有機絶
縁性フィルムに銅箔を貼り合わせたものが、一般的に用
いられる。したがって、これらＢＧＡ、ＣＳＰなどの半
導体装置にも本発明のＴＡＢ用接着剤付きテープを使用
することができ、得られたＢＧＡ、ＣＳＰも本発明の半
導体装置に含まれる。図３および図４に本発明の半導体
装置（ＢＧＡ、ＣＳＰ）の一態様の断面図を示す。

【０００５】上記のパッケージ形態では、いずれも最終
的にＴＡＢ用テープの接着剤層はパッケージ内に残留す
るため、絶縁性、耐熱性、接着性が要求される。近年、
電子機器の小型化に伴う高密度実装化が進行するにした
がって、ＴＡＢ方式における導体幅が非常に狭くなって
きており、高い絶縁信頼性を有する接着剤の必要性が高
まっている。最近は、特に絶縁信頼性の加速試験とし
て、１２５℃〜１５０℃の高温で連続した電圧印可状態
における絶縁性の低下速度が重要視されるようになって
きた。また、パッケージの樹脂封止に、比較的温度と圧
力の高い、トランスファーモールドが使用される場合
や、ワイヤーボンディングによるインナーリードボンデ
ィングがなされる場合は、耐熱変形性が重要視される。

【０００６】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。（特開平２−１４３４４７号公報、特開平３
−２１７０３５号公報等）。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の特性の
うち接着性と絶縁性とのバランスをとることは困難であ
り、従来のＴＡＢ用テープは、接着性と絶縁性のいずれ
かを向上させると、他方が低下し、総合的に必ずしも十
分な特性とはいえなかった。接着性について言えば、導
体幅が細くなるに従い、接着強度が低下し、ボンディン
グ等の後工程で導体の剥離を生じ、集積回路、回路基板
と接続できないことがある。これは接着強度の絶対値の
不足と、導体と接着剤の間へのメッキ液の侵入による実
効の接着面積の減少が主な原因である。

【０００８】一般的には接着剤の弾性率を低下させるこ
とにより、破壊エネルギーを増加させて、接着力を向上
させることが可能であるが、このような方法では高温、
高湿下で接着剤が軟化し、絶縁性が低下するという問題
が生ずる。一方、絶縁性を向上させるため、接着剤の架
橋度を増加させると、接着剤が脆性破壊しやすくなると
ともに、硬化収縮による内部応力の増加を招き、接着力
が低下する。

【０００９】本発明はこのような問題点を解決し、接着
性に優れた新規なＴＡＢ用テープおよび半導体接続基板
並びに半導体装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の目
的を達成するためにＴＡＢ用テープの接着剤成分の化学
構造と金属に対する接着性との関係を鋭意検討した結
果、架橋フェノール樹脂とポリアミド樹脂とを巧みに組
み合わせることにより、接着性および絶縁性に優れたＴ
ＡＢ用テープが得られることを見い出し、本発明に至っ
たものである。

【００１１】すなわち、本発明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
する積層体より構成され、該接着剤層が、ポリアミド樹
脂および少なくとも１種以上の架橋フェノール樹脂を必
須成分として含むことを特徴とするＴＡＢ用接着剤付き
テープおよび半導体接続基板並びに半導体装置である。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明で使用される架橋フェノー
ル樹脂は、分子中に少なくとも１箇所以上の架橋点によ
り実質的に架橋されているものであれば、フェノール核
を含む構造は特に限定されない。たとえば、フェノー
ル、クレゾール、ｐ−ｔ−ブチルフェノール、ノニルフ
ェノール等のアルキル置換フェノール、ｐ−フェニルフ
ェノール、テルペン、ジシクロペンタジエン等の環状ア
ルキル変性フェノール、ナフタレン、アントラセン等の
骨格を有するものでもよい。

【００１３】一般に、フェノール樹脂はポリアミド樹脂
と相溶性が良好であり、かつ熱硬化により、ポリアミド
樹脂に適度な耐熱性と破壊強度を付与するために好適な
ブレンド材料である。このような耐熱性と破壊強度が、
最終的に絶縁性と接着性のバランスに重要となる。しか
し、従来のフェノール樹脂の場合、比較的低分子量であ
り、ポリアミド樹脂とのブレンド後に適度な架橋密度を
得ることが必ずしも容易ではない。その結果、絶縁性と
接着性のバランスを実現しにくい。

【００１４】一方、本発明では、このような性質を有す
るフェノール樹脂として、あらかじめ架橋したものを用
いることにより、適度な架橋密度を得ることが容易とな
り、絶縁性および接着性が向上したと考えられる。

【００１５】フェノール樹脂はポリアミド樹脂とよく相
溶することが重要であり、本発明の架橋フェノール樹脂
は、後述の実施例の評価方法（５）に定義する可溶分率
が３０％以上、好ましくは７０％以上、さらに好ましく
は１００％である。可溶分率が３０％未満のフェノール
樹脂では接着剤とした時にポリアミド樹脂と相溶する割
合が少なく、耐熱性および絶縁性が向上しないので好ま
しくない。

【００１６】架橋フェノール樹脂の数平均分子量は、好
ましくは１０００〜２０００００、さらに好ましくは３
０００〜１０００００がよい。数平均分子量が１０００
未満であれば、架橋密度の制御が難しく、接着力と絶縁
性のバランスが取りにくい。一方、２０００００を越え
ると、ポリアミドとの相溶性および溶剤に対する溶解性
が低下し、耐熱性および絶縁性が向上しないので好まし
くない。

【００１７】架橋フェノール樹脂は、メチロール基、カ
ルボキシル基、アミノ基、エポキシ基、メルカプト基、
イソシアネート基等のポリアミド樹脂またはフェノール
樹脂と架橋可能な官能基を含有してもよい。特にメチロ
ール基は有効に自己架橋反応が進むため、架橋密度の制
御に好適である。このような官能基を導入する方法は特
に限定されず、フェノール樹脂の架橋するための官能基
を残留させる方法、あるいは架橋フェノール樹脂生成後
に別の機構の反応により導入する方法等が例示される。
具体的には、数平均分子量１５００のｐ−ｔ−ブチルフ
ェノールレゾール「“タマノル”５２６」（荒川化学
（株）製）に少量の２官能エポキシ樹脂を反応させたも
のが例示される。これは、官能基としてメチロール基を
有する架橋フェノール樹脂である。

【００１８】本発明で使用されるポリアミド樹脂は、公
知の種々のものが使用できる。特に、接着剤層に可撓性
を持たせ、かつ低吸水率のため絶縁性にすぐれる、炭素
数が３６であるジカルボン酸（いわゆるダイマー酸）を
含むものが好適である。ダイマー酸を必須成分として含
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、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。ジアミンはエチ
レンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ピペラジン等
の公知のものが使用でき、吸湿性、溶解性の点から２種
以上の混合でもよい。

【００１９】上記の架橋フェノール樹脂とポリアミド樹
脂との配合割合は、通常ポリアミド樹脂１００重量部に
対して架橋フェノール樹脂５〜５０重量部、好ましくは
１０〜３０重量部である。架橋フェノール樹脂が５重量
部未満では接着性および絶縁性の向上効果が十分でな
い。また、５０重量部を越えると接着性が低下するので
好ましくない。

【００２０】本発明において、接着剤層に公知のエポキ
シ樹脂を添加することにより、一層接着性および絶縁性
を向上させることができる。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、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、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、エ
ポキシ化メタキシレンジアミン、ビフェニル骨格を有す
るジグリシジルエーテル、ジシクロペンタジエン骨格を
有するジグリシジルエーテル等が挙げられる。エポキシ
樹脂の添加量はポリアミド樹脂１００重量部に対して５
〜１００重量部、好ましくは２０〜７０重量部である。

【００２１】さらに、接着剤層にノボラック型フェノー
ル樹脂、レゾール型フェノール樹脂等の公知のフェノー
ル樹脂を含有してもよく、絶縁性および熱変形等の耐熱
性の向上に効果がある。フェノール樹脂の添加量はポリ
アミド樹脂１００重量部に対して５〜１００重量部であ
ると好ましい。

【００２２】本発明の接着剤層にエポキシ樹脂およびフ
ェノール樹脂の硬化剤および硬化促進剤を添加すること
は何等制限されない。たとえば、芳香族ポリアミン、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、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、無水トリメリット酸等
の有機酸、ジシアンジアミド、トリフェニルフォスフィ
ン等公知のものが使用できる。添加量はポリアミド樹脂
１００重量部に対して０．１〜１０重量部であると好ま
しい。

【００２３】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、イオン捕捉剤などの有機、無機
成分を添加することは何ら制限されるものではない。

【００２４】本発明でいう可撓性を有する絶縁性フィル
ムとはポリイミド、ポリエステル、ポリフェニレンスル
フィド、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテル
ケトン、アラミド、ポリカーボネート、ポリアリレー
ト、等のプラスチックあるいはエポキシ樹脂含浸ガラス
クロス等の複合材料からなる厚さ２５〜１２５μｍのフ
ィルムであり、これらから選ばれる複数のフィルムを積
層して用いても良い。また必要に応じて、加水分解、コ
ロナ放電、低温プラズマ、物理的粗面化、易接着コーテ
ィング処理等の表面処理を施すことができる。

【００２５】本発明でいう保護フィルム層とは、銅箔を
熱ラミネートする前に接着剤面からＴＡＢ用テープの形
態を損なうことなく剥離できれば特に限定されないが、
たとえばシリコーンあるいはフッ素化合物のコーティン
グ処理を施したポリエステルフィルム、ポリオレフィン
フィルム、およびこれらをラミネートした紙等が挙げら
れる。

【００２６】次にＴＡＢ用接着剤付きテープの製造方法
について説明する。

【００２７】可撓性を有する絶縁性フィルムに、上記接
着剤組成物を溶剤に溶解した塗料を塗布、乾燥する。接
着剤層の膜厚は１０〜２５μｍとなるように塗布するこ
とが好ましい。乾燥条件は、通常１００〜２００℃、１
〜５分である。溶剤は特に限定されないが、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の混合が好
適である。通常、このようにして得られたフィルムに保
護フィルムをラミネートし、最後に３５〜１５８ｍｍ程
度の幅にスリットする。

【００２８】

【実施例】以下に実施例を挙げて本発明を説明するが、
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。

【００２９】評価方法 （１）評価用サンプル作成方法 ＴＡＢ用接着剤付きテープサンプルに１８μｍの電解銅
箔を、１４０℃、０．１ＭＰａ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
度および絶縁性の評価用サンプルをそれぞれ作成した。

【００３０】（２）スズメッキ処理 上記（１）の方法で得られたサンプルを、ホウフッ酸系
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。

【００３１】（３）剥離強度 上記（１）および（２）の方法で得た導体幅５０μｍの
評価用サンプルを用いて、導体を９０°方向に５０ｍｍ
／min の速度で剥離し、その際の剥離力を測定した。

【００３２】（４）絶縁信頼性 上記（１）および（２）の方法で得た導体幅２００μ
ｍ、導体間距離５０μｍのくし型形状の評価用サンプル
を用いて、不飽和プレッシャークッカー中で１３０℃，
８５％ＲＨ，１００Ｖの電圧を連続的に印加した状態に
おいて、抵抗値が初期値の１／１０以下となる時間を測
定した。

【００３３】（５）架橋フェノール樹脂の可溶分率 架橋フェノール樹脂約５ｇを３０℃、２４時間乾燥し、
精秤する（ｗ１とする）。ついで、架橋フェノール樹脂
を２５０ｍｌのメタノール中で３０分間加熱還流して溶
解する。得られた溶液をテフロン製の平均孔径１０μの
メンブレンフィルターにてろ過後、さらにメタノールで
洗浄する。ろ液からメタノールを蒸発させ、架橋フェノ
ール樹脂量（ｗ２とする）を精秤する。 可溶分率＝（ｗ２／ｗ１）×１００（％）として算出す
る。

【００３４】参考例１（ポリアミド樹脂の合成） 酸／アミン比を１．１〜０．９の範囲で表１に示すよう
に変えて、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、酸化防止剤を添
加し、ポリアミド樹脂を取り出した。

【００３５】参考例２（架橋フェノール樹脂の合成） フェノール樹脂とエポキシ樹脂を、フェノール性水酸基
／エポキシ基＝１０／１となるように混合し、０．２重
量％のトリフェニルホスフィンを添加後、１３０℃で５
時間反応させ、架橋フェノール樹脂を得た。

【００３６】実施例１ 参考例で得た表１に示したポリアミド樹脂Ａ（アミン価
５．７）、エポキシ樹脂（油化シェルエポキシ（株）
製、“エピコート”８２８、エポキシ当量１８６）、フ
ェノール樹脂（ＣＫＭ１２８２（昭和高分子（株））お
よび表２に示した架橋フェノール樹脂（鐘紡（株）製、
“ベルパールＳ８９５”）をそれぞれ表３の組成比とな
るように配合し、濃度２０重量％となるようにメタノー
ル／モノクロルベンゼン（１／１）混合溶媒に３０℃で
撹拌、混合して接着剤溶液を作成した。この接着剤をバ
ーコータで、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“ルミラー”）に約１８μｍ
の乾燥厚さとなるように塗布し，１００℃、１分および
１６０℃で５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“ユーピレック
ス”７５Ｓ）に１２０℃、０．１ＭＰａの条件でラミネ
ートしてＴＡＢ用接着剤付きテープを作成した。特性を
表３に示す。

【００３７】上記の手順で得られたＴＡＢ用接着剤付き
テープを用いて、前述の評価方法（１）および（２）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１に示すパターンテープを得た。

【００３８】さらにこのパターンテープを用いて、４５
０℃，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（北陸塗料（株）製“チップコート”１
３２０−６１７）で樹脂封止を行ない、半導体装置を得
た。図２は得られた半導体装置の断面を示したものであ
る。

【００３９】実施例２〜６および比較例１ 実施例１と同様の方法で、それぞれ表１〜３に示した原
料および組成比で調合した接着剤を用いてＴＡＢ用接着
剤付きテープを得た。特性を表３に示す。

【００４０】

【表１】

【００４１】

【表２】

【００４２】

【表３】

【００４３】表３の実施例および比較例から本発明によ
り得られるＴＡＢ用接着剤付きテープは、接着性および
絶縁信頼性に優れることがわかる。

【００４４】

【発明の効果】本発明は接着性に優れた新規なＴＡＢ用
接着剤付きテープおよびそれを用いた半導体装置を工業
的に提供するものであり、本発明のＴＡＢ用接着剤付き
テープによって高密度実装用の半導体装置の信頼性およ
び経済性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のＴＡＢ用接着剤付きテープを加工して
得られた、半導体集積回路搭載前のパターンテープの一
態様の斜視図。

【図２】本発明のＴＡＢ用接着剤付きテープを用いた半
導体装置の一態様の断面図。

【図３】本発明のＴＡＢ用接着剤付きテープを用いた半
導体装置（ＢＧＡ）の一態様の断面図。

【図４】本発明のＴＡＢ用接着剤付きテープを用いた半
導体装置（ＣＳＰ）の一態様の断面図。

【符号の説明】

１，１２，２０ 可撓性を有する絶縁性フィルム ２，１３，２１ 接着剤 ３ スプロケット孔 ４ デバイス孔 ５，１４，２２ 半導体集積回路接続用の導体 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 補強板 ２７ ソルダーレジスト

───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｂ３２Ｂ 27/42 １０１ Ｂ３２Ｂ 27/42 １０１ Ｃ０９Ｊ 7/02 ＪＫＡ Ｃ０９Ｊ 7/02 ＪＫＡ ＪＫＣ ＪＫＣ ＪＫＤ ＪＫＤ ＪＬＥ ＪＬＥ

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】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積層体より構成
   され、該接着剤層が、ポリアミド樹脂および少なくとも
   １種以上の架橋フェノール樹脂を必須成分として含むこ
   とを特徴とするＴＡＢ用接着剤付きテープ。
2. 【請求項２】架橋フェノール樹脂が、可溶分率が３０％
   以上であることを特徴とする請求項１記載のＴＡＢ用接
   着剤付きテープ。
3. 【請求項３】架橋フェノール樹脂の可溶分率が７０％以
   上であることを特徴とする請求項１記載のＴＡＢ用接着
   剤付きテープ。
4. 【請求項４】架橋フェノール樹脂の可溶分率が１００％
   であることを特徴とする請求項１記載のＴＡＢ用接着剤
   付きテープ。
5. 【請求項５】架橋フェノール樹脂の数平均分子量が、１
   ０００〜２０００００であることを特徴とする請求項１
   記載のＴＡＢ用接着剤付きテープ。
6. 【請求項６】架橋フェノール樹脂が、ポリアミド樹脂ま
   たはフェノール樹脂と架橋可能な官能基を含有している
   ことを特徴とする請求項１記載のＴＡＢ用接着剤付きテ
   ープ。
7. 【請求項７】架橋フェノール樹脂が、メチロール基を含
   有していることを特徴とする請求項１記載のＴＡＢ用接
   着剤付きテープ。
8. 【請求項８】接着剤層がエポキシ樹脂を含有することを
   特徴とする請求項１記載のＴＡＢ用接着剤付きテープ。
9. 【請求項９】ポリアミド樹脂が炭素数３６のジカルボン
   酸を必須構成成分として含むことを特徴とする請求項１
   記載のＴＡＢ用接着剤付きテープ。
10. 【請求項１０】接着剤層が該架橋フェノール樹脂以外
    に、少なくとも１種類のフェノール樹脂を含有すること
    を特徴とする請求項１記載のＴＡＢ用接着剤付きテー
    プ。
11. 【請求項１１】請求項１〜１０のいずれか記載のＴＡＢ
    用接着剤テープを用いた半導体接続基板。
12. 【請求項１２】請求項１〜１０のいずれか記載のＴＡＢ
    用接着剤付きテープを用いた半導体装置。