JPH0945816A - 接着シート - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 本発明は、（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）硬化
剤、（Ｃ）熱可塑性ポリエステル樹脂などエポキシ樹脂
との相溶性のよい熱可塑性樹脂および（Ｄ）絶縁性粉末
を必須成分とする接着剤を、その溶剤残量を 1重量％以
下にして、ポリプロピレンなどの支持フィルム上に剥離
可能に定着してなることを特徴とする接着シートであ
る。 【効果】 本発明の接着シートは、半導体装置のアッセ
ンブリー等に使用され、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。

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、半導体チップの反りが少なく、ボ
イド等の発生のない、半導体チップの大型化に対応した
接着シートに関する。

【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
状の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。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、エポキシ樹脂等と熱硬化性樹脂との相溶性
が悪く、熱可塑性樹脂を含む接着剤の多くが使用時にお
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、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よって、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）絶縁性粉末を必須成分とする接
着剤を、その溶剤残量を 1重量％以下にして、支持フィ
ルム上に剥離可能に定着してなることを特徴とする接着
シート。を必須成分とする接着剤を、支持フィルム上に
剥離可能に定着してなることを特徴とする接着シートで
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、
絶縁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
エポキシ基を 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は、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、ポリブタジエンを
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。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
の半導体素子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は、アミ
ン系硬化剤、フェノール系硬化剤等が挙げられる。アミ
ン系硬化剤として例えば、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）があり、また
フェノール系硬化剤として例えばビスフェノール類（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）等があり、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
ール化した後のハンドリング性が十分でなく、また、ウ
エハー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）絶縁性粉末としては、アルカリ金属
イオン、ハロゲンイオン等の不純物の含量がごく少量で
あることが望ましく、そのため必要であればイオン交換
水あるいはイオン交換樹脂で洗浄し不純物を取り除いた
ものであることが望ましい。具体的な絶縁性粉末として
はカーボランダム、炭化ケイ素、窒化ケイ素、窒化アル
ミニウム、窒化チタン等の非酸化物セラミック粉末、ベ
リウム、マグネシウム、チタン、シリコン等の酸化物粉
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、バインダーとなる樹脂と絶縁
性粉末との配合割合は、重量比で80：20〜20：80の範囲
であることが望ましい。絶縁性粉末が20重量部未満では
十分な接着強度が得られず、80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絶縁性粉末を
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
ずれかが固体である場合、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接着シートを製造すること
ができる。この予備硬化によるシート化においては、接
着シートに含まれる溶剤残量が 1重量％以下であること
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。

【００１４】得られた接着シートは、加熱すると支持フ
ィルムと接着剤の間の剥離特性を改良し、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
程前のウェハーの裏面に対して前記接着シートを合わ
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で 5〜60秒間加熱すれば、接
着剤のみをウェハー裏面に転写することができる。得ら
れた接着剤付ウェハー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、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 1
50〜200 ℃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。

【００１５】

【作用】本発明の接着シートは、エポキシ樹脂、硬化
剤、特定の熱可塑性樹脂および絶縁性粉末を必須成分と
する溶剤残量が 1重量％以下のものであり、この接着シ
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。

【００１６】

【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。

【００１７】実施例１ エポキシ樹脂のエピコート８２８（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のＢＲ
Ｇ−５５８（昭和高分子社製、商品名） 6部、熱可塑性
樹脂の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。この溶液にシリカ粉末60部を混合
し、さらにディスパースにより混練して接着剤を得た。

【００１８】実施例２ エポキシ樹脂のエピコート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
脂のＢＲＧ−５５８（昭和高分子社製、商品名） 5部、
熱可塑性樹脂の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２Ｅ４Ｈ
Ｚ−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。この溶液にシリカ
粉末50部を混合し、さらにディスパースにより混練して
接着剤を得た。

【００１９】実施例１〜２で得た接着剤を用いて、厚さ
40μm のポリプロピレンフィルム上にキャストして、10
0 ℃で60分間乾燥半硬化させ、溶剤残量 0.50 ％（熱重
量減少測定による）、厚さ35μm の接着剤層を有する接
着シートを製造した。

【００２０】比較例１ エポキシ樹脂のエピコート８２８（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のＢＲ
Ｇ−５５８（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部に溶解した。この溶
液にシリカ粉末30部を混合し、さらにディスパースによ
り混練して接着剤を得た。この接着剤を用いて、厚さ40
μm 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 ％（熱重量
減少測定による）、厚さ34μm の接着剤層を有する接着
シートを製造した。

【００２１】比較例２ エポキシ樹脂のエピコート８２８（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のＢＲ
Ｇ−５５８（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。この溶液にシリカ粉末60部を混合し、
さらにディスパースにより混練して接着剤を得た。この
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30分間乾燥半硬化させ、溶
剤残量 2.5％（熱重量減少測定による）、厚さ36μm の
接着剤層を有する接着シートを製造した。

【００２２】実施例１〜２および比較例１〜２で製造し
た接着シートを用いて80℃のヒートブロック上でシリコ
ンウェハー裏面に接着剤を転写させた。さらに接着剤付
シリコンウェハー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。

【００２３】

【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。

【００２４】

【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 の半導体チップを接合し、25℃および 350℃の温度でプッシュプルゲー 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。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【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）絶縁性粉末を必須成分とする接着剤を、その溶
   剤残量を 1重量％以下にして、支持フィルム上に剥離可
   能に定着してなることを特徴とする接着シート。