JP2004165687A - Semiconductor device, method of manufacturing semiconductor device, and photosensitive adhesive film for mounting semiconductor chip - Google Patents
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Abstract
【課題】 低弾性と回路充填性を備え、貫通孔からの浸みだしがない接着フィルムを使用する半導体装置の製造方法を提供する。
【解決手段】 エポキシ樹脂と、アクリルゴムと、光硬化開始剤と、ジペンタエリトリトールヘキサアクリレートとを含み、硬化物が２５℃で２０〜２０００MPa、２６０℃で３〜５０MPaの貯蔵弾性率を有する接着剤１から形成され、第一の面のみが光照射され、光照射されない第二の面のタック強度に対する光照射後の第一の面のタック強度の比が０．０１〜０．５０となるように適合された感光性接着フィルムを準備し、第一の面を光照射し次いで第二の面に半導体ウェハ５をラミネートし、ラミネートした半導体ウェハと感光性接着フィルムとを半導体チップザイズに切断し、感光性接着フィルムの光照射した第一の面に回路付き基板または回路付きフィルムとを接着することを含む方法である。
【選択図】 図３PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a semiconductor device using an adhesive film having low elasticity and circuit filling property and not exuding from a through hole.
SOLUTION: The adhesive contains an epoxy resin, an acrylic rubber, a photocuring initiator, and dipentaerythritol hexaacrylate, and the cured product has a storage elastic modulus of 20 to 2000 MPa at 25 ° C and 3 to 50 MPa at 260 ° C. Formed from Agent 1, only the first surface is irradiated with light, and the ratio of the tack intensity of the first surface after light irradiation to the tack intensity of the second surface not irradiated with light is 0.01 to 0.50. The photosensitive adhesive film adapted as described above is prepared, the first surface is irradiated with light, the semiconductor wafer 5 is laminated on the second surface, and the laminated semiconductor wafer and the photosensitive adhesive film are cut into a semiconductor chip size. And bonding a substrate with a circuit or a film with a circuit to the light-irradiated first surface of the photosensitive adhesive film.
[Selection diagram] FIG.
Description
本発明は、半導体装置ならびに半導体装置の製造方法に関する。本発明はまた、半導体チップ搭載用の感光性接着フィルムに関する。 The present invention relates to a semiconductor device and a method for manufacturing a semiconductor device. The present invention also relates to a photosensitive adhesive film for mounting a semiconductor chip.
チップサイズパッケージ（ＣＳＰ）は、他の電子部品と一括して実装できるため、近年極めて多く利用されており、日刊工業新聞社発行の表面実装技術１９９７年第３号の記事「実用化に入ったＣＳＰ（ファインピッチＢＧＡ）のゆくえ」に掲載されているように、各種の構造が提案されている。その中でも、インターポーザと呼ばれる配線基板に、テープやキャリア基板を用いた方式の実用化が進められている。このような実装技術は、インターポーザを介するために優れた接続信頼性を有しており、このため、多くのインターポーザが、信学技報ＣＰＭ９６−１２１、ＩＣＤ９６−１６０（１９９６−１２）の「テープＢＧＡタイプＣＳＰの開発」やシャープ技報第６６号（１９９６年１２号）の「チップサイズパッケージ（Chip Size Package）開発」に発表されている。 Since the chip size package (CSP) can be packaged together with other electronic components, it has been used very frequently in recent years, and the article of surface mounting technology No. 3 published by Nikkan Kogyo Shimbun, 1997, "Commercialization has started. Various structures have been proposed as described in “Where to Go from CSP (Fine Pitch BGA)”. Among them, a method using a tape or a carrier substrate for a wiring substrate called an interposer has been put to practical use. Such a mounting technique has excellent connection reliability through the interposer, and therefore, many interposers are described in “Technical Information CPM 96-121, ICD 96-160 (1996-12)“ tape ”. Development of BGA type CSP "and" Development of Chip Size Package "of Sharp Technical Report No. 66 (No. 12, 1996).
ＣＳＰの半導体チップとインターポーザとの間には、配線接続時に加熱された際の、それぞれの熱膨張率差から生じる熱応力を低減するような接着フィルムが使われている。この接着フィルムは、はんだリフロー工程でのクラックなどが生じないことが必要であるため、耐湿性や高温耐久性も要求されている。 An adhesive film is used between the semiconductor chip of the CSP and the interposer so as to reduce the thermal stress caused by the difference in the coefficient of thermal expansion when heated at the time of wiring connection. Since it is necessary that this adhesive film does not cause cracks or the like in the solder reflow process, moisture resistance and high-temperature durability are also required.
フレキシブルプリント配線板などに使用されるフィルムタイプの接着剤は、アクリロニトリルブタジエンゴムを主成分とする系が多く用いられている。この系は、接着性に優れるという利点があるものの、耐熱性が低いという問題も残されている。 As a film type adhesive used for a flexible printed wiring board or the like, a system mainly containing acrylonitrile butadiene rubber is often used. Although this system has an advantage of excellent adhesiveness, it still has a problem of low heat resistance.
プリント配線板関連材料としての耐湿性を向上させた接着剤としては、特開昭６０−２４３１８０号公報に、アクリル系樹脂とエポキシ樹脂とポリイソシアネートと無機フィラーとを含む接着剤が、また特開昭６１−１３８６８０号公報に、アクリル系樹脂とエポキシ樹脂と分子中にウレタン結合を有する両末端が第一級アミン化合物と無機フィラーとを含む接着剤が、それぞれ開示されている。 As an adhesive having improved moisture resistance as a printed wiring board-related material, JP-A-60-243180 discloses an adhesive containing an acrylic resin, an epoxy resin, a polyisocyanate, and an inorganic filler. Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 61-138680 discloses an adhesive containing an acrylic resin, an epoxy resin, a primary amine compound having a urethane bond in a molecule and a primary amine compound at both ends, and an inorganic filler.
また、特開平８−５３６５５号公報には、分子量１０万以上のエネルギー線硬化型共重合体とエポキシ樹脂と硬化剤とからなる接着剤の発明が開示されている。この発明は、感光性を有する粘接着フィルムの発明であり、表面の粘着性を変更することで剥離性を制御したものである。しかし、接着フィルムの流動性および回路充填性についての改良は触れられておらず、それらの特性は十分とはいえない。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-53655 discloses an invention of an adhesive comprising an energy ray-curable copolymer having a molecular weight of 100,000 or more, an epoxy resin and a curing agent. This invention is an invention of an adhesive film having photosensitivity, in which releasability is controlled by changing surface tackiness. However, no mention is made of improvements in the fluidity and circuit filling properties of the adhesive film, and their properties are not satisfactory.
このように、プリント配線板用の接着フィルムには、熱応力の緩和および耐熱性、耐湿性を有することが必要である。それに加え、製造プロセスの点からは、半導体チップに設けられた電気信号出力用の電極部分に接着剤が流出してこないことが必要であり、また、貫通孔付き配線基板を用いた場合には、貫通孔から接着剤が流出してこないことが必要である。電極部分に接着剤が流出すると、電極の接続不良が発生し、また貫通孔から接着剤が流出すると、金型を汚染して不良発生の原因となるからである。さらに、回路と接着剤との間に空隙があると、耐熱性、耐湿性の低下が起こりやすいので、接着フィルムと配線基板に設けられた回路との間には、空隙が残存しないことが必要である。しかしながら、チップ上の回路を破損しない程度の低い圧力や低い温度で熱圧着することが必要な半導体チップの実装においては、これまで公知の接着剤では、接着剤の浸みだし防止と十分な回路充填性を満足することは難しかった。 As described above, the adhesive film for a printed wiring board needs to have thermal stress relaxation, heat resistance, and moisture resistance. In addition, from the point of view of the manufacturing process, it is necessary that the adhesive does not flow out to the electrode portion for electric signal output provided on the semiconductor chip, and when a wiring board with through holes is used, It is necessary that the adhesive does not flow out of the through hole. This is because if the adhesive flows out to the electrode portion, a connection failure of the electrode occurs, and if the adhesive flows out from the through-hole, the mold is contaminated and causes a failure. Furthermore, if there is a gap between the circuit and the adhesive, heat resistance and moisture resistance are likely to decrease. Therefore, it is necessary that no gap remains between the adhesive film and the circuit provided on the wiring board. It is. However, in mounting a semiconductor chip that requires thermocompression bonding at a low pressure or low temperature that does not damage the circuit on the chip, known adhesives do not allow the adhesive to seep out and provide sufficient circuit filling. It was difficult to satisfy the sex.
本発明は、ガラスエポキシ基板またはフレキシブル基板などのインターポーザに熱膨張係数の差が大きい半導体チップを実装する場合に、低弾性と回路充填性を備え、耐熱性、耐湿性を損なうことなく、かつ貫通孔からの浸みだしがない接着フィルムを提供することを目的とする。また、この接着フィルムを備えた半導体搭載用配線基板、ならびに、この接着フィルムを用いて半導体チップと配線基板とを接着させた半導体装置およびその製造方法の提供を目的とする。 The present invention has a low elasticity and a circuit filling property when mounting a semiconductor chip having a large difference in thermal expansion coefficient on an interposer such as a glass epoxy board or a flexible board, without impairing heat resistance, moisture resistance, and penetrating. An object of the present invention is to provide an adhesive film that does not exude from a hole. Another object of the present invention is to provide a wiring board for mounting a semiconductor provided with the adhesive film, a semiconductor device in which a semiconductor chip and a wiring board are bonded using the adhesive film, and a method of manufacturing the same.
本発明の半導体装置は、感光性接着フィルムの第一の面に配線回路付き基板または回路付きフィルムを接着し、第一の面に対向する第二の面に半導体チップを搭載した半導体装置であって、感光性接着フィルムは、重量平均分子量が５０００未満のエポキシ樹脂と、重量平均分子量が１０万〜２００万でＴｇが−５０〜０℃であるエポキシ基を含むアクリルゴムと、光硬化開始剤と、光重合性不飽和モノマーとしてジペンタエリトリトールヘキサクリレートとを含む接着剤から形成され、接着剤の硬化物は、２５℃で２０〜２０００MPa、２６０℃で３〜５０MPaの貯蔵弾性率を有し、かつ感光性接着フィルムは、第一の面のみが光照射され、光照射されない第二の面のタック強度に対する光照射された第一の面のタック強度の比が０．０１〜０．５０であるフィルムであり、半導体チップが、感光性接着フィルムの光照射されない第二の面に搭載され、回路付き基板または回路付きフィルムが、感光性接着フィルムの光照射された第一の面に接着されていることを特徴とするものである。
本発明の半導体装置の製造方法は、感光性接着フィルムであって、重量平均分子量が５０００未満のエポキシ樹脂と、重量平均分子量が１０万〜２００万でＴｇが−５０〜０℃であるエポキシ基を含むアクリルゴムと、光硬化開始剤と、光重合性不飽和モノマーとしてジペンタエリトリトールヘキサクリレートとを含む接着剤から形成され、接着剤の硬化物は、２５℃で２０〜２０００MPa、２６０℃で３〜５０MPaの貯蔵弾性率を有し、かつ感光性接着フィルムは、第一の面のみが光照射されて使用されるものであり、光照射されない第二の面のタック強度に対する光照射後の第一の面のタック強度の比が０．０１〜０．５０となるように適合された感光性接着フィルムを準備する工程と、感光性接着フィルムの第一の面を光照射し次いで第二の面に半導体ウェハをラミネートする工程、又は感光性接着フィルムの第二の面に半導体ウェハをラミネートし次いで第一の面を光照射する工程と、ラミネートした半導体ウェハと感光性接着フィルムとを半導体チップザイズに切断する工程と、感光性接着フィルムの光照射した第一の面に回路付き基板または回路付きフィルムとを接着する工程と、を含む方法である。
さらに、本発明の半導体チップ搭載用の感光性接着フィルムは、重量平均分子量が５０００未満のエポキシ樹脂と、重量平均分子量が１０万〜２００万でＴｇが−５０〜０℃であるエポキシ基を含むアクリルゴムと、光硬化開始剤と、光重合性不飽和モノマーとを含む接着剤から形成され、光照射した第一の面と光照射されていない第一の面に対向する第二の面とを有し、第二の面のタック強度に対する第一の面のタック強度の比が０．０１〜０．５０であり、接着剤の硬化物が、２５℃で２０〜２０００MPa、２６０℃で３〜５０MPaの貯蔵弾性率を有し、半導体チップが前記第二の面に搭載されるように適合していることを特徴とする。
The semiconductor device of the present invention is a semiconductor device in which a substrate with a wiring circuit or a film with a circuit is adhered to a first surface of a photosensitive adhesive film, and a semiconductor chip is mounted on a second surface opposite to the first surface. The photosensitive adhesive film comprises an epoxy resin having a weight average molecular weight of less than 5000, an acrylic rubber having an epoxy group having a weight average molecular weight of 100,000 to 2,000,000 and a Tg of -50 to 0 ° C, and a photocuring initiator. And an adhesive containing dipentaerythritol hexaacrylate as a photopolymerizable unsaturated monomer, and the cured product of the adhesive has a storage elastic modulus of 20 to 2000 MPa at 25 ° C. and 3 to 50 MPa at 260 ° C. And the photosensitive adhesive film has a ratio of the tack intensity of the light-irradiated first surface to the tack intensity of the second surface which is not irradiated with the light but only the first surface is 0.01 to 0. 50, wherein the semiconductor chip is mounted on the light-irradiated second surface of the photosensitive adhesive film, and the circuit-equipped substrate or the circuit-equipped film is disposed on the light-irradiated first surface of the photosensitive adhesive film. It is characterized by being adhered.
The method for producing a semiconductor device according to the present invention is directed to a photosensitive adhesive film, comprising an epoxy resin having a weight average molecular weight of less than 5000 and an epoxy group having a weight average molecular weight of 100,000 to 2,000,000 and a Tg of -50 to 0 ° C. Is formed from an adhesive containing an acrylic rubber, a photocuring initiator, and dipentaerythritol hexaacrylate as a photopolymerizable unsaturated monomer, and the cured product of the adhesive is 20 to 2000 MPa at 25 ° C and 260 ° C. Has a storage elastic modulus of 3 to 50 MPa, and the photosensitive adhesive film is used when only the first surface is irradiated with light, and after light irradiation with respect to the tack strength of the second surface which is not irradiated with light. Preparing a photosensitive adhesive film adapted to have a tack strength ratio of the first surface of 0.01 to 0.50, and irradiating the first surface of the photosensitive adhesive film with light; two Laminating the semiconductor wafer on the surface, or laminating the semiconductor wafer on the second surface of the photosensitive adhesive film, and then irradiating the first surface with light; and bonding the laminated semiconductor wafer and the photosensitive adhesive film to the semiconductor chip. This is a method including a step of cutting into a size and a step of bonding a substrate with a circuit or a film with a circuit to the light-irradiated first surface of the photosensitive adhesive film.
Furthermore, the photosensitive adhesive film for mounting a semiconductor chip of the present invention includes an epoxy resin having a weight average molecular weight of less than 5000 and an epoxy group having a weight average molecular weight of 100,000 to 2,000,000 and a Tg of -50 to 0 ° C. Acrylic rubber, a photocuring initiator, and a second surface opposed to the first surface that has been irradiated with light and the first surface that has not been irradiated with light, formed from an adhesive containing a photopolymerizable unsaturated monomer. Wherein the ratio of the tack strength of the first surface to the tack strength of the second surface is 0.01 to 0.50, and the cured product of the adhesive is 20 to 2000 MPa at 25 ° C and 3 at 260 ° C. It has a storage modulus of ５０50 MPa and is adapted to be mounted on the second surface with a semiconductor chip.
本発明の感光性接着フィルム用の接着剤に使用するエポキシ樹脂は、硬化して接着作用を呈する樹脂であれば特に限定されないが、１分子中にエポキシ基を２個以上含有する二官能以上のエポキシ樹脂で、重量平均分子量が５０００未満のエポキシ樹脂が好ましく、３０００未満のエポキシ樹脂がより好ましい。二官能エポキシ樹脂としては、ビスフェノールＡ型またはビスフェノールＦ型エポキシ樹脂などが例示される。これらは、油化シェルエポキシ株式会社から、商品名：エピコート８０７、エピコート８２７、エピコート８２８として、ダウケミカル日本株式会社から、商品名：Ｄ．Ｅ．Ｒ．３３０、Ｄ．Ｅ．Ｒ．３３１、Ｄ．Ｅ．Ｒ．３６１として、東都化成株式会社から、商品名：ＹＤ８１２５、ＹＤＦ８１７０として、市販されている。 The epoxy resin used for the adhesive for the photosensitive adhesive film of the present invention is not particularly limited as long as it is a resin which exhibits an adhesive action upon curing, but is a bifunctional or more functional resin containing two or more epoxy groups in one molecule. Among the epoxy resins, an epoxy resin having a weight average molecular weight of less than 5000 is preferable, and an epoxy resin having a weight average molecular weight of less than 3000 is more preferable. Examples of the bifunctional epoxy resin include a bisphenol A type or bisphenol F type epoxy resin. These are available from Yuka Shell Epoxy Co., Ltd. under the trade names Epicoat 807, Epicoat 827 and Epicoat 828 from Dow Chemical Japan Co., Ltd. E. FIG. R. 330, D.A. E. FIG. R. 331; E. FIG. R. No. 361 is commercially available from Toto Kasei Co., Ltd. as trade names: YD8125 and YDF8170.
また、本発明のエポキシ樹脂には、１分子中にエポキシ基を３個以上含有する三官能以上の多官能エポキシ樹脂を、併せて用いることもでき、この場合は、二官能エポキシ樹脂５０〜１００重量％と三官能以上の多官能エポキシ０〜５０重量％の混合物を用いることが好ましい。特に、ガラス転移温度（以下Ｔｇという。）を高温化するためには、二官能エポキシ樹脂５０〜９０重量％とともに、三官能以上の多官能エポキシ樹脂を１０〜５０重量％用いることが好ましい。三官能以上の多官能エポキシ樹脂としては、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などが例示される。フェノールノボラック型エポキシ樹脂は、日本化薬株式会社から、商品名：ＥＰＰＮ−２０１として、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂は、住友化学工業株式会社から、商品名：ＥＳＣＮ−１９０、ＥＳＣＮ−１９５として、日本化薬株式会社から、商品名：ＥＯＣＮ１０１２、ＥＯＣＮ１０２５、ＥＯＣＮ１０２７として、東都化成株式会社から、商品名：ＹＤＣＮ７０１、ＹＤＣＮ７０２、ＹＤＣＮ７０３、ＹＤＣＮ７０４として、市販されている。 Further, the epoxy resin of the present invention may be used in combination with a trifunctional or higher polyfunctional epoxy resin containing three or more epoxy groups in one molecule. In this case, the bifunctional epoxy resin 50 to 100 It is preferable to use a mixture of 0 to 50% by weight of a polyfunctional epoxy having 3 or more functional groups. In particular, in order to increase the glass transition temperature (hereinafter referred to as Tg), it is preferable to use a trifunctional or higher functional polyfunctional epoxy resin in an amount of 10 to 50% by weight together with a bifunctional epoxy resin of 50 to 90% by weight. Examples of the trifunctional or higher polyfunctional epoxy resin include a phenol novolak epoxy resin and a cresol novolak epoxy resin. The phenol novolak type epoxy resin is manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd. under the trade name of EPPN-201, and the cresol novolak type epoxy resin is manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd. under the trade names of ESCN-190 and ESCN-195. It is commercially available from Yakuhin Co., Ltd. as trade names: EOCN1012, EOCN1025, and EOCN1027 from Toto Kasei Co., Ltd. as trade names: YDCN701, YDCN702, YDCN703, and YDCN704.
本発明に使用するエポキシ樹脂を効果的に難燃化するためには、臭素化エポキシ樹脂を用いることが好ましい。臭素化エポキシ樹脂としては、臭素原子を含む二官能エポキシ樹脂やノボラック型の臭素化エポキシ樹脂を使用することができる。臭素原子を含む二官能エポキシ樹脂は、東都化成株式会社から、商品名：ＹＤＢ−３６０、ＹＤＢ−４００として、また、ノボラック型の臭素化エポキシ樹脂は、日本化薬株式会社から、商品名：ＢＲＥＮ−Ｓ、ＢＲＥＮ−１０４、ＢＲＥＮ−３０１として、市販されている。臭素化エポキシ樹脂は、単独でも、また非臭素化エポキシ樹脂と組み合せても使用することができる。 In order to effectively make the epoxy resin used in the present invention flame-retardant, it is preferable to use a brominated epoxy resin. As the brominated epoxy resin, a bifunctional epoxy resin containing a bromine atom or a novolak-type brominated epoxy resin can be used. The bifunctional epoxy resin containing a bromine atom is trade name: YDB-360, YDB-400 from Toto Kasei Co., Ltd. The novolak type brominated epoxy resin is trade name: BREN from Nippon Kayaku Co., Ltd. -S, BREN-104, and BREN-301. The brominated epoxy resin can be used alone or in combination with a non-brominated epoxy resin.
本発明に使用するエポキシ樹脂は、硬化剤を併せて使用することが好ましく、これにはエポキシ樹脂の硬化剤として通常用いられているものを使用することができる。たとえば、アミン、ポリアミド、酸無水物、ポリスルフィド、三フッ化ホウ素またはフェノール性水酸基を１分子中に２個以上有する化合物であるビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＳなどが挙げられる。特に、フェノール樹脂であるフェノールノボラック樹脂、ビスフェノールノボラック樹脂またはクレゾールノボラック樹脂などが、吸湿時の耐電食性に優れるので、好ましい。フェノールノボラック樹脂は、大日本インキ化学工業株式会社から、商品名：バーカムＴＤ−２０９０、バーカムＴＤ−２１３１として、変性フェノールノボラック樹脂は、大日本インキ化学工業株式会社から、商品名：プライオーフェンＶＨ４１５０、プライオーフェンＶＨ４１７０として、ビスフェノールノボラック樹脂は、大日本インキ化学工業株式会社から、商品名：フェノライトＬＦ２８８２、フェノライトＬＦ２８２２として、市販されている。 It is preferable to use a curing agent in combination with the epoxy resin used in the present invention, and for this, those usually used as curing agents for epoxy resins can be used. Examples include amine, polyamide, acid anhydride, polysulfide, boron trifluoride, and bisphenol A, bisphenol F, bisphenol S, which are compounds having two or more phenolic hydroxyl groups in one molecule. In particular, phenol novolak resins, bisphenol novolak resins, cresol novolak resins, and the like, which are phenol resins, are preferable because they have excellent resistance to electric corrosion during moisture absorption. Phenol novolak resin was obtained from Dainippon Ink and Chemicals, Inc. under the trade name of Barcam TD-2090 and Barcam TD-2131. Modified phenol novolak resin was obtained from Dainippon Ink and Chemicals, Inc. under the trade name of Plyofen VH4150. Bisphenol novolak resin is commercially available as Plyofen VH4170 from Dainippon Ink and Chemicals, Inc., under the trade names: Phenolite LF2882 and Phenolite LF2822.
難燃性をさらに向上させるために、臭素化エポキシ樹脂と併せて、二官能以上の臭素化フェノール化合物を硬化剤として用いることが好ましい。臭素化フェノール化合物として、たとえば、テトラブロモビスフェノールＡを用いることができ、これは、帝人化成工業株式会社から、商品名：ファイヤーガードＦＧ２０００として市販されている。 In order to further improve the flame retardancy, it is preferable to use a bifunctional or higher functional brominated phenol compound as a curing agent in combination with the brominated epoxy resin. As the brominated phenol compound, for example, tetrabromobisphenol A can be used, which is commercially available from Teijin Chemicals Limited under the trade name Fireguard FG2000.
エポキシ樹脂の硬化剤は、エポキシ樹脂のエポキシ基１当量に対して、硬化剤のエポキシ基との反応基が０．６〜１．４当量使用することが好ましく、０．８〜１．２当量使用することがより好ましい。硬化剤の使用量がこの範囲にあると、耐熱性を維持できる。 As for the curing agent of the epoxy resin, it is preferable to use 0.6 to 1.4 equivalents of the reactive group with the epoxy group of the curing agent per 1 equivalent of the epoxy group of the epoxy resin, and 0.8 to 1.2 equivalents. It is more preferred to use. When the amount of the curing agent used is within this range, heat resistance can be maintained.
また、硬化剤とともに、硬化促進剤を用いるのが好ましい。硬化促進剤としては、各種イミダゾール類を使用することができる。イミダゾールとしては、２−メチルイミダゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾール、１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾール、１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾリウムトリメリテートなどが挙げられる。イミダゾール類は、四国化成工業株式会社から、２Ｅ４ＭＺ、２ＰＺ−ＣＮ、および２ＰＺ−ＣＮＳが市販されている。 It is preferable to use a curing accelerator together with the curing agent. Various imidazoles can be used as the curing accelerator. Examples of the imidazole include 2-methylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, 1-cyanoethyl-2-phenylimidazole, 1-cyanoethyl-2-phenylimidazolium trimellitate, and the like. As imidazoles, 2E4MZ, 2PZ-CN, and 2PZ-CNS are commercially available from Shikoku Chemicals Corporation.
また、フィルムの可使期間が長くなる点で、潜在性硬化促進剤が好ましく、その代表例としては、ジシアンジミド、アジピン酸ジヒドラジドなどのジヒドラジド化合物、グアナミン酸、メラミン酸、エポキシ化合物とイミダゾールの化合物との付加化合物、エポキシ化合物とジアルキルアミン類との付加化合物、アミンとチオ尿素との付加化合物、アミンとイソシアネートとの付加化合物が挙げられる。 In addition, a latent curing accelerator is preferable in that the pot life of the film is prolonged, and representative examples thereof include dicyandiimide, dihydrazide compounds such as adipic dihydrazide, guanamic acid, melamic acid, a compound of an epoxy compound and imidazole. , An addition compound of an epoxy compound and a dialkylamine, an addition compound of an amine and thiourea, and an addition compound of an amine and isocyanate.
これらの中でも、室温での活性を低減できる点で、アダクト型の構造をとる化合物が好ましい。代表的なアダクト型硬化促進剤の例として、アミン−エポキシアダクト系としては、味の素株式会社から、商品名：アミキュアＰＮ−２３、アミキュアＭＹ−２４、アミキュアＭＹ−Ｄ、アミキュアＭＹ−Ｈなどが、エー・シー・アール株式会社から、商品名：ハードナーＸ−３６１５Ｓ、ハードナーＸ−３２９３Ｓなどが、旭化成株式会社から、商品名：ノバキュアＨＸ−３７４８、ノバキュアＨＸ−３０８８などが、パシフィックアンカーケミカル社から、商品名：Ａｎｃａｍｉｎｅ２０１４ＡＳ、Ａｎｃａｍｉｎｅ２０１４ＦＧなどが、市販されている。また、アミン−尿素型アダクト系としては、富士化成株式会社から、商品名：フジキュアＦＸＥ−１０００、フジキュアＦＸＲ−１０３０として市販されている。 Among these, compounds having an adduct-type structure are preferable because activity at room temperature can be reduced. As examples of typical adduct-type curing accelerators, amine-epoxy adducts include Amicour PN-23, Amicure MY-24, Amicure MY-D, and Amicure MY-H from Ajinomoto Co., Inc. Product names: Hardner X-3615S, Hardner X-3293S, etc. from AC R Co., Ltd., and product names: Novacure HX-3748, Novacure HX-3088, etc. from Asahi Kasei Corporation, and Pacific Anchor Chemical Co., Ltd. Trade name: Ancamine 2014AS, Ancamine 2014FG, and the like are commercially available. Further, as an amine-urea type adduct system, it is commercially available from Fuji Kasei Co., Ltd. as trade names: Fujicure FXE-1000 and Fujicure FXR-1030.
前記硬化促進剤の配合量は、エポキシ樹脂と硬化剤の合計１００重量部に対して、好ましくは０．１〜２０重量部、より好ましくは０．５〜１５重量部である。硬化促進剤の配合量がこの範囲にあると、硬化速度が確保でき、また可使期間も保たれるからである。 The amount of the curing accelerator is preferably 0.1 to 20 parts by weight, more preferably 0.5 to 15 parts by weight, based on 100 parts by weight of the total of the epoxy resin and the curing agent. This is because if the amount of the curing accelerator is within this range, the curing speed can be secured and the usable life can be maintained.
本発明の感光性接着フィルム用の接着剤に使用する光重合性不飽和モノマーは、光により硬化し、流動性およびタック強度を好ましい範囲にする役割を果たす。光重合性不飽和モノマーとしては、（メタ）アクリル酸、ヒドロキシルエチル（メタ）アクリレート、ヒドロキシルプロピル（メタ）アクリレート、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸ブチル、グリシジル（メタ）アクリレート、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコール（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、エトキシ化トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、テトラヒドロフルフリル（メタ）アクリレート、ジペンタエリトリトールヘキサ（メタ）アクリレートが挙げられる。なお、（メタ）アクリル酸とは、アクリル酸またはメタアクリル酸をいずれかを意味し、以下、（メタ）は同じ意味を有するものとする。 The photopolymerizable unsaturated monomer used for the adhesive for the photosensitive adhesive film of the present invention is cured by light and plays a role of controlling fluidity and tack strength to preferable ranges. Examples of the photopolymerizable unsaturated monomer include (meth) acrylic acid, hydroxylethyl (meth) acrylate, hydroxylpropyl (meth) acrylate, methyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, glycidyl (meth) acrylate, and ethylene. Glycol di (meth) acrylate, polypropylene glycol (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, ethoxylated trimethylolpropane tri (meth) acrylate, tetrahydrofurfuryl (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate Is mentioned. Note that (meth) acrylic acid means either acrylic acid or methacrylic acid, and hereinafter, (meth) has the same meaning.
光重合性不飽和モノマーの添加量は、エポキシ樹脂と硬化剤の合計１００重量部に対して、０．１〜５０重量部である。この範囲にあると、光照射により樹脂は適度に硬化し、硬化しすぎることがない。また回路充填性が十分に保たれ、樹脂が回路に充填したのちにも、浸みだしが小さく抑えられるからである。 The addition amount of the photopolymerizable unsaturated monomer is 0.1 to 50 parts by weight based on 100 parts by weight of the total of the epoxy resin and the curing agent. In this range, the resin is appropriately cured by light irradiation, and is not excessively cured. Further, the circuit filling property is sufficiently maintained, and leaching is suppressed to a small value even after the circuit is filled with the resin.
本発明の感光性接着フィルム用の接着剤に使用する光硬化開始剤としては、使用する露光機の紫外線に吸収波長を有する化合物が使用できる。具体的には、アセトフェノン、ベンゾフェノン、４，４ビスジメチルアミノベンゾフェノン、ベンゾインブチルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン、２，４−ジイソプロピルチオキサンソン、メチルベンゾイルホルメート、３，３，４，４−テトラ（ｔ−ブチルペルオキシカルボニル）ベンゾフェノンなどが例示される。これらは、チバガイギー株式会社から、商品名：イルガキュア６５１、イルガキュア３６９、イルガキュア８１９として、市販されている。 As the photo-curing initiator used in the adhesive for the photosensitive adhesive film of the present invention, a compound having an absorption wavelength with respect to the ultraviolet light of the exposure machine used can be used. Specifically, acetophenone, benzophenone, 4,4bisdimethylaminobenzophenone, benzoin butyl ether, benzoin isobutyl ether, 2-dimethoxy-2-phenylacetophenone, 2,4-diisopropylthioxanthone, methylbenzoyl formate, 3,3 , 4,4-tetra (t-butylperoxycarbonyl) benzophenone and the like. These are commercially available from Ciba-Geigy Corporation under the trade names Irgacure 651, Irgacure 369 and Irgacure 819.
本発明の光硬化開始剤の添加量は、エポキシ樹脂と硬化剤の合計１００重量部に対して、０．０１〜１０重量部である。この範囲にあると、光重合性不飽和モノマーの場合と同様に、光照射により樹脂は適度に硬化し、硬化しすぎることがない。また回路充填性が十分に保たれ、樹脂が回路に充填したのちにも、浸みだしが小さく抑えられるからである。 The addition amount of the photocuring initiator of the present invention is 0.01 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the total of the epoxy resin and the curing agent. Within this range, similarly to the case of the photopolymerizable unsaturated monomer, the resin is appropriately cured by light irradiation, and is not excessively cured. Further, the circuit filling property is sufficiently maintained, and leaching is suppressed to a small value even after the circuit is filled with the resin.
本発明の感光性接着フィルム用の接着剤に使用する高分子量成分は、フィルムの取扱い性を付与し、また接着性を確保する役割を果たしている。この高分子量成分は、官能基を含み、重量平均分子量が１０万以上で、Ｔｇが−５０〜０℃のものである。エポキシ基、カルボキシル基、水酸基などを架橋点として含むゴムを用いることができ、たとえば官能基を含有した、ＮＢＲやアクリルゴムが挙げられる。ここで、アクリルゴムとはアクリル酸エステルを主成分とするゴムであり、主として、ブチルアクリレートとアクリロニトリルなどの共重合体や、エチルアクリレートとアクリロニトリルなどの共重合体などからなるゴムである。 The high molecular weight component used in the adhesive for the photosensitive adhesive film of the present invention plays a role of imparting handleability of the film and securing adhesiveness. This high molecular weight component contains a functional group, has a weight average molecular weight of 100,000 or more, and has a Tg of -50 to 0C. A rubber containing an epoxy group, a carboxyl group, a hydroxyl group or the like as a crosslinking point can be used, and examples thereof include NBR and acrylic rubber containing a functional group. Here, the acrylic rubber is a rubber containing an acrylate ester as a main component, and is mainly a rubber composed of a copolymer such as butyl acrylate and acrylonitrile or a copolymer such as ethyl acrylate and acrylonitrile.
このようなゴムとしては、たとえば、グリシジル基含有（メタ）アクリル反復単位を０．５〜６．０重量％含む、Ｔｇが−５０℃以上で、かつ重量平均分子量が１０万以上のエポキシ基含有アクリル共重合体が挙げられ、帝国化学産業株式会社から市販されている、グリシジルメタクリレートを３重量％含有する、商品名：ＨＴＲ−８６０Ｐ３ＤＲ（Ｃ）を使用することができる。 Examples of such a rubber include an epoxy group-containing (meth) acrylic repeating unit having a glycidyl group content of 0.5 to 6.0% by weight, a Tg of -50 ° C or more, and a weight average molecular weight of 100,000 or more. An acrylic copolymer may be used, and trade name: HTR-860P3DR (C), which is commercially available from Teikoku Chemical Industry Co., Ltd. and contains 3% by weight of glycidyl methacrylate, may be used.
また、官能基モノマーとして用いるグリシジルアクリレートまたはグリシジルメタクリレートのエポキシ基含有アクリル共重合体への配合比は、耐熱性を確保するために、０．５重量％以上が好ましく、ゴム添加量を低減し、ワニス固形分比を上げるために６．０重量％以下が好ましい。この範囲にあると、分子量が高いにもかかわらず、接着剤ワニスの粘度が適度に保たれ、それにより、フィルム化を容易に行うことができる。したがって、粘度低下を目的とする溶剤の使用を必要とせず、接着剤ワニスの固形分を適切量に維持できるので、生産効率が良好である。 Further, the blending ratio of glycidyl acrylate or glycidyl methacrylate used as a functional group monomer to the epoxy group-containing acrylic copolymer is preferably 0.5% by weight or more to secure heat resistance, and the amount of rubber added is reduced. In order to increase the varnish solid content ratio, the content is preferably 6.0% by weight or less. When it is in this range, the viscosity of the adhesive varnish is maintained at an appropriate level despite the high molecular weight, whereby the film can be easily formed. Therefore, it is not necessary to use a solvent for the purpose of decreasing the viscosity, and the solid content of the adhesive varnish can be maintained at an appropriate amount, so that the production efficiency is good.
共重合体中のグリシジル基含有（メタ）アクリル反復単位以外の反復単位として、エチルもしくはブチル（メタ）アクリル反復単位、またはこれらの混合物であることができる。混合物における各組成の混合比は、共重合体のＴｇを考慮して決定する。共重合体のＴｇは−５０〜０℃であることが必要である。Ｔｇがこの範囲にあると、Ｂステージ状態での接着フィルムのタック性が適性範囲に収まり、取扱性が良好に維持できるとともに、室温での可撓性が十分にあるので、フィルムの取り扱いに際して破断しにくくなる。重合方法はパール重合、溶液重合などが挙げられ、これらにより得ることができる。 The repeating unit other than the glycidyl group-containing (meth) acryl repeating unit in the copolymer may be an ethyl or butyl (meth) acryl repeating unit, or a mixture thereof. The mixing ratio of each composition in the mixture is determined in consideration of the Tg of the copolymer. The Tg of the copolymer needs to be -50 to 0C. When the Tg is in this range, the tackiness of the adhesive film in the B-stage state falls within the appropriate range, and the handleability can be maintained well. In addition, the flexibility at room temperature is sufficient, so that the film breaks when handling the film. It becomes difficult to do. Examples of the polymerization method include pearl polymerization, solution polymerization, and the like, and these can be obtained.
本発明の高分子量成分の重量平均分子量は、１０万以上が必要である。重量平均分子量が１０万以上であると、シート状またはフィルム状での強度や可撓性が高く、タック性の増大を防止できる。しかし、分子量が大きくなるにつれて、フロー性が小さくなり、配線の回路充填性が低下してくるので、高分子量成分の重量平均分子量は、２００万以下であることが好ましい。なお、本発明において、重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーによって、標準ポリスチレンの検量線を用いて測定したものである。 The weight average molecular weight of the high molecular weight component of the present invention must be 100,000 or more. When the weight average molecular weight is 100,000 or more, strength and flexibility in a sheet or film form are high, and an increase in tackiness can be prevented. However, as the molecular weight increases, the flowability decreases and the circuit filling property of the wiring decreases, so that the weight average molecular weight of the high molecular weight component is preferably 2,000,000 or less. In the present invention, the weight average molecular weight is measured by gel permeation chromatography using a standard polystyrene calibration curve.
上記高分子量成分の配合量は、エポキシ樹脂と硬化剤の合計１００重量部に対して、１０〜３００重量部である。高分子量成分の配合量がこの範囲にあると、弾性率が低減し、成形時のフロー性も付与されるとともに、フィルムを貼り付ける際の貼付荷重が小さい場合であっても、流動性および回路充填性が十分に保たれるからである。より好ましくは、４０〜８０重量部である。 The compounding amount of the high molecular weight component is 10 to 300 parts by weight based on 100 parts by weight of the total of the epoxy resin and the curing agent. When the blending amount of the high molecular weight component is within this range, the elastic modulus is reduced, the flow property at the time of molding is imparted, and even when the sticking load at the time of sticking the film is small, the fluidity and the circuit are reduced. This is because the filling property is sufficiently maintained. More preferably, it is 40 to 80 parts by weight.
本発明の感光性接着フィルム用の接着剤には、異種材料間の界面結合をよくするために、カップリング剤を配合することもできる。カップリング剤としては、シラン系カップリング剤、チタネート系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤が挙げられ、その中でもシランカップリング剤が好ましい。配合量は、添加による効果や耐熱性およびコストから、エポキシ樹脂および樹脂硬化剤の総量１００重量部に対し、０．１〜１０重量部を配合するのが好ましい。 The adhesive for the photosensitive adhesive film of the present invention may also contain a coupling agent in order to improve the interfacial bonding between different kinds of materials. Examples of the coupling agent include a silane coupling agent, a titanate coupling agent, and an aluminum coupling agent. Among them, the silane coupling agent is preferable. The amount is preferably 0.1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the total amount of the epoxy resin and the resin curing agent in view of the effect of the addition, heat resistance and cost.
シラン系カップリング剤としては、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−β−アミノエチル−γ−アミノプロピルトリメトキシシランなどが挙げられる。これらのシラン系カップリング剤は、日本ユニカー株式会社から、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランとして商品名：ＮＵＣ Ａ−１８７、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシランとして商品名：ＮＵＣ Ａ−１８９、γ−アミノプロピルトリエトキシシランとして商品名：ＮＵＣ Ａ−１１００、γ−ウレイドプロピルトリエトキシシランとして商品名：ＮＵＣ Ａ−１１６０、Ｎ−β−アミノエチル−γ−アミノプロピルトリメトキシシランとして商品名：ＮＵＣ Ａ−１１２０が、各々市販されている。 Examples of the silane coupling agent include γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, γ-ureidopropyltriethoxysilane, N-β-aminoethyl-γ -Aminopropyltrimethoxysilane and the like. These silane coupling agents are available from Nippon Unicar Co., Ltd. under the trade names of NUC A-187 as γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane and NUC A-189 as γ-mercaptopropyltrimethoxysilane. -Trade name: NUC A-1100 as aminopropyltriethoxysilane, trade name: NUC A-1160 as γ-ureidopropyltriethoxysilane, trade name as N-β-aminoethyl-γ-aminopropyltrimethoxysilane A-1120 is commercially available.
さらに、本発明の感光性接着フィルム用の接着剤には、イオン性不純物を吸着して吸湿時の絶縁信頼性をよくするために、イオン捕捉剤を配合することができる。イオン捕捉剤の配合量は、添加による効果や耐熱性、コストを考慮して、エポキシ樹脂、樹脂硬化剤および高分子成分の合計１００重量部に対し、１〜１０重量部が好ましい。イオン捕捉剤としては、銅がイオン化して溶け出すのを防止するための銅害防止剤として知られる化合物、たとえば、トリアジンチオール化合物、ビスフェノール系還元剤を配合することもできる。 Further, an ion scavenger may be added to the adhesive for a photosensitive adhesive film of the present invention in order to adsorb ionic impurities and improve insulation reliability during moisture absorption. The amount of the ion scavenger is preferably 1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the total of the epoxy resin, the resin curing agent and the polymer component in consideration of the effect of the addition, heat resistance and cost. As the ion scavenger, a compound known as a copper damage inhibitor for preventing copper from being ionized and melted out, for example, a triazine thiol compound and a bisphenol-based reducing agent can also be blended.
ビスフェノール系還元剤としては、２，２′−メチレン−ビス−（４−メチル−６−第３−ブチルフェノール）、４，４′−チオ−ビス−（３−メチル−６−第３−ブチルフェノール）などが挙げられる。トリアジンチオール化合物を成分とする銅害防止剤は、三協製薬株式会社から、商品名：ジスネットＤＢとして、ビスフェノール系還元剤を成分とする銅害防止剤は、吉富製薬株式会社から、商品名：ヨシノックスＢＢとして、市販されている。また、無機イオン吸着剤を配合することもでき、ジルコニウム系化合物、アンチモンビスマス系化合物、マグネシウムアルミニウム系化合物などが挙げられる。無機イオン吸着剤は、東亜合成化学工業株式会社から、商品名：ＩＸＥとして市販されている。 Examples of bisphenol-based reducing agents include 2,2'-methylene-bis- (4-methyl-6-tert-butylphenol) and 4,4'-thio-bis- (3-methyl-6-tert-butylphenol). And the like. A copper damage inhibitor containing a triazine thiol compound as a component is from Sankyo Pharmaceutical Co., Ltd., trade name: Disnet DB. A copper damage inhibitor containing a bisphenol-based reducing agent is a product from Yoshitomi Pharmaceutical Co., Ltd., trade name: It is commercially available as Yoshinox BB. In addition, an inorganic ion adsorbent can be blended, and examples thereof include a zirconium compound, an antimony bismuth compound, and a magnesium aluminum compound. The inorganic ion adsorbent is commercially available from Toa Gosei Chemical Industry Co., Ltd. under the trade name: IXE.
さらに、本発明の感光性接着フィルム用の接着剤には、接着剤の取扱性の向上、熱伝導性の向上、溶融粘度の調整、チクソトロピック性の付与などを目的として、無機フィラーを配合することが好ましい。無機フィラーとしては、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、アルミナ、窒化アルミニウム、ほう酸アルミウイスカ、窒化ホウ素、結晶性シリカ、非晶性シリカ、アンチモン酸化物などが挙げられる。 Further, the adhesive for the photosensitive adhesive film of the present invention, for the purpose of improving the handleability of the adhesive, improving the thermal conductivity, adjusting the melt viscosity, imparting thixotropic properties, and the like, blends an inorganic filler. Is preferred. As inorganic fillers, aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, calcium carbonate, magnesium carbonate, calcium silicate, magnesium silicate, calcium oxide, magnesium oxide, alumina, aluminum nitride, aluminum borate whisker, boron nitride, crystalline silica, Crystalline silica, antimony oxide and the like.
熱伝導性向上を目的として無機フィラーを使用する場合は、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、結晶性シリカ、非晶性シリカなどが好ましい。溶融粘度の調整やチクソトロピック性の付与の目的には、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、アルミナ、結晶性シリカ、非晶性シリカなどが好ましい。また、耐湿性を向上させるためには、アルミナ、シリカ、水酸化アルミニウム、アンチモン酸化物が好ましい。 When an inorganic filler is used for the purpose of improving thermal conductivity, alumina, aluminum nitride, boron nitride, crystalline silica, amorphous silica and the like are preferable. For the purpose of adjusting the melt viscosity and imparting thixotropic properties, aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, calcium carbonate, magnesium carbonate, calcium silicate, magnesium silicate, calcium oxide, magnesium oxide, alumina, crystalline silica, Crystalline silica and the like are preferred. In order to improve moisture resistance, alumina, silica, aluminum hydroxide, and antimony oxide are preferred.
無機フィラーの配合量は、エポキシ樹脂、樹脂硬化剤および高分子成分の合計１００体積部に対して、１〜２０体積部が好ましい。フィラー配合量がこの範囲にあると、配合の効果が得られるとともに、フィラー配合にともなう接着剤の貯蔵弾性率の上昇、接着性の低下、ボイド残存による電気特性の低下などの問題を回避できるからである。 The compounding amount of the inorganic filler is preferably 1 to 20 parts by volume based on 100 parts by volume in total of the epoxy resin, the resin curing agent and the polymer component. When the amount of the filler is within this range, the effect of the compounding can be obtained, and problems such as an increase in the storage elastic modulus of the adhesive due to the compounding of the adhesive, a decrease in adhesiveness, and a decrease in electrical properties due to voids can be avoided. It is.
乾燥後の接着剤の硬化度は、示差走査型熱容量測定装置（ＤＳＣ：Differential Scanning Calorimeter、デュポン社製９１２型ＤＳＣ）を用いて、昇温速度１０℃／分の条件で測定した場合、硬化度０〜４０％、すなわち全硬化発熱量の０〜４０％の発熱を終えた状態、であることが好ましい。 The degree of curing of the adhesive after drying was measured using a differential scanning calorimeter (DSC: Differential Scanning Calorimeter, 912 type DSC manufactured by DuPont) at a rate of temperature increase of 10 ° C./min. It is preferable that the heat generation is 0 to 40%, that is, 0 to 40% of the total curing heat generation.
本発明の感光性接着フィルムは、片面に光照射して、光照射した面の流動性を低くする必要がある。なお、接着フィルムの各面の流動性を個別に測定することは難しいが、タック強度でそれぞれの面の流動性を代表させることができる。タック強度は、ＪＩＳＺ０２３７−１９９１に準じたプローブタックテスタ（株式会社レスカ製タックテスタ）を用い、プローブ径５．１mm、接触早さ２mm／秒、引き剥がし速さ１０mm／秒、接触荷重１００gf/cm2、接触時間１秒で評価する。接着フィルムの光照射した面のタック強度は、光照射しないもう一方の面のタック強度の０．０１〜０．９５倍が好ましく、０．０１〜０．５倍がより好ましい。 In the photosensitive adhesive film of the present invention, it is necessary to irradiate light to one surface to lower the fluidity of the light-irradiated surface. Although it is difficult to measure the fluidity of each surface of the adhesive film individually, the fluidity of each surface can be represented by tack strength. The tack strength was measured using a probe tack tester (Tack Tester manufactured by Resca Co., Ltd.) according to JISZ0237-1991, with a probe diameter of 5.1 mm, a contact speed of 2 mm / sec, a peeling speed of 10 mm / sec, and a contact load of 100 gf / cm 2. The evaluation is performed with a contact time of 1 second. The tack strength of the light-irradiated surface of the adhesive film is preferably 0.01 to 0.95 times, more preferably 0.01 to 0.5 times, the tack strength of the other surface that is not irradiated with light.
本発明の感光性接着フィルム用の接着剤の残存溶媒量は、６重量％以下であることが好ましい。また、半導体チップと配線基板であるインターポーザとの熱膨張係数の差によって発生する熱応力を緩和させる効果として、接着フィルムの貯蔵弾性率が重要な特性である。貯蔵弾性率は、接着フィルムに用いる接着剤の硬化物を動的粘弾性測定装置で測定して得ることができ、２５℃で２０〜２０００MPa、２６０℃で３〜５０MPaであることが好ましい。なお、貯蔵弾性率の測定は、接着剤硬化物に引張り荷重をかけて、周波数１０Hz、昇温速度５〜１０℃／分で−５０℃から３００℃まで測定する温度依存性測定モードで行う。貯蔵弾性率が、各温度で上記範囲にあると、半導体チップと配線基板であるインターポーザとの熱膨張係数の差によって発生する熱応力を緩和させる効果が確保でき、また、接着剤の取扱性や接着剤層の厚み精度も問題がなく、リフロークラックの発生を抑えることができる。 The amount of the solvent remaining in the adhesive for the photosensitive adhesive film of the present invention is preferably 6% by weight or less. In addition, the storage elastic modulus of the adhesive film is an important characteristic as an effect of reducing thermal stress generated by a difference in thermal expansion coefficient between the semiconductor chip and the interposer as a wiring board. The storage elastic modulus can be obtained by measuring a cured product of the adhesive used for the adhesive film with a dynamic viscoelasticity measuring device, and is preferably 20 to 2000 MPa at 25 ° C and 3 to 50 MPa at 260 ° C. The storage modulus is measured in a temperature-dependent measurement mode in which a tensile load is applied to the cured adhesive and the temperature is measured from -50 ° C to 300 ° C at a frequency of 10 Hz and a temperature rising rate of 5 to 10 ° C / min. When the storage elastic modulus is in the above range at each temperature, it is possible to secure an effect of relaxing thermal stress generated due to a difference in thermal expansion coefficient between the semiconductor chip and the interposer serving as a wiring board. There is no problem with the thickness accuracy of the adhesive layer, and the occurrence of reflow cracks can be suppressed.
本発明の感光性接着フィルム用の接着剤は、接着剤をキャリアフィルム上に形成させて得ることができる。たとえば、接着剤を構成する各成分を溶剤に溶解または分散させてワニスとし、このワニスをキャリアフィルム上に塗布後、加熱して、溶剤を除去することにより、接着剤層をキャリアフィルム上に形成することができる。キャリアフィルムとしては、ポリテトラフルオロエチレンフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、離型処理したポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリメチルペンテンフィルム、ポリイミドフィルムなどのプラスチックフィルムを使用することができる。 The adhesive for a photosensitive adhesive film of the present invention can be obtained by forming an adhesive on a carrier film. For example, the components constituting the adhesive are dissolved or dispersed in a solvent to form a varnish, and after applying the varnish on a carrier film, heating and removing the solvent, an adhesive layer is formed on the carrier film. can do. As the carrier film, a plastic film such as a polytetrafluoroethylene film, a polyethylene terephthalate film, a release-treated polyethylene terephthalate film, a polyethylene film, a polypropylene film, a polymethylpentene film, and a polyimide film can be used.
本発明で用いるキャリアフィルムとしては、市販の製品を利用でき、たとえば、ポリイミドフィルムは、東レ・デュポン株式会社から商品名：カプトンとして、鐘淵化学工業株式会社から商品名：アピカルとして、市販されている。またポリエチレンテレフタレートフィルムは、東レ・デュポン株式会社から商品名：ルミラーとして、帝人株式会社から商品名：ピューレックスとして、市販されている。 As the carrier film used in the present invention, a commercially available product can be used. For example, a polyimide film is commercially available from Toray Dupont Co., Ltd. under the trade name: Kapton, and from Kanegafuchi Chemical Co., Ltd. under the trade name: Apical. I have. Polyethylene terephthalate film is commercially available from Toray Dupont Co., Ltd. under the trade name Lumirror, and Teijin Limited under the trade name Purerex.
ワニス化するための溶剤は、メチルエチルケトン、アセトン、メチルイソブチルケトン、２−エトキシエタノール、トルエン、ブチルセルソルブ、メタノール、エタノール、２−メトキシエタノールなどを用いることができる。また、塗膜性を向上するなどの目的で、高沸点溶剤を加えても良い。高沸点溶剤としては、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド、メチルピロリドン、シクロヘキサノンなどが挙げられる。 As a solvent for varnishing, methyl ethyl ketone, acetone, methyl isobutyl ketone, 2-ethoxyethanol, toluene, butyl cellosolve, methanol, ethanol, 2-methoxyethanol and the like can be used. Further, a high-boiling solvent may be added for the purpose of improving the coating properties. Examples of the high boiling point solvent include dimethylacetamide, dimethylformamide, methylpyrrolidone, cyclohexanone and the like.
ワニスの製造は、無機フィラーの分散を考慮して、らいかい機、３本ロールもしくはビーズミルなどを用いて、またはこれらを組み合わせて行なうことができる。フィラーと低分子量物をあらかじめ混合した後、高分子量物を配合することにより、混合に要する時間を短縮することも可能になる。また、ワニスとした後、真空脱気によりワニス中の気泡を除去することが好ましい。 The production of the varnish can be carried out using a grinder, a three-roll or bead mill, or a combination thereof in consideration of the dispersion of the inorganic filler. By mixing the filler and the low molecular weight material in advance and then blending the high molecular weight material, the time required for mixing can be reduced. After the varnish is formed, it is preferable to remove bubbles in the varnish by vacuum degassing.
接着剤層、すなわち感光性接着フィルムの厚みは、１０〜２００μm が好ましいが、これに限定されるものではない。接着剤層の厚みがこの範囲にあると、応力緩和効果が保たれ、コスト競争力にも優れる。 The thickness of the adhesive layer, that is, the photosensitive adhesive film is preferably from 10 to 200 μm, but is not limited to this. When the thickness of the adhesive layer is in this range, the stress relaxation effect is maintained and the cost competitiveness is excellent.
本発明の感光性接着フィルムは、コア材の両方の面に接着剤層を積層したものであってもよい。コア材の厚みは５〜２００μm の範囲内であることが好ましいが、これに限定されるものではない。コア材の両面に形成される接着剤の厚みは、各々１０〜２００μm の範囲が好ましい。この範囲にあると、応力緩和効果が保たれ、コスト競争力にも優れる。 The photosensitive adhesive film of the present invention may be one in which an adhesive layer is laminated on both surfaces of a core material. The thickness of the core material is preferably in the range of 5 to 200 μm, but is not limited thereto. The thickness of the adhesive formed on both sides of the core material is preferably in the range of 10 to 200 μm. Within this range, the stress relaxation effect is maintained and the cost competitiveness is excellent.
本発明でコア材に用いられるフィルムとしては、耐熱性ポリマ、液晶ポリマ、またはフッ素系ポリマなどを用いる耐熱性熱可塑フィルムが好ましく、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルスルホン、全芳香族ポリエステル、ポリテトラフルオロエチレン、エチレンテトラフルオロエチレンコポリマー、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレンコポリマー、テトラフルオロエチレン−ペルフルオロアルキルビニルエーテルコポリマーなどが好適に用いられる。また、コア材は、接着フィルムの弾性率を低減させるために多孔質フィルムを用いることもできる。ただし、軟化点温度が２６０℃未満の熱可塑性フィルムをコア材として用いた場合は、はんだリフロー時などの高温時に接着剤との剥離を起こす場合があるので、気を付ける必要がある。 The film used for the core material in the present invention is preferably a heat-resistant thermoplastic film using a heat-resistant polymer, a liquid crystal polymer, or a fluorine-based polymer, and is preferably a polyamideimide, polyimide, polyetherimide, polyethersulfone, or wholly aromatic. Polyester, polytetrafluoroethylene, ethylene tetrafluoroethylene copolymer, tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer, tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer and the like are preferably used. Further, as the core material, a porous film can be used to reduce the elastic modulus of the adhesive film. However, when a thermoplastic film having a softening point temperature of less than 260 ° C. is used as a core material, it is necessary to be careful because peeling from the adhesive may occur at a high temperature such as during solder reflow.
ポリイミドフィルムは、宇部興産株式会社から商品名：ユーピレックスとして、東レ・デュポン株式会社から商品名：カプトンとして、鐘淵化学工業株式会社から商品名：アピカルとして、各々市販されている。ポリテトラフルオロエチレンフィルムは、三井・デュポンフロロケミカル株式会社から商品名：テフロンとして、ダイキン工業株式会社から商品名：ポリフロンとして、各々市販されている。エチレンテトラフルオロエチレンコポリマーフィルムは、旭硝子株式会社から商品名：アフロンＣＯＰとして、ダイキン工業株式会社から商品名：ネオフロンＥＴＦＥとして、各々市販されている。テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレンコポリマーフィルムは、三井・デュポンフロロケミカル株式会社から商品名：テフロンＦＥＰとして、ダイキン工業株式会社から商品名：ネオフロンＦＥＰとして、テトラフルオロエチレン−ペルフルオロアルキルビニルエーテルコポリマーフィルムは、三井・デュポンフロロケミカル株式会社から商品名：テフロンＰＦＡとして、ダイキン工業株式会社から商品名：ネオフロンＰＦＡとして、市販されている。液晶ポリマフィルムは、株式会社クラレから商品名：ベクトラとして、さらに、多孔質ポリテトラフルオロエチレンフィルムは、住友電気工業株式会社から商品名：ポアフロンとして、ジャパンゴアテックス株式会社から商品名：ゴアテックスとして、市販されている。 The polyimide film is commercially available from Ube Industries, Ltd. under the trade name Upilex, from Toray Dupont Co., Ltd. under the trade name Kapton, and from Kanegabuchi Chemical Industry Co., Ltd. under the trade name Apical. The polytetrafluoroethylene film is commercially available from Mitsui-DuPont Fluorochemicals Co., Ltd. as Teflon, and from Daikin Industries, Ltd. as Polyflon. The ethylene tetrafluoroethylene copolymer film is commercially available from Asahi Glass Co., Ltd. as Aflon COP and from Daikin Industries, Ltd. as Neoflon ETFE. The tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer film is trade name: Teflon FEP from Mitsui DuPont Fluorochemicals Co., Ltd., and the trade name: Neophoron FEP from Daikin Industries, Ltd. The tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer film is Mitsui -Commercially available from DuPont Fluorochemicals Co., Ltd. as Teflon PFA, and from Daikin Industries, Ltd. as Neoflon PFA. Liquid crystal polymer film is available from Kuraray Co., Ltd. as Vectra, and porous polytetrafluoroethylene film is available from Sumitomo Electric Industries, Ltd. as Poeflon, and from Japan Gore-Tex Corporation as Gore-Tex. Is commercially available.
本発明の感光性接着フィルムを備えた半導体搭載用配線基板に用いる配線基板には、セラミック基板や有機基板など、基板材質に限定されることなく用いることができる。セラミック基板としては、たとえば、アルミナ基板、窒化アルミ基板などを用いることができる。また、有機基板としては、ガラスクロスにエポキシ樹脂を含浸させたＦＲ−４基板、ビスマレイミド−トリアジン樹脂を含浸させたＢＴ基板、さらにはポリイミドフィルムを基材として用いたポリイミドフィルム基板などを用いることができる。 The wiring board used for the wiring board for mounting a semiconductor provided with the photosensitive adhesive film of the present invention can be used irrespective of the substrate material such as a ceramic substrate and an organic substrate. As the ceramic substrate, for example, an alumina substrate, an aluminum nitride substrate, or the like can be used. As the organic substrate, an FR-4 substrate in which glass cloth is impregnated with an epoxy resin, a BT substrate in which bismaleimide-triazine resin is impregnated, and a polyimide film substrate using a polyimide film as a base material are used. Can be.
配線の形状としては、片面配線、両面配線、多層配線いずれの構造でもよく、必要に応じて電気的に接続された貫通孔、非貫通孔を設けてもよい。さらに、配線が半導体装置の外部表面に現われる場合には、保護樹脂層を設けることが好ましい。 The shape of the wiring may be any of single-sided wiring, double-sided wiring, and multilayer wiring, and if necessary, electrically connected through holes and non-through holes may be provided. Further, when the wiring appears on the outer surface of the semiconductor device, it is preferable to provide a protective resin layer.
接着フィルムを配線基板へ張り付ける方法としては、接着フィルムを所定の形状に切断し、その切断した接着フィルムを配線基板の所望の位置に、光照射した面が配線板に接するように配設し、熱圧着する方法が一般的ではあるが、これに限定されるものではない。 As a method of attaching the adhesive film to the wiring board, the adhesive film is cut into a predetermined shape, and the cut adhesive film is disposed at a desired position on the wiring board so that the light-irradiated surface is in contact with the wiring board. Although the method of thermocompression bonding is common, it is not limited to this.
半導体チップと配線基板とを接着した半導体装置は、半導体チップと配線基板の間に、接着フィルムを光照射した面が半導体チップ側の面になるように配設し、熱圧着することによって製造することができる。また、前記の接着フィルムを備えた半導体搭載用配線基板に半導体チップを載せ、熱圧着することもできる。半導体ウエハに接着フィルム、およびダイシングテープをラミネートした後、ウエハおよび接着フィルムをチップに切断し、その後、回路付き基板または回路付きフィルムとチップを、接着フィルムを介して接着する半導体装置の製造工程は、チップ毎の接着フィルム貼付の工程を省くことができる点で好ましい。 A semiconductor device in which a semiconductor chip and a wiring board are bonded to each other is manufactured by arranging the adhesive film between the semiconductor chip and the wiring board such that the surface irradiated with the light of the adhesive film is on the side of the semiconductor chip, and thermocompression bonding. be able to. Further, a semiconductor chip can be mounted on a wiring board for mounting a semiconductor provided with the adhesive film, and can be thermocompression-bonded. After laminating an adhesive film and a dicing tape on a semiconductor wafer, cutting the wafer and the adhesive film into chips, and then bonding a substrate with a circuit or a film with a circuit and a chip through the adhesive film, the manufacturing process of a semiconductor device is This is preferable in that the step of attaching an adhesive film for each chip can be omitted.
本発明の半導体装置の構造としては、半導体チップの電極と配線基板とがワイヤボンディングで接続されている構造、半導体チップの電極と配線基板とがテープオートメーテッドボンディング（ＴＡＢ）のインナーリードボンディングで接続されている構造などがある。 The structure of the semiconductor device of the present invention includes a structure in which the electrodes of the semiconductor chip and the wiring substrate are connected by wire bonding, and a structure in which the electrodes of the semiconductor chip and the wiring substrate are connected by inner lead bonding of tape automated bonding (TAB). There are such structures.
半導体チップと回路付き基板または回路付きフィルムを、接着フィルムを介して接着する半導体装置の製造工程において、熱圧着の条件は、配線板の回路を空隙を残存させないように埋め込み、十分な接着性を発現する程度の温度、荷重、時間で貼りつければよい。チップの破損を起こし難くする観点から、荷重は１９６kPa以下であることが好ましく、９８kPa以下がより好ましい。 In the process of manufacturing a semiconductor device in which a semiconductor chip and a substrate with a circuit or a film with a circuit are bonded through an adhesive film, the condition of thermocompression bonding is to embed the circuit of the wiring board so as not to leave a void, and to obtain sufficient adhesiveness. It may be attached at a temperature, a load, and a time at which it appears. The load is preferably 196 kPa or less, and more preferably 98 kPa or less, from the viewpoint of preventing chip breakage.
本発明の感光性接着フィルム、これを貼着した半導体塔載用配線基板、半導体装置を図１〜３に示す。 The photosensitive adhesive film of the present invention, the wiring board for mounting a semiconductor on which the adhesive film is adhered, and the semiconductor device are shown in FIGS.
図１（ａ）は、本発明による感光性接着フィルムを示す断面図であり、接着剤１からなる。図１（ｂ）は、本発明によるコア材２の両面に接着剤層を備えた感光性接着フィルムを示す断面図であり、コア材（耐熱性熱可塑フィルム）２の両面に接着剤１が積層されてなる。
FIG. 1A is a cross-sectional view showing a photosensitive adhesive film according to the present invention, which is made of an adhesive 1. FIG. 1B is a cross-sectional view showing a photosensitive adhesive film having an adhesive layer on both surfaces of a
図２（ａ）は、図１（ａ）に示した感光性接着フィルムを用いた半導体搭載用配線基板を示す断面図であり、配線３を備えた配線基板４に感光性接着フィルムを配設してなる。図２（ｂ）は、図１（ｂ）に示した感光性接着フィルムを用いた半導体搭載用配線基板を示す断面図であり、配線３を備えた配線基板４に感光性接着フィルムを配設してなる。 FIG. 2A is a cross-sectional view illustrating a wiring board for mounting a semiconductor using the photosensitive adhesive film illustrated in FIG. 1A, and the photosensitive adhesive film is provided on a wiring board 4 having the wiring 3. Do it. FIG. 2B is a cross-sectional view showing a wiring board for mounting a semiconductor using the photosensitive adhesive film shown in FIG. 1B, and the photosensitive adhesive film is provided on a wiring board 4 having the wiring 3. Do it.
図３（ａ）は、図１（ａ）に示した感光性接着フィルムを用いて半導体チップ５と配線基板を接着させ、半導体チップのパッドと基板上の配線とをボンディングワイヤ６で接続し、封止用樹脂７で封止して外部接続端子８を設けた半導体装置の断面図であり、図３（ｂ）は、図１（ｂ）に示した感光性接着フィルムを用いて半導体チップ５と配線基板を接着させ、半導体チップのパッドと基板上の配線とをボンディングワイヤ６で接続し、封止用樹脂７で封止して外部接続端子８を設けた半導体装置の断面図である。また、図３（ｃ）は、図１（ａ）に示した感光性接着フィルムを用いて半導体チップ５と配線基板を接着させ、半導体チップ５のパッドに基板のインナーリード６′をボンディングし、封止用樹脂７で封止して外部接続端子８を設けた半導体装置の断面図であり、図３（ｄ）は、図１（ｂ）に示した感光性接着フィルムを用いて半導体チップ５と配線基板を接着させ、半導体チップ５のパッドに基板のインナーリード６′をボンディングし、封止用樹脂７で封止して外部接続端子８を設けた半導体装置の断面図である。
FIG. 3A shows that the
感光性接着フィルムは、いずれも配線基板に接する面が光照射した面になるようにする。図１（ａ）に示すように、フィルム状の接着剤単層のみからなる接着フィルムでも、図１（ｂ）に示すように、コア材の両面に接着剤を備えた接着フィルムであっても良く、図２（ａ）、（ｂ）に示す配線を形成した配線基板の配線側に、所定の大きさに切り抜いた接着フィルムを熱圧着して接着フィルムを備えた半導体搭載用配線基板を得ることができる。また、接着フィルムを挟む形で配線基板と半導体チップ５を熱圧着し、加熱して接着フィルムの接着剤層を硬化させた後、図３（ａ）、（ｂ）では、半導体チップのパッドと配線基板上の配線とをボンディングワイヤで接続し、図３（ｃ）、（ｄ）では、半導体チップのパッドと基板のインナーリードとをボンディングして、封止用樹脂で封止、外部接続端子であるはんだボールを設けて半導体装置を得ることができる。また、図２に示した半導体搭載用配線基板や図３に示した半導体装置のように、配線基板に接する接着剤の接着後の厚さが配線基板の回路厚より厚い場合は、十分な回路充填性を得ることができる点で好ましい。
The photosensitive adhesive film is configured such that the surface in contact with the wiring board is the surface irradiated with light. As shown in FIG. 1 (a), an adhesive film consisting of only a single layer of adhesive in the form of a film, or as shown in FIG. 1 (b), an adhesive film having an adhesive on both sides of a core material 2A and 2B, an adhesive film cut into a predetermined size is thermocompression-bonded to the wiring side of the wiring board on which the wiring shown in FIGS. 2A and 2B is formed, to obtain a wiring board for semiconductor mounting provided with the adhesive film. be able to. 3A and 3B, the wiring board and the
本発明の接着フィルムを用いて半導体チップと配線基板を接着させた半導体装置は、耐リフロー性、温度サイクルテスト、耐湿性（耐ＰＣＴ性）などに優れていた。さらに接着剤の可使期間が長く、２５℃で３ヶ月保管後のものを用いて作製した半導体装置も、初期とほぼ同等の特性を示していた。 The semiconductor device in which the semiconductor chip and the wiring board were bonded using the adhesive film of the present invention was excellent in reflow resistance, temperature cycle test, moisture resistance (PCT resistance), and the like. Further, the semiconductor device manufactured using the adhesive having a long pot life and stored at 25 ° C. for 3 months also exhibited almost the same characteristics as the initial stage.
以下に本発明を実施例を用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。 Hereinafter, the present invention will be described specifically with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples.
（接着剤ワニス）
エポキシ樹脂として、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（エポキシ当量１７５、東都化成株式会社製、商品名：ＹＤ−８１２５）４５重量部とクレゾールノボラック型エポキシ樹脂（エポキシ当量２１０、東都化成株式会社製、商品名：ＹＤＣＮ−７０３）１５重量部、エポキシ樹脂の硬化剤として、フェノールノボラック樹脂（大日本インキ化学工業株式会社製、商品名：プライオーフェンＬＦ２８８２）４０重量部、エポキシ基含有アクリル共重合体として、エポキシ基含有アクリルゴム（分子量１００万、グリシジルメタクリレート３重量％、Ｔｇ−７℃、帝国化学産業株式会社製、商品名：ＨＴＲ−８６０Ｐ−３ＤＲ（Ｃ））７５重量部、光硬化開始剤（チバガイギー株式会社製、商品名：イルガキュア６５１）０．３重量部、多不飽和アクリレートとして、ジペンタエリトリトールヘキサアクリレート（日本化薬株式会社製、商品名：ＤＰＣＡ）４重量部、硬化促進剤（四国化成工業株式会社製、商品名：２ＰＺ−ＣＮ）０．５重量部からなる組成物に、メチルエチルケトンを加えて撹拌混合し、真空脱気して接着剤ワニスを得た。この接着剤ワニスを、厚さ７５μm の離型処理したポリエチレンテレフタレートフィルム上に塗布し、１４０℃で５分間加熱乾燥して、膜厚が８０μm の塗膜とし、接着フィルムを作製した。
(Adhesive varnish)
As the epoxy resin, 45 parts by weight of a bisphenol A type epoxy resin (epoxy equivalent: 175, manufactured by Toto Kasei Co., Ltd., trade name: YD-8125) and a cresol novolac type epoxy resin (epoxy equivalent: 210, manufactured by Toto Kasei Co., Ltd., trade name: YDCN-703) 15 parts by weight, 40 parts by weight of a phenol novolak resin (manufactured by Dainippon Ink and Chemicals, Inc., trade name: Plyofen LF2882) as a curing agent for the epoxy resin, and epoxy group as an epoxy group-containing acrylic copolymer Containing acrylic rubber (molecular weight 1,000,000, glycidyl methacrylate 3% by weight, Tg-7 ° C, manufactured by Teikoku Chemical Industry Co., Ltd., trade name: HTR-860P-3DR (C)) 75 parts by weight, photocuring initiator (Ciba Geigy Corporation) Product name: Irgacure 651) 0.3 parts by weight, Tafu As a Japanese acrylate, from 4 parts by weight of dipentaerythritol hexaacrylate (trade name: DPCA, manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) and 0.5 parts by weight of a curing accelerator (trade name: 2PZ-CN, manufactured by Shikoku Chemicals Co., Ltd.) The resulting composition was mixed with methyl ethyl ketone, stirred and mixed, and degassed under vacuum to obtain an adhesive varnish. The adhesive varnish was applied on a release-treated polyethylene terephthalate film having a thickness of 75 μm and dried by heating at 140 ° C. for 5 minutes to form a coating film having a thickness of 80 μm, thereby producing an adhesive film.
露光機で、上記の接着フィルムの片面に、３００mJ/cm2 の紫外線を照射した。光照射した面ともう一方の光照射していない面のタック強度を、ＪＩＳＺ０２３７−１９９１に準じたプローブタックテスタ（株式会社レスカ製タックテスタ）を用い、プローブ径５．１mm、接触早さ２mm／秒、引き剥がし速さ１０mm／秒、接触荷重１００gf/cm2、接触時間１秒の条件で評価した。光照射した面のタック強度は３０gfであり、もう一方の光照射していない面のタック強度は１００gfであった。 One side of the adhesive film was irradiated with 300 mJ / cm 2 ultraviolet light by an exposure machine. The tack strength of the light-irradiated surface and the other light-irradiated surface was measured using a probe tack tester (Tack Tester manufactured by Resca Co., Ltd.) according to JISZ0237-1991, with a probe diameter of 5.1 mm and a contact speed of 2 mm / sec. The evaluation was performed under the conditions of a peeling speed of 10 mm / sec, a contact load of 100 gf / cm 2 , and a contact time of 1 second. The tack intensity of the light-irradiated surface was 30 gf, and the tack intensity of the other light-irradiated surface was 100 gf.
この片面を光照射した接着フィルムを、１７０℃で１時間加熱硬化させて、その貯蔵弾性率を動的粘弾性測定装置（レオロジ社製、ＤＶＥ−Ｖ４）を使用し、長さ２０mm、幅４mm、膜厚８０μmの試験片を用いて、昇温速度５℃／分、引張りモード１０Hz、自動静荷重の条件で測定した。貯蔵弾性率は、２５℃で６００MPa、２６０℃で５MPaであった。 The adhesive film whose one surface was irradiated with light was heat-cured at 170 ° C. for 1 hour, and its storage elastic modulus was measured using a dynamic viscoelasticity measuring device (DVE-V4, manufactured by Rheology Co., Ltd.). Using a test piece having a film thickness of 80 μm, the measurement was performed under the conditions of a heating rate of 5 ° C./min, a tensile mode of 10 Hz, and an automatic static load. The storage modulus was 600 MPa at 25 ° C. and 5 MPa at 260 ° C.
なおこの状態での接着剤の硬化度は、ＤＳＣ（デュポン社製９１２型ＤＳＣ）を用いて、昇温速度１０℃／分で測定したところ、全硬化発熱量の２０％の発熱を終えた状態であった。残存溶媒量は、１．４重量％であった。 The degree of curing of the adhesive in this state was measured using a DSC (912 type DSC manufactured by DuPont) at a heating rate of 10 ° C./min. Met. The residual solvent amount was 1.4% by weight.
得られた接着フィルムを用いて、半導体チップと厚み２５μmのポリイミドフィルムを基材に用いた配線基板とを、表１に示した温度、圧力の条件で５秒間熱圧着し、１７０℃で１時間加熱して接着フィルムの接着剤を硬化させて貼り合せた半導体装置サンプル（片面にはんだボールを形成）を作製した。このとき、実施例１、２については、接着フィルムのうち光照射した面が回路付き基板に接するようにした。また、比較例１については光照射した面が半導体チップに接するようにした。また比較例２は光照射しなかったものである。 Using the obtained adhesive film, a semiconductor chip and a wiring board using a polyimide film having a thickness of 25 μm as a base material were thermocompression-bonded for 5 seconds at the temperature and pressure conditions shown in Table 1, and at 170 ° C. for 1 hour. A semiconductor device sample (with solder balls formed on one side) was prepared by heating and curing the adhesive of the adhesive film and bonding. At this time, in Examples 1 and 2, the light-irradiated surface of the adhesive film was in contact with the substrate with circuit. In Comparative Example 1, the light-irradiated surface was in contact with the semiconductor chip. In Comparative Example 2, no light irradiation was performed.
この半導体装置サンプルについて、耐熱性、耐湿性、発泡の有無を調べた。その結果を表１に示す。なお、各特性の評価方法は、以下のとおりである。 This semiconductor device sample was examined for heat resistance, moisture resistance, and presence or absence of foaming. Table 1 shows the results. In addition, the evaluation method of each characteristic is as follows.
耐熱性の評価は、耐リフロークラック性と耐温度サイクル性で行った。
耐リフロークラック性の評価は、サンプル表面の最高温度が２４０℃で、この温度を２０秒間保持するように温度設定したＩＲリフロー炉にサンプルを通したのち、室温で放置して冷却する、加熱冷却サイクルを２回繰り返したサンプル中に発生するクラックを目視と超音波顕微鏡で観察した。クラックの発生していないものを○、発生していたものを×とした。また、耐温度サイクル性は、サンプルを−５５℃雰囲気に３０分間放置し、その後１２５℃の雰囲気に３０分間放置する工程を１サイクルとして、１０００サイクル経過後のサンプルにおける剥離やクラックなどの破壊の発生を、超音波顕微鏡を用いて観察した。剥離やクラックなどの破壊が発生していないものを○、発生したものを×とした。
The heat resistance was evaluated on the basis of reflow crack resistance and temperature cycle resistance.
Evaluation of the reflow crack resistance is as follows. The maximum temperature of the sample surface is 240 ° C., and the sample is passed through an IR reflow furnace set at a temperature that is maintained at 20 ° C. for 20 seconds. Cracks generated in the sample obtained by repeating the cycle twice were observed visually and by an ultrasonic microscope.も の indicates that no crack was generated, and X indicates that one was generated. In addition, the temperature cycle resistance is such that a sample is left in an atmosphere of −55 ° C. for 30 minutes and then left in an atmosphere of 125 ° C. for 30 minutes as one cycle. Development was observed using an ultrasonic microscope.も の indicates that no destruction such as peeling or cracks occurred, and X indicates that occurred.
耐湿性評価は、サンプルを温度１２１℃、湿度１００％、２気圧の雰囲気（プレッシャークッカーテスト：ＰＣＴ処理）で７２時間処理後に、目視で剥離を観察することにより行った。接着フィルムの剥離の認められなかったものを○、剥離のあったものを×とした。 The moisture resistance was evaluated by visually observing peeling after treating the sample in an atmosphere (pressure cooker test: PCT treatment) at a temperature of 121 ° C., a humidity of 100% and a pressure of 2 atm (PCT treatment) for 72 hours.剥離 indicates that no peeling of the adhesive film was observed, and X indicates that it peeled.
発泡の有無は、上記方法で作製した半導体装置サンプルについて、超音波顕微鏡を用いて確認し、接着フィルムに発泡が認められなかったものを○、発泡のあったものを×とした。また、埋め込み性の評価は、作製した半導体装置サンプルにおける接着剤の回路への埋め込み性を、光学顕微鏡を用いて確認した。可使期間の評価は、接着フィルムを２５℃で３ヶ月保管したものを用いて半導体装置サンプルを作製し、埋め込み性を確認した。配線基板に設けられた回路との間に空隙がなかったものを○、空隙が認められたものを×とした。 The presence or absence of foaming was confirmed by using an ultrasonic microscope for the semiconductor device sample prepared by the above method. A sample in which no foaming was observed in the adhesive film was evaluated as ○, and a sample in which foaming occurred was evaluated as ×. In the evaluation of the embedding property, the embedding property of the adhesive in the manufactured semiconductor device sample in the circuit was confirmed using an optical microscope. For the evaluation of the pot life, a semiconductor device sample was prepared using an adhesive film stored at 25 ° C. for 3 months, and the embedding property was confirmed. When there was no gap between the circuit and the circuit provided on the wiring board, it was evaluated as ○, and when there was a gap, as X.
貫通孔、端部からの樹脂浸みだし性は、光学顕微鏡を用いて樹脂の浸みだしを確認し、浸みだしがないものを○、浸みだしがあるものを×とした。 The resin exudation from the through-holes and the ends was confirmed by using an optical microscope, and the resin exudation was evaluated as good, and the resin exuding was evaluated as x.
表１に示す結果から明らかなように、本発明の接着フィルムを使用して作製した半導体装置は、樹脂浸みだし性、耐熱性、耐湿性が、比較例に比べて、著しく向上している。 As is clear from the results shown in Table 1, the semiconductor device manufactured using the adhesive film of the present invention has significantly improved resin exudation, heat resistance and moisture resistance as compared with the comparative example.
以上説明したように、本発明の感光性接着フィルムは、低い荷重で接着しても回路の埋め込み性が良好であり、貫通孔、端部からの樹脂の浸みだしがない。また耐熱性、耐湿性が良好である。これらの効果により、優れた信頼性を発現する半導体装置に必要な接着材料を効率良く提供することができる。 As described above, the photosensitive adhesive film of the present invention has good circuit embedding properties even when adhered with a low load, and does not seep through the resin from the through-holes and the ends. Also, heat resistance and moisture resistance are good. With these effects, an adhesive material required for a semiconductor device exhibiting excellent reliability can be efficiently provided.
１ 接着剤
２ コア材（耐熱性熱可塑フィルム）
３ 配線
４ 配線基板
５ 半導体チップ
６ ボンディングワイヤ
６′インナーリード
７ 封止用樹脂
８ 外部接続端子
1 adhesive 2 core material (heat-resistant thermoplastic film)
Reference Signs List 3 Wiring 4
Claims (9)
前記感光性接着フィルムは、重量平均分子量が５０００未満のエポキシ樹脂と、重量平均分子量が１０万〜２００万でＴｇが−５０〜０℃であるエポキシ基を含むアクリルゴムと、光硬化開始剤と、光重合性不飽和モノマーとしてジペンタエリトリトールヘキサクリレートとを含む接着剤から形成され、
前記接着剤の硬化物は、２５℃で２０〜２０００MPa、２６０℃で３〜５０MPaの貯蔵弾性率を有し、かつ
前記感光性接着フィルムは、前記第一の面のみが光照射され、光照射されない前記第二の面のタック強度に対する前記光照射された第一の面のタック強度の比が０．０１〜０．５０であるフィルムであり、
前記半導体チップが、前記感光性接着フィルムの光照射されない前記第二の面に搭載され、
前記回路付き基板または回路付きフィルムが、前記感光性接着フィルムの前記光照射された第一の面に接着されている半導体装置。 A semiconductor device comprising a substrate with a wiring circuit or a film with a circuit adhered to a first surface of a photosensitive adhesive film, and a semiconductor chip mounted on a second surface opposite to the first surface,
The photosensitive adhesive film has an epoxy resin having a weight average molecular weight of less than 5,000, an acrylic rubber having an epoxy group having a weight average molecular weight of 100,000 to 2,000,000 and a Tg of -50 to 0 ° C, and a photocuring initiator. Formed from an adhesive containing dipentaerythritol hexaacrylate as a photopolymerizable unsaturated monomer,
The cured product of the adhesive has a storage elastic modulus of 20 to 2000 MPa at 25 ° C. and 3 to 50 MPa at 260 ° C., and the photosensitive adhesive film is irradiated with light only on the first surface, and irradiated with light. A film in which the ratio of the tack intensity of the light-irradiated first surface to the tack intensity of the second surface that is not performed is 0.01 to 0.50,
The semiconductor chip is mounted on the second surface of the photosensitive adhesive film that is not irradiated with light,
A semiconductor device in which the substrate with a circuit or the film with a circuit is bonded to the light-irradiated first surface of the photosensitive adhesive film.
重量平均分子量が５０００未満のエポキシ樹脂と、重量平均分子量が１０万〜２００万でＴｇが−５０〜０℃であるエポキシ基を含むアクリルゴムと、光硬化開始剤と、光重合性不飽和モノマーとしてジペンタエリトリトールヘキサクリレートとを含む接着剤から形成され、
前記接着剤の硬化物は、２５℃で２０〜２０００MPa、２６０℃で３〜５０MPaの貯蔵弾性率を有し、かつ
前記感光性接着フィルムは、第一の面のみが光照射されて使用されるものであり、光照射されない第二の面のタック強度に対する光照射後の前記第一の面のタック強度の比が０．０１〜０．５０となるように適合された感光性接着フィルムを準備する工程と、
前記感光性接着フィルムの前記第一の面を光照射し次いで前記第二の面に半導体ウェハをラミネートする工程、又は前記感光性接着フィルムの前記第二の面に半導体ウェハをラミネートし次いで前記第一の面を光照射する工程と、
前記ラミネートした前記半導体ウェハと前記感光性接着フィルムとを半導体チップザイズに切断する工程と、
前記感光性接着フィルムの前記光照射した第一の面に回路付き基板または回路付きフィルムとを接着する工程と、
を含む半導体装置の製造方法。 A photosensitive adhesive film,
An epoxy resin having a weight average molecular weight of less than 5000, an acrylic rubber having an epoxy group having a weight average molecular weight of 100,000 to 2,000,000 and a Tg of -50 to 0 ° C, a photocuring initiator, and a photopolymerizable unsaturated monomer Formed from an adhesive containing dipentaerythritol hexaacrylate as
The cured product of the adhesive has a storage elastic modulus of 20 to 2000 MPa at 25 ° C. and 3 to 50 MPa at 260 ° C., and the photosensitive adhesive film is used when only the first surface is irradiated with light. And preparing a photosensitive adhesive film adapted so that the ratio of the tack intensity of the first surface after light irradiation to the tack intensity of the second surface not irradiated with light is 0.01 to 0.50. The process of
Irradiating the first surface of the photosensitive adhesive film with light and then laminating a semiconductor wafer on the second surface, or laminating a semiconductor wafer on the second surface of the photosensitive adhesive film and Irradiating one surface with light;
Cutting the laminated semiconductor wafer and the photosensitive adhesive film into a semiconductor chip size,
A step of bonding a substrate with a circuit or a film with a circuit to the light-irradiated first surface of the photosensitive adhesive film,
A method for manufacturing a semiconductor device including:
重量平均分子量が５０００未満のエポキシ樹脂と、重量平均分子量が１０万〜２００万でＴｇが−５０〜０℃であるエポキシ基を含むアクリルゴムと、光硬化開始剤と、光重合性不飽和モノマーとしてジペンタエリトリトールヘキサクリレートとを含む接着剤から形成され、
前記接着剤の硬化物は、２５℃で２０〜２０００MPa、２６０℃で３〜５０MPaの貯蔵弾性率を有し、かつ
前記感光性接着フィルムは、第一の面のみが光照射されて使用されるものであり、光照射されない第二の面のタック強度に対する光照射後の前記第一の面のタック強度の比が０．０１〜０．５０となるように適合された感光性接着フィルムを準備する工程と、
前記感光性接着フィルムの第二の面に半導体ウェハを、前記第一の面にテープまたはダイシングテープをラミネートする工程と、
前記ラミネートした前記半導体ウェハと前記感光性接着フィルムとテープ若しくはダイシングテープとを半導体チップザイズに切断し、次いで前記テープ若しくはダイシングテープを通して前記感光性接着フィルムの前記第一の面を光照射する工程、又は前記テープ若しくはダイシングテープを通して前記感光性接着フィルムの前記第一の面を光照射し、次いで前記ラミネートした前記半導体ウェハと前記感光性接着フィルムとテープ若しくはダイシングテープとを半導体チップザイズに切断する工程と、
前記テープまたはダイシングテープを剥離する工程と、
前記光照射した感光性接着フィルムの第一の面に回路付き基板または回路付きフィルムを接着する工程と、
を含む半導体装置の製造方法。 A photosensitive adhesive film,
An epoxy resin having a weight average molecular weight of less than 5000, an acrylic rubber having an epoxy group having a weight average molecular weight of 100,000 to 2,000,000 and a Tg of -50 to 0 ° C, a photocuring initiator, and a photopolymerizable unsaturated monomer Formed from an adhesive containing dipentaerythritol hexaacrylate as
The cured product of the adhesive has a storage elastic modulus of 20 to 2000 MPa at 25 ° C. and 3 to 50 MPa at 260 ° C., and the photosensitive adhesive film is used when only the first surface is irradiated with light. And preparing a photosensitive adhesive film adapted so that the ratio of the tack intensity of the first surface after light irradiation to the tack intensity of the second surface not irradiated with light is 0.01 to 0.50. The process of
Laminating a semiconductor wafer on the second surface of the photosensitive adhesive film, a tape or dicing tape on the first surface,
Cutting the laminated semiconductor wafer, the photosensitive adhesive film and the tape or dicing tape into semiconductor chips, and then irradiating the first surface of the photosensitive adhesive film with light through the tape or dicing tape, Or a step of irradiating the first surface of the photosensitive adhesive film with light through the tape or dicing tape, and then cutting the laminated semiconductor wafer, the photosensitive adhesive film, and the tape or dicing tape into semiconductor chip sizes. When,
Peeling the tape or the dicing tape,
A step of bonding a circuit-equipped substrate or a circuit-equipped film to the first surface of the light-irradiated photosensitive adhesive film,
A method for manufacturing a semiconductor device including:
前記感光性接着フィルムが、重量平均分子量が５０００未満のエポキシ樹脂と、重量平均分子量が１０万〜２００万でＴｇが−５０〜０℃であるエポキシ基を含むアクリルゴムと、光硬化開始剤と、光重合性不飽和モノマーとを含む接着剤から形成され、光照射した第一の面と光照射されていない前記第一の面に対向する第二の面とを有し、
前記第二の面のタック強度に対する前記第一の面のタック強度の比が０．０１〜０．５０であり、
前記接着剤の硬化物が、２５℃で２０〜２０００MPa、２６０℃で３〜５０MPaの貯蔵弾性率を有し、
前記半導体チップが前記第二の面に搭載されるように適合されていることを特徴とする感光性接着フィルム。 A photosensitive adhesive film for mounting a semiconductor chip,
The photosensitive adhesive film, an epoxy resin having a weight average molecular weight of less than 5000, an acrylic rubber containing an epoxy group having a weight average molecular weight of 100,000 to 2,000,000 and a Tg of -50 to 0 ° C, and a photocuring initiator. A, formed from an adhesive containing a photopolymerizable unsaturated monomer, having a first surface irradiated with light and a second surface facing the first surface not irradiated with light,
The ratio of the tack strength of the first surface to the tack strength of the second surface is 0.01 to 0.50,
The cured product of the adhesive has a storage elastic modulus of 20 to 2000 MPa at 25 ° C. and 3 to 50 MPa at 260 ° C.,
A photosensitive adhesive film, wherein the semiconductor chip is adapted to be mounted on the second surface.
The photosensitive adhesive film according to any one of claims 4 to 9, wherein the photosensitive adhesive film has a thickness of 10 to 200 µm.
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