JP2008074928A - 半導体用接着フィルム及びこれを用いた半導体装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 半導体素子とリードフレーム、有機基板等の半導体素子搭載用支持部材とを接着することができ低温接着性及び作業性に優れた半導体用接着フィルム及びこれを用いた半導体装置を提供する。
【解決手段】 （Ａ）高分子量成分、
（Ｂ）液状エポキシ樹脂
（Ｃ）軟化点が４０℃以上１００℃未満の固形エポキシ樹脂及び
（Ｄ）軟化点が１００℃以下のフェノール樹脂
を含む樹脂組成物で構成される半導体用接着フィルム及び半導体用接着フィルムを用いて半導体素子と被接着部材とを接着してなる半導体装置。
【選択図】 なし

Description

本発明は、半導体用接着フィルム及びこれを用いた半導体装置に関する。

近年、電子機器の高機能化等に対応して半導体装置の高密度化、高集積化の要求が強まり、半導体パッケージの大容量高密度化が進んでいる。
このような要求に対応するため、例えば半導体素子の上にリードを接着するリード・オン・チップ（ＬＯＣ）構造が採用されている。

しかし、ＬＯＣ構造では、半導体素子とリードフレームとを接合するため、その接合部での接着信頼性が半導体パッケージの信頼性に大きく影響している。

従来、半導体素子とリードフレームとの接着には、ペースト状の接着剤が用いられていた。
しかし、ペースト状の接着剤を適量に塗布することが困難であり、半導体素子から接着剤がはみ出すことがあった。

例えば、ＬＯＣ構造ではポリイミド樹脂を用いたホットメルト型の接着剤フィルム等の耐熱性基材に接着剤を塗布したフィルム状接着剤が用いられてきている（例えば、特許文献１参照）。
特開平６−２６４０３５号公報

しかし、ホットメルト型の接着剤フィルムは、高温で接着する必要があるため、高密度化した半導体素子、リードフレームに熱損傷を与える場合があった。
特に、近年の半導体パッケージはチップの上にチップを多段で積層することでパッケージの小型化、薄型化、大容量化を実現している。

このようなパッケージにはリードフレームに代わりビスマレイミド−トリアジン基板やポリイミド基板のような有機基板の使用が増加している。
また、このような有機基板の増加と共にパッケージをはんだ付けするための赤外線リフロー時にパッケージ内部の吸湿水分によるパッケージクラックが技術課題となっており特に半導体素子接着剤の寄与するところが大きいことが分かっている。

しかしながら、有機基板は、リードフレームと比較し、耐熱性に乏しく、さらにパッケージの薄型化に伴い、チップの薄型化が進み、これまでの高温での貼りつけ温度ではチップの反りが顕著になることより、これまで以上に低温での熱圧着可能なフィルム状接着剤の要求が高まっている。
このようなフィルム状接着剤として熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂の混合物からなるホットメルト型の接着フィルムが用いられる。

しかしながら、上記文献記載の従来技術は、以下の点で改善の余地を有していた。
例えば、特許文献２及び３では、熱可塑性樹脂としてポリイミド樹脂、熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂が用いられていたが、このような接着フィルムは、耐熱性・信頼性には優れるものの、高温状態で初めて溶融粘度が低下し、さらに最低溶融粘度が高いことより、低温での濡れ性が不足しているため、低温での貼り付けが困難であり、チップが薄型かつ多段に積層されたパッケージに適用するのが困難であったという課題を有していた。
特開２０００−１０４０４０号公報 特開２００２−１２１５３０号公報

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは半導体素子とリードフレーム、有機基板等の半導体素子搭載用支持部材とを接着することができ低温接着性及び作業性に優れた半導体用接着フィルム及びこれを用いた半導体装置を提供することにある。

本発明は、（Ａ）高分子量成分、
（Ｂ）液状エポキシ樹脂
（Ｃ）軟化点が４０℃以上１００℃未満の固形エポキシ樹脂及び
（Ｄ）軟化点が１００℃以下のフェノール樹脂
を含む樹脂組成物で構成される半導体用接着フィルム。

また、本発明は、２５℃においてのタック値が、０ｇｆ以上３０ｇｆ以下であり、かつ１００℃〜１８０℃の領域で溶融粘度が５００Ｐａ・ｓ以上２０００Ｐａ・ｓ以下である前記の半導体用接着フィルムに関する。

また、本発明は、半導体用接着フィルムが、保護フィルムの片面に、所定平面視形状の接着剤、接着剤を覆い、かつ接着剤よりも一回り広く大きく、そして接着剤とは重なり合わない周縁部を有する粘着剤、粘着剤に重なり合う基材フィルムの順に積層したものである前記の半導体用接着フィルムに関する。

さらに、本発明は、前記のいずれかに記載の半導体用接着フィルムを用いて半導体素子と被接着部材とを接着してなる半導体装置に関する。

本発明によれば、半導体素子とリードフレーム、有機基板等の半導体素子搭載用支持部材とを接着することができ低温接着性及び作業性、とくに搬送ロールにてフィルムを搬送する際の作業性の優れた半導体用接着フィルム及びこれを用いた半導体装置を提供することができる。

以下、本発明になる半導体用接着フィルムについて説明する。
本発明になる半導体用接着フィルムは、（Ａ）高分子量成分、（Ｂ）液状エポキシ樹脂、（Ｃ）軟化点が４０℃以上１００℃未満の固形エポキシ樹脂及び（Ｄ）軟化点が１００℃以下のフェノール樹脂を含む樹脂組成物から構成される。

次に、本発明になる半導体用接着フィルムの各成分について説明する。
本発明で使用する（Ａ）高分子量成分とは、熱塑性を有するもので線状の化学構造を有する高分子の樹脂を意味する。
また、この樹脂の分子量としては１００００以上が好ましく、３００００以上がより好ましく、５００００以上がさらに好ましい。

具体的には、ポリイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂等のポリイミド系樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂等のポリアミド系樹脂、アクリル酸エステル共重合体等のアクリル系樹脂等が挙げられる。
これらの中でもアクリル系樹脂が好ましい。アクリル系樹脂は、ガラス転移温度が低いため初期密着性を向上することができる。

ここで初期密着性とは、半導体用接着フィルムで半導体素子と支持部材とを接着した際の初期段階における密着性であり、すなわち半導体用接着フィルムを硬化処理する前の密着性を意味する。

高分子量成分の持つ官能基としては、接着性向上の点で、グリシジル基、アクリロイル基、メタクリロイル基、カルボキシル基、水酸基、エピスルフィド基等の官能基を含有するものが好ましく、中でも架橋性の点でグリシジル基が好ましい。具体的には、原料モノマーとしてグリシジルアクリレート又はグリシジルメタクリレートを含有し、かつ重量平均分子量が１０万以上であるグリシジル基含有（メタ）アクリル共重合体を挙げることができる。

また、耐リフロー性の点で、エポキシ樹脂と非相溶であることが好ましい。ただし、相溶性は（Ａ）高分子量成分の特性のみでは決定しないので、両者が相溶しない組み合わせを選択することになる。本発明において、上記グリシジル基含有（メタ）アクリル共重合体とは、グリシジル基含有アクリル共重合体とグリシジル基含有メタクリル共重合体の両方を示す語句である。

このような共重合体としては、例えば、（メタ）アクリルエステル共重合体、アクリルゴムなどを使用することができ、アクリルゴムがより好ましい。
アクリルゴムは、アクリル酸エステルを主成分とし、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。

共重合体モノマーとしては、例えば、ブチルアクリレート、エチルアクリレートアクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、アクリロニトリル等を挙げることができる。

官能基としてグリシジル基を選択する場合、共重合体モノマー成分としてグリシジルアクリレート又はグリシジルメタクリレート等を使用することが好ましい。このような重量平均分子量が１０万以上であるグリシジル基含有（メタ）アクリル共重合体は、上記モノマーから適宜モノマーを選択して製造することもできるし、市販品（例えば、ナガセケムテックス（株）製、商品名ＨＴＲ−８６０Ｐ−３、ＨＴＲ−８６０Ｐ−５等）もある。

（Ａ）高分子量成分において、官能基の数は架橋密度に影響するので重要であり、用いる樹脂によっても異なるが、高分子量成分を複数のモノマーの共重合体として得る場合は、原料として使用する官能基含有モノマーの量としては、共重合体の０．５〜６．０重量％の程度含まれることが好ましい。

（Ａ）成分としてグリシジル基含有アクリル共重合体を使用する場合、原料として使用するグリシジルアクリレート又はグリシジルメタクリレートなどのグリシジル基含有モノマーの量は、共重合体の０．５〜６．０重量％が好ましく、０．５〜５．０重量％がより好ましく、０．８〜５．０重量％がさらに好ましい。グリシジル基含有反復単位の量がこの範囲内にあれば、グリシジル基の緩やかな架橋が起こるため接着力が確保できるとともに、ゲル化を防止することができる。
また、（Ｂ）エポキシ樹脂と非相溶になるため、応力緩和性に優れるようになる。

グリシジルアクリレート又はグリシジルメタクリレートなどに他の官能基を組み込んでモノマーとすることもできる。その場合の混合比率は、グリシジル基含有（メタ）アクリル共重合体のガラス転移温度（以下「Ｔｇ」という）を考慮して決定し、Ｔｇは−１０℃以上であることが好ましい。Ｔｇが−１０℃以上であると、Ｂステージ状態での粘接着層のタック性が適当であり、取り扱い性に問題を生じないからである。

（Ａ）高分子量成分として、上記モノマーを重合させて、グリシジル基含有アクリル共重合体を使用する場合、その重合方法としては特に制限はなく、例えば、パール重合、溶液重合などの方法を使用することができる。

本発明において、（Ａ）高分子量成分の高分子成分の重量平均分子量は１０万以上であるが、２０万〜２００万であることが好ましく、２５万〜１５０万がより好ましく、３０万〜１００万であることがさらに好ましい。重量平均分子量がこの範囲内にあれば、シート状又はフィルム状としたときの強度、可とう性及びタック性が適当であり、またフロー性が適当のため配線の回路充填性が確保できる。
なお、本発明において、重量平均分子量とは、ゲルパーミュエーションクロマトグラフィーで測定し、標準ポリスチレン検量線を用いて換算した値を示す。

本発明で使用するエポキシ樹脂（Ｂ）及び（Ｃ）は、モノマー、オリゴマ−及びポリマーのいずれかをいう。
例えば、ビフェニル型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、水添ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、脂肪族型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、変性フェノール型エポキシ樹脂、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、アルキル変性トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、トリアジン核含有エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノール型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂等が挙げられる。
本発明で用いられる（Ｂ）液状エポキシ樹脂は、常温で液状を示し、硬化して接着作用を有するものであれば特に制限はない。

本発明で用いられる（Ｃ）軟化点が４０℃以上１００℃未満の固形エポキシ樹脂の具体例としては、オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、変性フェノール型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、水添ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、脂肪族型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡノボラック型エポキシ樹脂等が挙げられる。
これらのエポキシ樹脂の内では、アクリル酸エステル共重合体との相溶性を有するものであれば、特に制限するものではない。

この固形エポキシ樹脂の軟化点が４０℃より低いと半導体用接着フィルムが室温でタック性を帯び、これにより半導体組み立て工程での作業性が低下する。
また、１００℃より高いと熱圧着時に濡れ性が低下し、ボイドが発生する。
軟化点は好ましくは５０℃以上８５℃以下である。
本発明で使用するエポキシ樹脂は、構造が同じでも分子量の違いにより、軟化点の差がでるため、使用するエポキシ樹脂の構造は特に制限はない。

液状エポキシ樹脂と軟化点が４０℃以上１００℃未満の固形エポキシ樹脂の総含有量は、高分子量成分１００重量部に対して１０重量部以上１５０重量部以下が好ましく、特に３０重量部以上１００重量部以下が好ましい。含有量が低すぎると耐熱性を向上する効果が低下する場合があり、高すぎると半導体用接着フィルムの靭性を向上する効果が低下する場合がある。

さらに、エポキシ樹脂全体を１００重量部としたとき、液状エポキシ樹脂の使用量は５〜７０重量部が好ましく、８〜５０重量部がより好ましく、１５〜３０重量部がさらに好ましい。含有量が下限値未満であると、熱圧着時に濡れ性が低下し、ボイドが発生するおそれがある。一方、上限値を超えると半導体用接着フィルムがタック性を帯び、貼り付け時の作業性が低下するおそれがある。

また、軟化点が４０℃以上１００℃未満の固形エポキシ樹脂の使用量は、３０〜９５重量部が好ましく、５０〜９０重量部がより好ましく、６０〜８０重量部がさらに好ましい。含有量が下限値未満であると、熱圧着時に濡れ性が増加し、ボイドが発生する。一方、上限値を超えると半導体用接着フィルムのタック性がなくなり、貼付温度等が上昇する。

本発明で使用する（Ｄ）軟化点が１００℃以下のフェノール樹脂は、エポキシ樹脂と組み合わせることによって、高温高圧下において耐衝撃性が優れ、厳しい熱吸湿下においても充分な接着物性を保持することができるため有効である。

上記のエポキシ樹脂と硬化反応をして架橋構造を形成することができる少なくとも２個以上のフェノール性水酸基を有するモノマー、オリゴマー、ポリマー全般を指し、例えば、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、フェノールアラルキル（フェニレン、ビフェニレン骨格を含む）樹脂、ナフトールアラルキル樹脂、トリフェノールメタン樹脂、ジシクロペンタジエン型フェノール樹脂等が挙げられる。
これらは単独で用いても混合して用いてもよい。軟化点が１００℃より高いと半導体用接着フィルムの１２０℃以上での溶融粘度が上昇してしまい、熱圧着時に濡れ性が低下し、ボイドが発生する。なお、軟化点は９０℃以下が好ましい。

前記フェノール樹脂の含有量は、特に制限はないが、エポキシ樹脂のエポキシ基１個当たりフェノール性水酸基の当量比が０．５〜１．５の範囲であることが好ましく、０．８〜１．２であることがより好ましい。これは当量比が大き過ぎても、また逆に小さ過ぎても樹脂の硬化（橋かけ）が不十分になり、ガラス転移温度が上がらず、硬化剤の耐湿性や高温の電気特性などが劣る蛍光がある。

また、本発明の接着フィルムには、硬化促進剤を添加することもできる。硬化促進剤は、特に制限はなく、イミダゾール類、ジシアンジアミド誘導体、ジカルボン酸ジヒドラジド、トリフェニルホスフィン、テトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレート、２−エチル−４−メチルイミダゾールテトラフェニルボレート、１，８−ジアザビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７−テトラフェニルボレート等を用いることができる。これらは１種又は２種以上を併用することもできる。

硬化促進剤の添加量は、（Ｂ）液状エポキシ樹脂、（Ｃ）軟化点が４０℃以上１００℃未満の固形エポキシ樹脂及び（Ｄ）軟化点が１００℃以下のフェノール樹脂１００重量部に対して０．１〜５重量部が好ましく、０．２〜３重量部がより好ましい。添加量が０．１重量部未満であるとると硬化性が劣る傾向があり、５重量部を超えると保存安定性が低下する傾向がある。

また、本発明の粘接着シートを形成する接着層には、その取り扱い性向上、熱伝導性向上、溶融粘度の調整及びチキソトロピック性付与などを目的として、無機フィラーを添加することもできる。無機フィラーとしては、特に制限はなく、例えば、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、ほう酸アルミウイスカ、窒化ホウ素、結晶性シリカ、非晶性シリカ等が挙げられ、フィラーの形状は特に制限するものではない。これらのフィラーは単独で又は二種類以上を組み合わせて使用することができる。

中でも、熱伝導性向上のためには、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、窒化ほう素、結晶性シリカ、非晶性シリカ等が好ましい。
また、溶融粘度の調整やチキ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、酸化アルミニウム、結晶性シリカ、非晶性シリカ等が好ましい。

用いる球状シリカフィラー充填剤の平均粒径は０．０１μｍ以上２０μｍ以下が好ましく、０．１μｍ以上５μｍ以下であればさらに好ましい。
平均粒径か０．０１μｍ未満であると、接着フィルム内でフィラーが凝集しやすく、外観不良が発生する場合がある。一方、２０μｍより大きいと、接着フィルムよりシリカフィラー充填剤が突起しやすくなり、熱圧着時にチップを破壊してしまう場合がある。

無機フィラーの使用量は、樹脂成分１００重量部に対して１〜４０重量部が好ましい。１重量部未満であると添加効果が得られない傾向があり、４０重量部を超えると、接着剤層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等の問題を起こす傾向がある。

前記樹脂組成物は、必要に応じて、他の成分としてシアネート基を有する有機化合物を含んでもよい。
これにより、被着体への密着性と耐熱性とをより向上することができる。
前記シアネート基を有する有機化合物としては、例えばビスフェノールＡジシアネート、ビスフェノールＦジシアネート、ビス（４−シアネートフェニル）エーテル、ビスフェノールＥジシアネート、シアネートノボラック樹脂等が挙げられる。

以下に、本発明の半導体用接着フィルムの詳細について説明する。
本発明の半導体用接着フィルムは、エポキシ樹脂を含む半導体用接着フィルムであって、（ｉ）２５℃においてのタック値が、０ｇｆ以上３０ｇｆ以下であり、かつ（ｉｉ）１００℃〜１８０℃の領域で溶融粘度が５００Ｐａ・ｓ以上２０００Ｐａ・ｓ以下であることを特徴とする半導体用接着フィルムである。

本発明になる半導体用接着フィルムは、例えば、（Ａ）高分子量成分、（Ｂ）液状エポキシ樹脂、（Ｃ）軟化点が４０℃以上１００℃未満の固形エポキシ樹脂及び（Ｄ）軟化点が１００℃以下のフェノール樹脂を含む樹脂組成物から得られるものである。

構成（ｉ）のプローブタック法で評価したときのタック値とは、フィルムの表面の粘着性、密着性を表すものであり、値が高いほど粘着性、密着性が高いことを意味する。測定は、（株）レスカ社製、ＴＡＣＫＩＮＥＳＳ ＴＥＳＴＥＲ、圧着時間１ｓｅｃ、試験速度１００ｍｍ／ｍｉｎ、プローブ径５ｍｍ（φ）で行なった。

構成（ｉｉ）３０℃〜１０℃／分の昇温速度で昇温したとき、１００℃以上１８０℃以下の領域で溶融粘度が５００［Ｐａ・ｓ］以上２０００［Ｐａ・ｓ］以下であることとは、比較的低温で接着するために溶融粘度が満たすべき要件を意味する。
チップの熱損傷防止のために比較的低温で貼り付ける必要がある。

溶融粘度は、例えば、回転型レオメーター（レオメトリック サイエンティフィック製、ＡＲＥＳ）を用い、平行円板（直径８ｍｍ）に挟み、周波数１Ｈｚのずり剪断を与えて、歪み５％で３０℃から３００℃まで（昇温速度１０℃／分）測定した値を用いる。

このサンプルの作成方法について詳しく説明すると、接着シート単体の厚みを２００μｍ程度の厚さになるように重ね合わせる。厚さが１００〜３００μｍであれば測定値が再現性よく得られるためである。例えば、接着シート単体の厚みが４０μｍである場合は、接着シートを３〜７枚貼り合わせればよい。
また、貼り合わせる条件はサンプルによって異なるが、測定中に貼り合わせ面において剥離が生じないようにすればよく、通常その接着シートの硬化が進まない条件で貼り合わせる。

図１は、半導体用接着フィルムの温度に対する溶融粘度の関係を模式的に示したグラフである。
この半導体用接着フィルムは、図１に示すように該半導体用接着フィルムを２５℃〜１０℃／分の昇温速度で溶融状態までに昇温したときに初期は溶融粘度が減少し（図中矢印Ａ）、所定の温度（ｔ１）で最低溶融粘度（η１）に到達した後、マウント温度の温度範囲でその状態を保持した後（ｔ２）、さらに上昇（図中矢印Ｂ）するような特性を有する。

このとき半導体用接着フィルムの１００℃〜１８０℃の領域で溶融粘度は、５００［Ｐａ・ｓ］以上２０００［Ｐａ・ｓ］以下がよい。
さらに、前記溶融粘度は６００［Ｐａ・ｓ］以上１，５００［Ｐａ・ｓ］以下が好ましく、特に８００［Ｐａ・ｓ］以上１，２００ ［Ｐａ・ｓ］以下が好ましい。
２０００［Ｐａ・ｓ］より高いと、熱圧着時に濡れ性が低下し、ボイドが発生する。
５００［Ｐａ・ｓ］より低いと必要以上に半導体用接着フィルムがフローしてしまい、半導体素子を汚染する原因となる。

上記溶融粘度は、液状エポキシ樹脂を添加することで１００℃に達するまでに溶融粘度を２０００［Ｐａ・ｓ］以下に低下させ、さらに軟化点が４０℃以上１００℃未満の固形エポキシ樹脂と軟化点が１００℃以下のフェノール樹脂を添加することで、１８０℃まで溶融粘度を低下させずに、一定の溶融粘度に保たせることで得られる。

また、従来の半導体用接着フィルム（例えば、ポリイミド系の接着フィルム）の前記最低溶融粘度は、３０００［Ｐａ・ｓ］程度であった。
そのため、半導体素子と半導体素子搭載用支持部材との接着を１８０℃程度の高温で行う必要があった。

しかし、このような高温で半導体素子と半導体素子搭載用支持部材との接着を行うために、半導体素子が熱損傷する場合があった。
これに対して、上記の半導体用接着フィルムは、最低溶融粘度が低いので、熱圧着温度を低くしても半導体素子と半導体搭載用支持部材との接着を行うことが可能となる。
熱圧着温度は１００℃〜１５０℃が好ましい。

本発明の半導体用接着フィルムは、例えば前記樹脂組成物をメチルエチルケトン、アセトン、トルエン、ジメチルホルムアルデヒド等の溶剤に溶解して、ワニスの状態にした後、コンマコーター、ダイコーター、グラビアコーター等を用いて離型シートに塗工し、乾燥させ後、離型シートを除去することによって得ることができる。
前記半導体用接着フィルムの厚さは、特に制限はないが、３μｍ以上１００μｍ以下が好ましく、特に５μｍ以上７０μｍ以下が好ましい。厚さが前記範囲内であけば、特に厚さ精度の制御を容易にできる。

図２は本発明の半導体用接着フィルムを用いて作製した半導体装置の構造を示す模式図である。
この半導体装置は、ＢＧＡ基板３上に、半導体素子２が搭載された構造を有する。
半導体素子２とＢＧＡ基板３との間には、半導体用接着フィルム１が配置されている。
半導体素子２は、ＢＧＡ基板３に対してフリップチップ接続されている。
半導体用接着フィルム１は、低温接着が可能であるため、製造工程において半導体素子２に熱損傷を与えることなく接合することが可能である。
半導体に熱履歴のかからない半導体装置は高信頼性を具現することが可能である。

以下、実施例及び比較例により本発明を詳細に説明するが、本発明はこれに制限するものではない。
（実施例１）
高分子量成分としてＨＴＲ−８６０Ｐ−３（ナガセケムテックス（株）製商品名、グリシジル基含有アクリルゴム、分子量８０万、Ｔｇ−７℃）１００重量部、液状エポキシ樹脂としてＹＤＣＮ−８１７０Ｃ（東都化成（株）製商品名、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、エポキシ当量１５７）３５重量部、軟化点が４０℃以上１００℃未満の固形エポキシ樹脂としてＹＤＣＮ−７０３（東都化成（株）製商品名、ｏ−クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、エポキシ当量２１０）２５重量部、軟化点が１００℃以下のフェノール樹脂としてＸＬＣ―ＬＬ（三井化学（株）製商品名、キシレン変性型フェノール樹脂、水酸基当量１７４）６０重量部及び硬化促進剤としてイミダゾール化合物２ＰＨＺ−ＰＷ（四国化成（株）製商品名）０．１重量部を秤量し、さらにシクロヘキサノンを加えて攪拌混合し、真空脱気した。

この接着剤ワニスを、厚さ３８μｍの表面離型処理ポリエチレンテレフタレート（帝人（株）製、テイジンテトロンフィルム：Ａ−３１）上に塗布し、１００℃で３０分間加熱乾燥し接着シートを得た。
なお、軟化点の測定は、ＪＩＳ Ｋ７２３４に準じて、環球法において測定された値を用いた。
以下、同様である。

（実施例２）
（Ｂ）液状エポキシ樹脂として、ＹＤ−８１２５（東都化成（株）製商品名、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、エポキシ当量１７３）、３５重量部を用いた以外は、実施例１と同様の材料を使用し、実施例１と同様の工程を経て接着シートを得た。
配合及び実験結果を表１に示す。

（実施例３）
（Ｃ）固形エポキシ樹脂として、ＹＳＬＶ−５０ＴＥ（東都化成（株）製商品名、結晶性エポキシ樹脂、エポキシ当量１７５）、２５重量部を用いた以外は、実施例１と同様の材料を使用し、実施例１と同様の工程を経て接着シートを得た。
配合及び実験結果を表１に示す。

（実施例４）
（Ｄ）フェノール樹脂として、ＰＲ５３６４７（住友ベークライト（株）製、フェノールノボラック樹脂、水酸基当量１０４）、３６重量部を用いた以外は、実施例１と同様の材料を使用し、実施例１と同様の工程を経て接着シートを得た。
配合及び実験結果を表１に示す。

（実施例５）
シリカフィラー（Ｒ９７２、平均粒径２０ｎｍ、日本アエロジル（株）製）１００重量部を用いた以外は、実施例１と同様の材料を使用し、実施例１と同様の工程を経て接着シートを得た。
配合及び実験結果を表１に示す。

（実施例６）
（Ｃ）固形エポキシ樹脂として、ＨＰ−７２００（大日本インキ（株）製商品名、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、エポキシ当量２６３）、２５重量部を用い、シリカフィラー（Ｒ９７２、平均粒径２０ｎｍ、日本アエロジル（株）製）１００重量部を用いた以外は、実施例１と同様の材料を使用し、実施例１と同様の工程を経て接着シートを得た。
配合及び実験結果を表１に示す。

（比較例１）
（Ｂ）液状エポキシ樹脂を用いずに、（Ｃ）固形エポキシ樹脂としてＹＤＣＮ−７０３（東都化成（株）製商品名、ｏ−クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、エポキシ当量２１０）、６０重量部を用いた以外は、実施例１と同様の材料を使用し、実施例１と同様の工程を経て接着シートを得た。
配合及び実験結果を表２に示す。

（比較例２）
（Ｃ）固形エポキシ樹脂を用いずに、（Ｂ）液状エポキシ樹脂としてＹＤ−８１２５（東都化成（株）製商品名、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、エポキシ当量１７３）、２５重量部を用いた以外は、実施例１と同様の材料を使用し、実施例１と同様の工程を経て接着シートを得た。
配合及び実験結果を表２に示す。

（比較例３）
（Ｄ）フェノール樹脂として、ＴｒｉｓＰ−ＰＡ（本州化学（株）製、トリスフェノールノボラックフェノール樹脂、水酸基当量１４１）、４８重量部を用いた以外は、実施例１と同様の材料を使用し、実施例１と同様の工程を経て接着シートを得た。
配合及び実験結果を表２に示す。

（比較例４）
（Ｄ）フェノール樹脂を用いなかった以外は、実施例１と同様の材料を使用し、実施例１と同様の工程を経て接着シートを得た。
配合及び実験結果を表２に示す。

各実施例及び各比較例の評価は、以下の評価方法により行った。
半導体用接着フィルムを５インチ、２８０μｍの半導体ウエハ裏面に８０℃、０．１ＭＰａ、５０ｍｍ／ｓｅｃの条件でラミネートし、半導体用接着フィルム面をＵＶダイシングフィルムに固定した。
そして、ダイシングソーを用いて、半導体用接着フィルムが接合した半導体ウエハをスピンドル回転数３０，０００ｍｉｎ^−１、切断速度２０ｍｍ／ｓｅｃで５ｍｍ×５ｍｍ角の半導体素子のサイズにダイシングして、半導体用接着フィルムが接合した半導体素子を得た。

次に、ＵＶダイシングフィルムの光透過性基材側から紫外線を５秒で２５０ｍＪ／ｃｍ^２の積算光量を照射した後、半導体用接着フィルムに接合しているＵＶダイシングフィルムを剥離した。
そして、上述の半導体用接着フィルムが接合した半導体素子を４２−アロイ合金のリードフレームに、１２０℃、５Ｎ、１．０秒間圧着して、ダイボンディングし、樹脂で封止し、１７５℃５時間熱処理を行い、封止樹脂を硬化させて１０個の半導体装置を得た。

〈タック性〉
半導体用接着フィルムのタックを、プローブタック法にて評価した。
○：タック無し（０ｇｆ以上３０ｇｆ以下）
△：タック若干有り、実用上使用不可（３０ｇｆ以上１５０ｇｆ以下）
×：タック有り（１５０ｇｆ以上）

〈５％重量減少温度〉
１７５℃５時間熱処理した半導体用接着フィルムを昇温速度１０℃／分の条件の５％重量減少温度で評価した。
○：５％重量減少温度が、３００℃以上
△：５％重量減少温度が、２００℃以上３００℃未満
×：５％重量減少温度が、２００℃未満

〈溶融粘度特性〉
半導体用接着フィルムを２００μｍ厚になるまで重ね合わせ、粘弾性測定装置であるレオメーターを用いて、フィルム状態のサンプルに１０℃／分の昇温速度で、周波数１Ｈｚのずり剪断を与えて測定した。測定結果を用いて、１００〜１８０℃の溶融粘度の最大値と最小値の範囲により評価した。
○：５００Ｐａ・ｓ以上２０００Ｐａ・ｓ以下の範囲にあるもの
×：５００Ｐａ・ｓ以下２０００Ｐａ・ｓ以上の範囲にあるもの

〈初期密着力〉
上述の半導体素子をリードフレームに１２０℃、５Ｎ、１秒間の条件でダイボンディングし、その後、室温での初期密着性を測定した。
○：初期密着力が、２．０ＭＰａ以上
△：初期密着力が、１．０ＭＰａ以上２．０ＭＰａ未満
×：初期密着力が、１．０ＭＰａ未満

〈せん断接着力〉
上述の半導体素子をリードフレームに１５０℃、５Ｎ、１秒間の条件でダイボンディングし、８５℃／６０％ＲＨ／１６８時間吸湿処理をした後、半導体素子とリードフレームとの２６０℃での剪断強度を評価した。
○：せん断接着力が、１．０ＭＰａ以上
△：せん断接着力が、０．５以上１．０ＭＰａ未満
×：せん断接着力が、０．５ＭＰａ未満

〈耐リフロークラック性〉
上述の半導体装置を８５℃／６０％ＲＨ／１６８時間吸湿処理をした後、２６０℃のＩＲリフローを３回行い走査型超音波探傷機（ＳＡＴ）で評価した。
各符号は、以下の通りである。
○：発生したクラックの数が、１０個中０個
△：発生したクラックの数が、１０個中１個以上３個以下
×：発生したクラックの数が、１０個中３個以上

表１及び表２に示されるように、実施例１〜６では、半導体接着フィルム評価結果及び半導体装置の評価結果ともに良好な結果を示したが、比較例１〜４ではこれらすべてにおいて良好な結果を示したものがないことが明らかである。

本発明の半導体用接着フィルムの温度に対する溶融粘度の関係を模式的に示したグラフである。 本発明の半導体装置の一例を模式的に示す半導体装置の断面図である。

符号の説明

１ 半導体用接着フィルム
２ 半導体素子
３ 半導体搭載用支持部材

Claims (4)

1. （Ａ）高分子量成分、
   （Ｂ）液状エポキシ樹脂
   （Ｃ）軟化点が４０℃以上１００℃未満の固形エポキシ樹脂及び
   （Ｄ）軟化点が１００℃以下のフェノール樹脂
   を含む樹脂組成物で構成される半導体用接着フィルム。
2. ２５℃においてのタック値が、０ｇｆ以上３０ｇｆ以下であり、かつ１００℃〜１８０℃の領域で溶融粘度が５００Ｐａ・ｓ以上２０００Ｐａ・ｓ以下である請求項１記載の半導体用接着フィルム。
3. 半導体用接着フィルムが、保護フィルムの片面に、所定平面視形状の接着剤、接着剤を覆い、かつ接着剤よりも一回り広く大きく、そして接着剤とは重なり合わない周縁部を有する粘着剤、粘着剤に重なり合う基材フィルムの順に積層したものである請求項１又は２記載の半導体用接着フィルム。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の半導体用接着フィルムを用いて半導体素子と被接着部材とを接着してなる半導体装置。

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