半導体用接着フィルムおよび半導体装置
【課題】 ウエハーと接着剤とを低温で接着することができ、半導体素子とリードフレーム等の半導体素子搭載用支持部材とを低温で接着することができ機械強度に優れた半導体用接着フィルムを用いた半導体装置の製造方法を提供すること。
【解決手段】 アクリル酸共重合体１００重量部と、結晶性のクレゾールノボラックエポキシ樹脂５０重量部と、シアネート樹脂１０重量部と、イミダゾール化合物３重量部と、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン１重量部と、平均粒径１５ｎｍのコロイダルシリカ３０重量部とをメチルエチルケトンに溶解して樹脂固形分４０％の樹脂ワニスを得た。コンマコーターを用いて上述の樹脂ワニスを、キャリアフィルムであるポリエチレンテレフタレートフィルムに塗布した後、７０℃、１０分間乾燥して、キャリアフィルム付き厚さ２５μｍの半導体用接着フィルムを得た。
【解決手段】 アクリル酸共重合体１００重量部と、結晶性のクレゾールノボラックエポキシ樹脂５０重量部と、シアネート樹脂１０重量部と、イミダゾール化合物３重量部と、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン１重量部と、平均粒径１５ｎｍのコロイダルシリカ３０重量部とをメチルエチルケトンに溶解して樹脂固形分４０％の樹脂ワニスを得た。コンマコーターを用いて上述の樹脂ワニスを、キャリアフィルムであるポリエチレンテレフタレートフィルムに塗布した後、７０℃、１０分間乾燥して、キャリアフィルム付き厚さ２５μｍの半導体用接着フィルムを得た。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体用接着フィルム及び半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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と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）。
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。
【０００６】
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。そういった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。こういった有機基板の増加ととも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。
【特許文献１】特開平６−２６４０３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、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および機械強度の優れた半導体用接着フィルムおよび半導体装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
このような目的は、下記（１）〜（４）に記載の本発明により達成される。
（１） 半導体素子と、支持部材とを接合するために用いる半導体用接着フィルムであって、
前記半導体用接着フィルムは、樹脂および平均粒径１００ｎｍ以下のコロイダルシリカを含む樹脂組成物で構成されていることを特徴とする半導体用接着フィルム。
（２） 樹脂が熱可塑性樹脂を含むものである（１）項記載の半導体用接着フィルム。
（３） 樹脂が熱硬化性樹脂を含むものである（１）又は（２）項記載の半導体用接着フィルム。
（４） （１）〜（３）項のいずれか１項に記載の半導体用接着フィルムを用いて、半導
体素子と半導体素子搭載用支持部材とを接合していることを特徴とする半導体装置。
【発明の効果】
【０００９】
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および機械強度の優れた半導体用接着フィルムおよび半導体装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の半導体用接着フィルムは樹脂及び平均粒径が１００ｎｍ以下のコロイダルシリカを含有してなる樹脂組成物からなることを特徴とする。
【００１１】
本発明では、コロイダルシリカを用いる。コロイダルとして溶媒にシリカが分散されていることで樹脂組成物中でのシリカの凝集が発生しにくくなる。
【００１２】
上記コロイダルシリカの形状としては球状シリカが好ましい。球状シリカの場合は鱗辺状フィラーで見られるような配向性を有しないため樹脂強度を保持することができる。
【００１３】
上記コロイダルシリカの平均粒径は１００ｎｍ以下が望ましい。平均粒径が小さくなると樹脂とシリカ界面の接触面積が大きくなりフィルムの機械強度を増大させることできる。また薄厚状のフィルムの作製も可能となる。粒径が大きいと薄厚状のフィルムを作製した時に表面が粗くなり外観不良や接着力の低下を起こす。
【００１４】
上記コロイダルシリカの含有量は０．５〜５０重量％であることが好ましく１〜３０重量%であることがより好ましい。含有量が前記下限値未満であると機械強度の向上が期待
できず、前記上限値を超えると接着性の低下やフィルムが脆くなり、好ましくない。
【００１５】
本発明に用いる樹脂は接着力の向上、凝集力の向上という点で熱可塑性樹脂を含むことが好ましい。また該熱可塑性樹脂のガラス転移温度は−２０〜１２０℃であることが好ましい。さらに−２０〜６０℃がより好ましく、特に−１０〜５０℃が好ましい。ガラス転移温度が前記下限値未満であると半導体用接着フィルムの粘着力が強くなり作業性が低下する場合があり、前記上限値を超えると低温接着性を向上する効果が低下する場合がある。
【００１６】
前記熱可塑性樹脂としては、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。これにより、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。
【００１７】
前記アクリル系樹脂は、アクリル酸およびその誘導体を意味し、具体的にはアクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル等のアクリル酸エステル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル等のメタクリル酸エステル、アクリロニトリル、アクリルアミド等の重合体および他の単量体との共重合体等が挙げられる。
また、エポキシ基、水酸基、カルボキシル基、二トリル基等を持つ化合物を有するアクリル系樹脂（特に、アクリル酸共重合体）が好ましい。これにより、半導体素子等の被着体への密着性をより向上することができる。前記官能基を持つ化合物として、具体的にはグリシジルエーテル基を持つグリシジルメタクリレート、水酸基を持つヒドロキシメタクリレート、カルボキシル基を持つカルボキシメタクリレート、二トリル基を持つアクリロニトリル等が挙げられる。
【００１８】
前記官能基を持つ化合物の含有量は、特に限定されないが、前記アクリル系樹脂全体の０．５〜４０重量％が好ましく、特に５〜３０重量％が好ましい。含有量が前記下限値未満であると密着性を向上する効果が低下する場合があり、前記上限値を超えると粘着力が強すぎて作業性を向上する効果が低下する場合がある。
【００１９】
前記アクリル系樹脂の重量平均分子量は、特に限定されないが、１０万以上が好ましく、特に１５万〜１００万が好ましい。重量平均分子量が前記範囲内であると、特に半導体用接着フィルムの製膜性を向上することができる。
【００２０】
本発明の樹脂としては熱硬化性樹脂を含むものが好ましく、後述するような硬化剤としての機能を有するようなものを含んでも良い。
前記熱硬化性樹脂としては、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、ビスフェノールＡノボラック樹脂等のノボラック型フェノール樹脂、レゾールフェノール樹脂等のフェノール樹脂、ビスフェノールＡエポキシ樹脂、ビスフェノールＦエポキシ樹脂等のビスフェノール型エポキシ樹脂、ノボラックエポキシ樹脂、クレゾールノボラックエポキシ樹脂等のノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、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、ジシクロペンタジエン変性フェノール型エポキシ樹脂等のエポキシ樹脂、ユリア（尿素）樹脂、メラミン樹脂等のトリアジン環を有する樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビスマレイミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、シリコーン樹脂、ベンゾオキサジン環を有する樹脂、シアネートエステル樹脂等が挙げられ、これらは単独でも混合して用いても良い。これらの中でもエポキシ樹脂が好ましく、特にエポキシ樹脂とシアネート樹脂の併用が好ましい。これにより、耐熱性および密着性をより向上することができる。
【００２１】
前記エポキシ樹脂は、特に限定されないが、結晶性エポキシ樹脂が好ましい。このような結晶性エポキシ樹脂としては、ビフェニル骨格、ビスフェノール骨格、スチルベン骨格等の剛直な構造を主鎖に有し、比較的低分子量であるものが挙げられる。結晶性エポキシ樹脂が好ましい理由は、常温では結晶化している固体であるが、融点以上の温度域では急速に融解して低粘度の液状に変化するからである。それによって、初期密着性をより向上することができる。
【００２２】
前記結晶性エポキシ樹脂の融点は、特に限定されないが、５０〜１５０℃が好ましく、特に６０〜１４０℃が好ましい。融点が前記範囲内であると、特に低温接着性を向上することができる。
前記融点は、例えば示差走査熱量計を用いて、常温から昇温速度５℃／分で昇温した結晶融解の吸熱ピークの頂点温度で評価することができる。
【００２３】
前記エポキシ樹脂の含有量は特に限定されないが、前記熱可塑性樹脂１００重量部に対して１０〜１００重量部が好ましい。
【００２４】
前記シアネートエステル樹脂としては、具体的にはビスフェノール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ジシアネート等のビスフェノール型シアネート樹脂、ノボラック型シアネート樹脂等が挙げられる。
【００２５】
前記シアネートエステル樹脂の含有量は、特に限定されないが、前記熱可塑性樹脂１００重量部に対して１〜５０重量部が好ましく、特に３〜３０重量部が好ましい。含有量が前記下限値未満であると密着性を向上する効果が低下する場合があり、前記上限値を超えるとアウトガスの原因や耐熱性を向上する効果が低下する場合がある。
【００２６】
前記熱硬化性樹脂の含有量は、特に限定されないが、前記熱可塑性樹脂１００重量部に対して１０〜１００重量部が好ましく、特に３０〜７０重量部が好ましい。含有量が前記下限値未満であると耐熱性を向上する効果が低下する場合があり、前記上限値を超え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。
【００２７】
前記熱硬化性樹脂がエポキシ樹脂の場合、前記樹脂組成物は硬化剤（特に、フェノール系硬化剤）を含むことが好ましい。
前記硬化剤としては、例えばジエチレントリアミン（ＤＥＴＡ）、トリエチレンテトラミン（ＴＥＴＡ）、メタキシレリレンジアミン（ＭＸＤＡ）などの脂肪族ポリアミン、ジアミノジフェニルメタン（ＤＤＭ）、ｍ−フェニレンジアミン（ＭＰＤＡ）、ジアミノジフェニルスルホン（ＤＤＳ）などの芳香族ポリアミンのほか、ジシアンジアミド（ＤＩＣＹ）、有機酸ジヒドララジドなどを含むポリアミン化合物等のアミン系硬化剤、ヘキサヒドロ無水フタル酸（ＨＨＰＡ）、メチルテトラヒドロ無水フタル酸（ＭＴＨＰＡ）などの脂環族酸無水物（液状酸無水物）、無水トリメリット酸（ＴＭＡ）、無水ピロメリット酸（ＰＭＤＡ）、ベンゾフェノンテトラカルボン酸（ＢＴＤＡ）等の芳香族酸無水物等の酸無水物系硬化剤、フェノール樹脂等のフェノール系硬化剤が挙げられる。これらの中でもフェノール系硬化剤が好ましく、具体的にはビス（４−ヒドロキシ−３，５−ジメチルフェニル）メタン（通称テトラメチルビスフェノールＦ）、４，４’−スルホニルジフェノール、４，４’−イソプロピリデンジフェノール（通称ビスフェノールＡ）、ビス（４−ヒドロキシフェニル）メタン、ビス（２−ヒドロキシフェニル）メタン、（２−ヒドロキシフェニル）（４−ヒドロキシフェニル）メタンおよびこれらの内ビス（４−ヒドロキシフェニル）メタン、ビス（２−ヒドロキシフェニル）メタン、（２−ヒドロキシフェニル）（４−ヒドロキシフェニル）メタンの３種の混合物（例えば、本州化学工業（株）製、ビスフェノールＦ−Ｄ）等のビスフェノール類、１，２−ベンゼンジオール、１，３−ベンゼンジオール、１，４−ベンゼンジオール等のジヒドロキシベンゼン類、１，２，４−ベンゼントリオール等のトリヒドロキシベンゼン類、１，６−ジヒドロキシナフタレン等のジヒドロキシナフタレン類の各種異性体、２，２’−ビフェノール、４，４’−ビフェノール等のビフェノール類の各種異性体等の化合物が挙げられる。
【００２８】
前記エポキシ樹脂の硬化剤（特にフェノール系硬化剤）の含有量は、特に限定されないが、前記エポキシ樹脂１００重量部に対して対して１〜３０重量部が好ましく、特に３〜１０重量部が好ましい。含有量が前記下限値未満であると耐熱性を向上する効果が低下する場合があり、前記上限値を超えると保存性が低下する場合がある。
【００２９】
前記熱硬化性樹脂がエポキシ樹脂である場合硬化促進剤としてイミダゾール類を含んでも良く１−ベンジル−２メチルイミダゾール、１−ベンジル−２フェニルイミダゾール、１−シアノエチル−２−エチル−４−メチルイミダゾールなどの化合物が挙げられる。
【００３０】
前記エポキシ樹脂の硬化促進剤の含有量は、特に限定されないが、前記エポキシ樹脂１００重量部に対して対して０．０１〜３０重量部が好ましく、特に０．５〜１０重量部が好ましい。含有量が前記下限値未満であると硬化性が不十分である場合があり、前記上限値を超えると保存性が低下する場合がある。
【００３１】
前記樹脂組成物はさらにカップリング剤を含むことが好ましい。これにより樹脂と被着体及び樹脂とシリカ界面との密着性を向上させることができる。
前記カップリング剤としてはシラン系、チタン系、アルミニウム系などが挙げられるが中でもシラン系カップリング剤が好ましい。
前記カップリング剤としては例えばビニルトリクロロシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、β−（３，４エポキシシクロヘキシル）エチルトリメト
キシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、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、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノ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、Ｎ−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−クロロ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、３−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、３−アクリロキシプロピルトリメトキシシランなどが挙げられる。
【００３２】
前記カップリング剤の含有量は、特に限定されないが、前記エポキシ樹脂１００重量部に対して対して０．０１〜１０重量部が好ましく、特に０．５〜１０重量部が好ましい。含有量が前記下限値未満であると密着性の効果が不十分である場合があり、前記上限値を超えるとアウトガスやボイドの原因になる場合がある。
【００３３】
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キャリアフィルムに塗工し、乾燥させることで得られる。
前記半導体用接着フィルムの厚さは、特に限定されないが、３〜１００μｍが好ましく、特に５〜７０μｍが好ましい。厚さが前記範囲内であると、特に厚さ精度の制御を容易にできる。
【００３４】
次に、本発明の半導体装置について説明する。
得られた半導体用接着フィルムを用いて半導体素子と金属製のリードフレーム、ガラス繊維にエポキシ樹脂を含浸した基板、ポリイミド基板、ビスマレイミド−トリアジン樹脂基板等の有機基板の接合に用いることができる。
【００３５】
接合の条件としては半導体素子と前記半導体搭載用支持部材を該接着フィルムを介して温度８０〜２００℃、時間０．１〜３０秒で圧着する。その後必要に応じてワイヤボンディング、封止材により封入を経て半導体装置を得ることができる。
【００３６】
以下、本発明を実施例および比較例に基づいて詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【実施例】
【００３７】
まず、半導体用接着フィルムの実施例および比較例について説明する。
（実施例１）
１．半導体用接着フィルム樹脂ワニスの調製
熱可塑性樹脂としてアクリル酸共重合体（エチルアクリレート−アクリロニトリル−Ｎ，Ｎジメチルアクリルアミド−グリシジルメタクリレート共重合体、ナガセケムテックス（株）製、ＳＧ−８０Ｈ、Ｔｇ：１５℃、重量平均分子量：３５００，０００）１００重量部と、熱硬化性樹脂として結晶性のクレゾールノボラックエポキシ樹脂（ＥＯＣＮ−１０２０−８０、エポキシ当量２００ｇ／ｅｑ、日本化薬（株）製、融点８０℃）５０重量部と、シアネート樹脂（Ｌ−１０、バンティコ（株）製）１０重量部と、硬化促進剤としてイミダゾール化合物（１Ｂ２ＭＺ、四国化成（株）製）３重量部と、カップリング剤としてγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン（ＫＢＭ４０３、信越化学（株）製）１重量部と、コロイダルシリカ（ＰＬ−１、平均粒径１５ｎｍ、扶桑化学（株）製）３０重量部とをメチルエチルケトン（ＭＥＫ）に溶解して樹脂固形分４０％の樹脂ワニスを得
た。
【００３８】
２．半導体用接着フィルムの製造
コンマコーターを用いて上述の樹脂ワニスを、キャリアフィルムであるポリエチレンテレフタレートフィルム（王子製紙社製、品番ＲＬ−０７、厚さ３８μｍ）に塗布した後、７０℃、１０分間乾燥して、キャリアフィルム付き厚さ２５μｍの半導体用接着フィルムを得た。
【００３９】
（実施例２）
半導体用接着フィルム樹脂ワニスの配合を以下のようにした以外は、実施例１と同様にした。
熱可塑性樹脂としてアクリル酸共重合体（エチルアクリレート−ブチルアクリレート−アクリロニトリル−アクリル酸−ヒドロキシエチルアクリレート共重合体、ナガセケムテックス（株）製、ＳＧ−７０８−６ＤＲ、Ｔｇ：６℃、重量平均分子量：８００，０００）１００重量部と、熱硬化性樹脂としてクレゾールノボラックエポキシ樹脂（ＥＯＣＮ−１０２０−８０、エポキシ当量２００ｇ／ｅｑ、日本化薬（株）製）４０重量部と、硬化促進剤としてイミダゾール化合物（１Ｂ２ＭＺ、四国化成（株）製）３重量部と、カップリング剤としてγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン（ＫＢＭ４０３、信越化学（株）製）１重量部とコロイダルシリカ（ＰＬ−１、平均粒径１５ｎｍ、扶桑化学（株）製）３０重量とを用いた。
【００４０】
（実施例３）
半導体用接着フィルム樹脂ワニスの配合を以下のようにした以外は、実施例１と同様にした。
熱可塑性樹脂としてアクリル酸共重合体（エチルアクリレート−ブチルアクリレート−アクリロニトリル−アクリル酸−ヒドロキシエチルアクリレート共重合体、ナガセケムテックス（株）製、ＳＧ−７０８−６ＤＲ、Ｔｇ：６℃、重量平均分子量：８００，０００）１００重量部と、熱硬化性樹脂としてクレゾールノボラックエポキシ樹脂（ＥＯＣＮ−１０２０−８０、エポキシ当量２００ｇ／ｅｑ、日本化薬（株）製）４０重量部と、硬化促進剤としてイミダゾール化合物（１Ｂ２ＭＺ、四国化成（株）製）３重量部と、カップリング剤としてγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン（ＫＢＭ４０３、信越化学（株）製）１重量部とコロイダルシリカ（ＰＬ−３、平均粒径３５ｎｍ、扶桑化学（株）製）３０重量とを用いた。
【００４１】
（比較例１）
半導体用接着フィルム樹脂ワニスの配合を以下のようにした以外は、実施例１と同様にした。
熱可塑性樹脂としてアクリル酸共重合体（エチルアクリレート−ブチルアクリレート−アクリロニトリル−アクリル酸−ヒドロキシエチルアクリレート共重合体、ナガセケムテックス（株）製、ＳＧ−７０８−６ＤＲ、Ｔｇ：６℃、重量平均分子量：８００，０００）１００重量部と、熱硬化性樹脂としてクレゾールノボラックエポキシ樹脂（ＥＯＣＮ−１０２０−８０、エポキシ当量２００ｇ／ｅｑ、日本化薬（株）製）４０重量部と、硬化促進剤としてイミダゾール化合物（１Ｂ２ＭＺ、四国化成（株）製）３重量部と、カップリング剤としてγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン（ＫＢＭ４０３、信越化学（株）製）１重量部と粉末球状シリカ（ＳＰ−４Ｂ、平均粒径４μｍ、扶桑化学（株）製）３０重量部とを用いた。
【００４２】
（比較例２）
半導体用接着フィルム樹脂ワニスの配合を以下のようにした以外は、実施例１と同様にした。
熱可塑性樹脂としてアクリル酸共重合体（エチルアクリレート−アクリロニトリル−Ｎ，Ｎジメチルアクリルアミド−グリシジルメタクリレート共重合体、ナガセケムテックス（株）製、ＳＧ−８０Ｈ、Ｔｇ：１５℃、重量平均分子量：３５００，０００）１００重量部と、熱硬化性樹脂として結晶性のクレゾールノボラックエポキシ樹脂（ＥＯＣＮ−１０２０−８０、エポキシ当量２００ｇ／ｅｑ、日本化薬（株）製、融点８０℃）５０重量部と、シアネート樹脂（Ｌ−１０、バンティコ（株）製）１０重量部と、硬化促進剤としてイミダゾール化合物（１Ｂ２ＭＺ、四国化成（株）製）３重量部と、カップリング剤としてγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン（ＫＢＭ４０３、信越化学（株）製）１重量部と、粉末球状シリカ（ＳＰ−４Ｂ、平均粒径１５ｎｍ、扶桑化学（株）製）３０重量部とをメチルエチルケトン（ＭＥＫ）に溶解して樹脂固形分４０％の樹脂ワニスを得た。
【００４３】
次に、半導体装置について説明する。
（実施例１ａ〜実施例３ａ）
【００４４】
３．半導体装置の製造
実施例１〜３で得られたキャリアテープ付き接着フィルムを接着フィルム側に５インチ５５０μｍウエハーの裏面を１００℃で貼り付けし、キャリアテープ及び接着フィルム付きウエハーを得た。
その後ダイシングフィルムをキャリアテープ面に貼り付けた。そして、ダイシングソーを用いて、キャリアテープ付き接着フィルムが接合した半導体ウエハーをスピンドル回転数３０，０００ｒｐｍ、切断速度５０ｍｍ／ｓｅｃで５ｍｍ×５ｍｍ角の半導体素子のサイズにダイシング（切断）して、ダイシングフィルム及びキャリアテープが接合した半導体素子を得た。次に、ダイシングシート裏面から突上げしキャリアテープ接着フィルム層間で剥離し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、１３０℃、１ＭＰａ、１．０秒間圧着して、ダイボンディングし、１８０℃１時間で加熱し、樹脂で封止して１０個の半導体装置を得た。
【００４５】
（比較例１ａ〜比較例２ａ）
半導体用接着フィルムとして、比較例１〜比較例２で得られたキャリアテープ付き接着フィルムを用いた以外は、実施例１ａと同様にした。
【００４６】
各実施例および比較例で得られた半導体用接着フィルムおよび半導体装置に関して次の評価を行った。評価項目を内容と共に示す。得られた結果を表１に示す。
【００４７】
１．フィルム外観
１０μｍ厚のフィルム１ｍ２の外観を確認した。
○：すじがない。
×：すじが発生している。
【００４８】
２．ダイシング性
半導体ウエハーをダイシングした後に、粘着が弱いためにダイシングフィルムから剥離する半導体素子の個数により評価した。
◎：飛散しなかった半導体素子の割合が、９５％以上である
○：飛散しなかった半導体素子の割合が、９０〜９５％未満である
△：飛散しなかった半導体素子の割合が、５０〜９０％未満である
×：飛散しなかった半導体素子の割合が、５０％未満である
【００４９】
３．ピックアップ性
ダイシングフィルムが接合した半導体素子を、半導体素子を光透過性基材から取り上げ
ること（ピックアップ）が可能であるかを評価した。
◎：ピックアップ可能な半導体素子の割合が、９５％以上である
○：ピックアップ可能な半導体素子の割合が、９０〜９５％未満である
△：ピックアップ可能な半導体素子の割合が、５０〜９０％未満である
×：ピックアップ可能な半導体素子の割合が、５０％未満である
【００５０】
４．接着フィルムの初期接着性
ダイアタッチフィルムとリードフレームとの接着性は、ダイシングフィルムが接合した半導体素子と、４２−アロイ合金のリードフレームとを１８０℃、１ＭＰａ、１．０秒間の条件で接合し、そのまま未処理（硬化処理前）の状態でチップとリードフレームとの剪断強度を評価した。
◎：剪断強度が、１．０ＭＰａ以上である
○：剪断強度が、０．７５以上、かつ１．０ＭＰａ未満である
△：剪断強度が、０．５以上、かつ０．７５ＭＰａ未満である
×：剪断強度が、０．５ＭＰａ未満である
【００５１】
５．吸湿処理後の接着性
各実施例および比較例で得られた半導体装置を８５℃／８５％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剪断強度を評価した。
◎：剪断強度が、１．０ＭＰａ以上である
○：剪断強度が、０．７５以上、かつ１．０ＭＰａ未満である
△：剪断強度が、０．５以上、かつ０．７５ＭＰａ未満である
×：剪断強度が、０．５ＭＰａ未満である
【００５２】
６．耐クラック性
耐クラック性は、各実施例および比較例で得られた半導体装置を８５℃／８５％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。
◎：クラックが全く無し
○：クラックが、７／１０個以上無し
△：クラックが、９／１０個以上、かつ７／１０個未満有り
×：クラックが、１０／１０個有り
【００５３】
【表１】
【００５４】
表１から明らかなように、実施例１〜３は、初期及び吸湿後の接着性に優れ、かつチップの飛散も無くピックアップ性にも優れていた。
また、実施例１〜３は、外観、ダイシング性、耐クラック性も良好であった。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体用接着フィルム及び半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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と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）。
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。
【０００６】
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。そういった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。こういった有機基板の増加ととも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。
【特許文献１】特開平６−２６４０３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、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および機械強度の優れた半導体用接着フィルムおよび半導体装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
このような目的は、下記（１）〜（４）に記載の本発明により達成される。
（１） 半導体素子と、支持部材とを接合するために用いる半導体用接着フィルムであって、
前記半導体用接着フィルムは、樹脂および平均粒径１００ｎｍ以下のコロイダルシリカを含む樹脂組成物で構成されていることを特徴とする半導体用接着フィルム。
（２） 樹脂が熱可塑性樹脂を含むものである（１）項記載の半導体用接着フィルム。
（３） 樹脂が熱硬化性樹脂を含むものである（１）又は（２）項記載の半導体用接着フィルム。
（４） （１）〜（３）項のいずれか１項に記載の半導体用接着フィルムを用いて、半導
体素子と半導体素子搭載用支持部材とを接合していることを特徴とする半導体装置。
【発明の効果】
【０００９】
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および機械強度の優れた半導体用接着フィルムおよび半導体装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の半導体用接着フィルムは樹脂及び平均粒径が１００ｎｍ以下のコロイダルシリカを含有してなる樹脂組成物からなることを特徴とする。
【００１１】
本発明では、コロイダルシリカを用いる。コロイダルとして溶媒にシリカが分散されていることで樹脂組成物中でのシリカの凝集が発生しにくくなる。
【００１２】
上記コロイダルシリカの形状としては球状シリカが好ましい。球状シリカの場合は鱗辺状フィラーで見られるような配向性を有しないため樹脂強度を保持することができる。
【００１３】
上記コロイダルシリカの平均粒径は１００ｎｍ以下が望ましい。平均粒径が小さくなると樹脂とシリカ界面の接触面積が大きくなりフィルムの機械強度を増大させることできる。また薄厚状のフィルムの作製も可能となる。粒径が大きいと薄厚状のフィルムを作製した時に表面が粗くなり外観不良や接着力の低下を起こす。
【００１４】
上記コロイダルシリカの含有量は０．５〜５０重量％であることが好ましく１〜３０重量%であることがより好ましい。含有量が前記下限値未満であると機械強度の向上が期待
できず、前記上限値を超えると接着性の低下やフィルムが脆くなり、好ましくない。
【００１５】
本発明に用いる樹脂は接着力の向上、凝集力の向上という点で熱可塑性樹脂を含むことが好ましい。また該熱可塑性樹脂のガラス転移温度は−２０〜１２０℃であることが好ましい。さらに−２０〜６０℃がより好ましく、特に−１０〜５０℃が好ましい。ガラス転移温度が前記下限値未満であると半導体用接着フィルムの粘着力が強くなり作業性が低下する場合があり、前記上限値を超えると低温接着性を向上する効果が低下する場合がある。
【００１６】
前記熱可塑性樹脂としては、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。これにより、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。
【００１７】
前記アクリル系樹脂は、アクリル酸およびその誘導体を意味し、具体的にはアクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル等のアクリル酸エステル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル等のメタクリル酸エステル、アクリロニトリル、アクリルアミド等の重合体および他の単量体との共重合体等が挙げられる。
また、エポキシ基、水酸基、カルボキシル基、二トリル基等を持つ化合物を有するアクリル系樹脂（特に、アクリル酸共重合体）が好ましい。これにより、半導体素子等の被着体への密着性をより向上することができる。前記官能基を持つ化合物として、具体的にはグリシジルエーテル基を持つグリシジルメタクリレート、水酸基を持つヒドロキシメタクリレート、カルボキシル基を持つカルボキシメタクリレート、二トリル基を持つアクリロニトリル等が挙げられる。
【００１８】
前記官能基を持つ化合物の含有量は、特に限定されないが、前記アクリル系樹脂全体の０．５〜４０重量％が好ましく、特に５〜３０重量％が好ましい。含有量が前記下限値未満であると密着性を向上する効果が低下する場合があり、前記上限値を超えると粘着力が強すぎて作業性を向上する効果が低下する場合がある。
【００１９】
前記アクリル系樹脂の重量平均分子量は、特に限定されないが、１０万以上が好ましく、特に１５万〜１００万が好ましい。重量平均分子量が前記範囲内であると、特に半導体用接着フィルムの製膜性を向上することができる。
【００２０】
本発明の樹脂としては熱硬化性樹脂を含むものが好ましく、後述するような硬化剤としての機能を有するようなものを含んでも良い。
前記熱硬化性樹脂としては、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、ビスフェノールＡノボラック樹脂等のノボラック型フェノール樹脂、レゾールフェノール樹脂等のフェノール樹脂、ビスフェノールＡエポキシ樹脂、ビスフェノールＦエポキシ樹脂等のビスフェノール型エポキシ樹脂、ノボラックエポキシ樹脂、クレゾールノボラックエポキシ樹脂等のノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、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、ジシクロペンタジエン変性フェノール型エポキシ樹脂等のエポキシ樹脂、ユリア（尿素）樹脂、メラミン樹脂等のトリアジン環を有する樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビスマレイミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、シリコーン樹脂、ベンゾオキサジン環を有する樹脂、シアネートエステル樹脂等が挙げられ、これらは単独でも混合して用いても良い。これらの中でもエポキシ樹脂が好ましく、特にエポキシ樹脂とシアネート樹脂の併用が好ましい。これにより、耐熱性および密着性をより向上することができる。
【００２１】
前記エポキシ樹脂は、特に限定されないが、結晶性エポキシ樹脂が好ましい。このような結晶性エポキシ樹脂としては、ビフェニル骨格、ビスフェノール骨格、スチルベン骨格等の剛直な構造を主鎖に有し、比較的低分子量であるものが挙げられる。結晶性エポキシ樹脂が好ましい理由は、常温では結晶化している固体であるが、融点以上の温度域では急速に融解して低粘度の液状に変化するからである。それによって、初期密着性をより向上することができる。
【００２２】
前記結晶性エポキシ樹脂の融点は、特に限定されないが、５０〜１５０℃が好ましく、特に６０〜１４０℃が好ましい。融点が前記範囲内であると、特に低温接着性を向上することができる。
前記融点は、例えば示差走査熱量計を用いて、常温から昇温速度５℃／分で昇温した結晶融解の吸熱ピークの頂点温度で評価することができる。
【００２３】
前記エポキシ樹脂の含有量は特に限定されないが、前記熱可塑性樹脂１００重量部に対して１０〜１００重量部が好ましい。
【００２４】
前記シアネートエステル樹脂としては、具体的にはビスフェノール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ジシアネート等のビスフェノール型シアネート樹脂、ノボラック型シアネート樹脂等が挙げられる。
【００２５】
前記シアネートエステル樹脂の含有量は、特に限定されないが、前記熱可塑性樹脂１００重量部に対して１〜５０重量部が好ましく、特に３〜３０重量部が好ましい。含有量が前記下限値未満であると密着性を向上する効果が低下する場合があり、前記上限値を超えるとアウトガスの原因や耐熱性を向上する効果が低下する場合がある。
【００２６】
前記熱硬化性樹脂の含有量は、特に限定されないが、前記熱可塑性樹脂１００重量部に対して１０〜１００重量部が好ましく、特に３０〜７０重量部が好ましい。含有量が前記下限値未満であると耐熱性を向上する効果が低下する場合があり、前記上限値を超え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。
【００２７】
前記熱硬化性樹脂がエポキシ樹脂の場合、前記樹脂組成物は硬化剤（特に、フェノール系硬化剤）を含むことが好ましい。
前記硬化剤としては、例えばジエチレントリアミン（ＤＥＴＡ）、トリエチレンテトラミン（ＴＥＴＡ）、メタキシレリレンジアミン（ＭＸＤＡ）などの脂肪族ポリアミン、ジアミノジフェニルメタン（ＤＤＭ）、ｍ−フェニレンジアミン（ＭＰＤＡ）、ジアミノジフェニルスルホン（ＤＤＳ）などの芳香族ポリアミンのほか、ジシアンジアミド（ＤＩＣＹ）、有機酸ジヒドララジドなどを含むポリアミン化合物等のアミン系硬化剤、ヘキサヒドロ無水フタル酸（ＨＨＰＡ）、メチルテトラヒドロ無水フタル酸（ＭＴＨＰＡ）などの脂環族酸無水物（液状酸無水物）、無水トリメリット酸（ＴＭＡ）、無水ピロメリット酸（ＰＭＤＡ）、ベンゾフェノンテトラカルボン酸（ＢＴＤＡ）等の芳香族酸無水物等の酸無水物系硬化剤、フェノール樹脂等のフェノール系硬化剤が挙げられる。これらの中でもフェノール系硬化剤が好ましく、具体的にはビス（４−ヒドロキシ−３，５−ジメチルフェニル）メタン（通称テトラメチルビスフェノールＦ）、４，４’−スルホニルジフェノール、４，４’−イソプロピリデンジフェノール（通称ビスフェノールＡ）、ビス（４−ヒドロキシフェニル）メタン、ビス（２−ヒドロキシフェニル）メタン、（２−ヒドロキシフェニル）（４−ヒドロキシフェニル）メタンおよびこれらの内ビス（４−ヒドロキシフェニル）メタン、ビス（２−ヒドロキシフェニル）メタン、（２−ヒドロキシフェニル）（４−ヒドロキシフェニル）メタンの３種の混合物（例えば、本州化学工業（株）製、ビスフェノールＦ−Ｄ）等のビスフェノール類、１，２−ベンゼンジオール、１，３−ベンゼンジオール、１，４−ベンゼンジオール等のジヒドロキシベンゼン類、１，２，４−ベンゼントリオール等のトリヒドロキシベンゼン類、１，６−ジヒドロキシナフタレン等のジヒドロキシナフタレン類の各種異性体、２，２’−ビフェノール、４，４’−ビフェノール等のビフェノール類の各種異性体等の化合物が挙げられる。
【００２８】
前記エポキシ樹脂の硬化剤（特にフェノール系硬化剤）の含有量は、特に限定されないが、前記エポキシ樹脂１００重量部に対して対して１〜３０重量部が好ましく、特に３〜１０重量部が好ましい。含有量が前記下限値未満であると耐熱性を向上する効果が低下する場合があり、前記上限値を超えると保存性が低下する場合がある。
【００２９】
前記熱硬化性樹脂がエポキシ樹脂である場合硬化促進剤としてイミダゾール類を含んでも良く１−ベンジル−２メチルイミダゾール、１−ベンジル−２フェニルイミダゾール、１−シアノエチル−２−エチル−４−メチルイミダゾールなどの化合物が挙げられる。
【００３０】
前記エポキシ樹脂の硬化促進剤の含有量は、特に限定されないが、前記エポキシ樹脂１００重量部に対して対して０．０１〜３０重量部が好ましく、特に０．５〜１０重量部が好ましい。含有量が前記下限値未満であると硬化性が不十分である場合があり、前記上限値を超えると保存性が低下する場合がある。
【００３１】
前記樹脂組成物はさらにカップリング剤を含むことが好ましい。これにより樹脂と被着体及び樹脂とシリカ界面との密着性を向上させることができる。
前記カップリング剤としてはシラン系、チタン系、アルミニウム系などが挙げられるが中でもシラン系カップリング剤が好ましい。
前記カップリング剤としては例えばビニルトリクロロシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、β−（３，４エポキシシクロヘキシル）エチルトリメト
キシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、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、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノ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、Ｎ−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−クロロ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、３−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、３−アクリロキシプロピルトリメトキシシランなどが挙げられる。
【００３２】
前記カップリング剤の含有量は、特に限定されないが、前記エポキシ樹脂１００重量部に対して対して０．０１〜１０重量部が好ましく、特に０．５〜１０重量部が好ましい。含有量が前記下限値未満であると密着性の効果が不十分である場合があり、前記上限値を超えるとアウトガスやボイドの原因になる場合がある。
【００３３】
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キャリアフィルムに塗工し、乾燥させることで得られる。
前記半導体用接着フィルムの厚さは、特に限定されないが、３〜１００μｍが好ましく、特に５〜７０μｍが好ましい。厚さが前記範囲内であると、特に厚さ精度の制御を容易にできる。
【００３４】
次に、本発明の半導体装置について説明する。
得られた半導体用接着フィルムを用いて半導体素子と金属製のリードフレーム、ガラス繊維にエポキシ樹脂を含浸した基板、ポリイミド基板、ビスマレイミド−トリアジン樹脂基板等の有機基板の接合に用いることができる。
【００３５】
接合の条件としては半導体素子と前記半導体搭載用支持部材を該接着フィルムを介して温度８０〜２００℃、時間０．１〜３０秒で圧着する。その後必要に応じてワイヤボンディング、封止材により封入を経て半導体装置を得ることができる。
【００３６】
以下、本発明を実施例および比較例に基づいて詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【実施例】
【００３７】
まず、半導体用接着フィルムの実施例および比較例について説明する。
（実施例１）
１．半導体用接着フィルム樹脂ワニスの調製
熱可塑性樹脂としてアクリル酸共重合体（エチルアクリレート−アクリロニトリル−Ｎ，Ｎジメチルアクリルアミド−グリシジルメタクリレート共重合体、ナガセケムテックス（株）製、ＳＧ−８０Ｈ、Ｔｇ：１５℃、重量平均分子量：３５００，０００）１００重量部と、熱硬化性樹脂として結晶性のクレゾールノボラックエポキシ樹脂（ＥＯＣＮ−１０２０−８０、エポキシ当量２００ｇ／ｅｑ、日本化薬（株）製、融点８０℃）５０重量部と、シアネート樹脂（Ｌ−１０、バンティコ（株）製）１０重量部と、硬化促進剤としてイミダゾール化合物（１Ｂ２ＭＺ、四国化成（株）製）３重量部と、カップリング剤としてγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン（ＫＢＭ４０３、信越化学（株）製）１重量部と、コロイダルシリカ（ＰＬ−１、平均粒径１５ｎｍ、扶桑化学（株）製）３０重量部とをメチルエチルケトン（ＭＥＫ）に溶解して樹脂固形分４０％の樹脂ワニスを得
た。
【００３８】
２．半導体用接着フィルムの製造
コンマコーターを用いて上述の樹脂ワニスを、キャリアフィルムであるポリエチレンテレフタレートフィルム（王子製紙社製、品番ＲＬ−０７、厚さ３８μｍ）に塗布した後、７０℃、１０分間乾燥して、キャリアフィルム付き厚さ２５μｍの半導体用接着フィルムを得た。
【００３９】
（実施例２）
半導体用接着フィルム樹脂ワニスの配合を以下のようにした以外は、実施例１と同様にした。
熱可塑性樹脂としてアクリル酸共重合体（エチルアクリレート−ブチルアクリレート−アクリロニトリル−アクリル酸−ヒドロキシエチルアクリレート共重合体、ナガセケムテックス（株）製、ＳＧ−７０８−６ＤＲ、Ｔｇ：６℃、重量平均分子量：８００，０００）１００重量部と、熱硬化性樹脂としてクレゾールノボラックエポキシ樹脂（ＥＯＣＮ−１０２０−８０、エポキシ当量２００ｇ／ｅｑ、日本化薬（株）製）４０重量部と、硬化促進剤としてイミダゾール化合物（１Ｂ２ＭＺ、四国化成（株）製）３重量部と、カップリング剤としてγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン（ＫＢＭ４０３、信越化学（株）製）１重量部とコロイダルシリカ（ＰＬ−１、平均粒径１５ｎｍ、扶桑化学（株）製）３０重量とを用いた。
【００４０】
（実施例３）
半導体用接着フィルム樹脂ワニスの配合を以下のようにした以外は、実施例１と同様にした。
熱可塑性樹脂としてアクリル酸共重合体（エチルアクリレート−ブチルアクリレート−アクリロニトリル−アクリル酸−ヒドロキシエチルアクリレート共重合体、ナガセケムテックス（株）製、ＳＧ−７０８−６ＤＲ、Ｔｇ：６℃、重量平均分子量：８００，０００）１００重量部と、熱硬化性樹脂としてクレゾールノボラックエポキシ樹脂（ＥＯＣＮ−１０２０−８０、エポキシ当量２００ｇ／ｅｑ、日本化薬（株）製）４０重量部と、硬化促進剤としてイミダゾール化合物（１Ｂ２ＭＺ、四国化成（株）製）３重量部と、カップリング剤としてγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン（ＫＢＭ４０３、信越化学（株）製）１重量部とコロイダルシリカ（ＰＬ−３、平均粒径３５ｎｍ、扶桑化学（株）製）３０重量とを用いた。
【００４１】
（比較例１）
半導体用接着フィルム樹脂ワニスの配合を以下のようにした以外は、実施例１と同様にした。
熱可塑性樹脂としてアクリル酸共重合体（エチルアクリレート−ブチルアクリレート−アクリロニトリル−アクリル酸−ヒドロキシエチルアクリレート共重合体、ナガセケムテックス（株）製、ＳＧ−７０８−６ＤＲ、Ｔｇ：６℃、重量平均分子量：８００，０００）１００重量部と、熱硬化性樹脂としてクレゾールノボラックエポキシ樹脂（ＥＯＣＮ−１０２０−８０、エポキシ当量２００ｇ／ｅｑ、日本化薬（株）製）４０重量部と、硬化促進剤としてイミダゾール化合物（１Ｂ２ＭＺ、四国化成（株）製）３重量部と、カップリング剤としてγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン（ＫＢＭ４０３、信越化学（株）製）１重量部と粉末球状シリカ（ＳＰ−４Ｂ、平均粒径４μｍ、扶桑化学（株）製）３０重量部とを用いた。
【００４２】
（比較例２）
半導体用接着フィルム樹脂ワニスの配合を以下のようにした以外は、実施例１と同様にした。
熱可塑性樹脂としてアクリル酸共重合体（エチルアクリレート−アクリロニトリル−Ｎ，Ｎジメチルアクリルアミド−グリシジルメタクリレート共重合体、ナガセケムテックス（株）製、ＳＧ−８０Ｈ、Ｔｇ：１５℃、重量平均分子量：３５００，０００）１００重量部と、熱硬化性樹脂として結晶性のクレゾールノボラックエポキシ樹脂（ＥＯＣＮ−１０２０−８０、エポキシ当量２００ｇ／ｅｑ、日本化薬（株）製、融点８０℃）５０重量部と、シアネート樹脂（Ｌ−１０、バンティコ（株）製）１０重量部と、硬化促進剤としてイミダゾール化合物（１Ｂ２ＭＺ、四国化成（株）製）３重量部と、カップリング剤としてγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン（ＫＢＭ４０３、信越化学（株）製）１重量部と、粉末球状シリカ（ＳＰ−４Ｂ、平均粒径１５ｎｍ、扶桑化学（株）製）３０重量部とをメチルエチルケトン（ＭＥＫ）に溶解して樹脂固形分４０％の樹脂ワニスを得た。
【００４３】
次に、半導体装置について説明する。
（実施例１ａ〜実施例３ａ）
【００４４】
３．半導体装置の製造
実施例１〜３で得られたキャリアテープ付き接着フィルムを接着フィルム側に５インチ５５０μｍウエハーの裏面を１００℃で貼り付けし、キャリアテープ及び接着フィルム付きウエハーを得た。
その後ダイシングフィルムをキャリアテープ面に貼り付けた。そして、ダイシングソーを用いて、キャリアテープ付き接着フィルムが接合した半導体ウエハーをスピンドル回転数３０，０００ｒｐｍ、切断速度５０ｍｍ／ｓｅｃで５ｍｍ×５ｍｍ角の半導体素子のサイズにダイシング（切断）して、ダイシングフィルム及びキャリアテープが接合した半導体素子を得た。次に、ダイシングシート裏面から突上げしキャリアテープ接着フィルム層間で剥離し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、１３０℃、１ＭＰａ、１．０秒間圧着して、ダイボンディングし、１８０℃１時間で加熱し、樹脂で封止して１０個の半導体装置を得た。
【００４５】
（比較例１ａ〜比較例２ａ）
半導体用接着フィルムとして、比較例１〜比較例２で得られたキャリアテープ付き接着フィルムを用いた以外は、実施例１ａと同様にした。
【００４６】
各実施例および比較例で得られた半導体用接着フィルムおよび半導体装置に関して次の評価を行った。評価項目を内容と共に示す。得られた結果を表１に示す。
【００４７】
１．フィルム外観
１０μｍ厚のフィルム１ｍ２の外観を確認した。
○：すじがない。
×：すじが発生している。
【００４８】
２．ダイシング性
半導体ウエハーをダイシングした後に、粘着が弱いためにダイシングフィルムから剥離する半導体素子の個数により評価した。
◎：飛散しなかった半導体素子の割合が、９５％以上である
○：飛散しなかった半導体素子の割合が、９０〜９５％未満である
△：飛散しなかった半導体素子の割合が、５０〜９０％未満である
×：飛散しなかった半導体素子の割合が、５０％未満である
【００４９】
３．ピックアップ性
ダイシングフィルムが接合した半導体素子を、半導体素子を光透過性基材から取り上げ
ること（ピックアップ）が可能であるかを評価した。
◎：ピックアップ可能な半導体素子の割合が、９５％以上である
○：ピックアップ可能な半導体素子の割合が、９０〜９５％未満である
△：ピックアップ可能な半導体素子の割合が、５０〜９０％未満である
×：ピックアップ可能な半導体素子の割合が、５０％未満である
【００５０】
４．接着フィルムの初期接着性
ダイアタッチフィルムとリードフレームとの接着性は、ダイシングフィルムが接合した半導体素子と、４２−アロイ合金のリードフレームとを１８０℃、１ＭＰａ、１．０秒間の条件で接合し、そのまま未処理（硬化処理前）の状態でチップとリードフレームとの剪断強度を評価した。
◎：剪断強度が、１．０ＭＰａ以上である
○：剪断強度が、０．７５以上、かつ１．０ＭＰａ未満である
△：剪断強度が、０．５以上、かつ０．７５ＭＰａ未満である
×：剪断強度が、０．５ＭＰａ未満である
【００５１】
５．吸湿処理後の接着性
各実施例および比較例で得られた半導体装置を８５℃／８５％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剪断強度を評価した。
◎：剪断強度が、１．０ＭＰａ以上である
○：剪断強度が、０．７５以上、かつ１．０ＭＰａ未満である
△：剪断強度が、０．５以上、かつ０．７５ＭＰａ未満である
×：剪断強度が、０．５ＭＰａ未満である
【００５２】
６．耐クラック性
耐クラック性は、各実施例および比較例で得られた半導体装置を８５℃／８５％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。
◎：クラックが全く無し
○：クラックが、７／１０個以上無し
△：クラックが、９／１０個以上、かつ７／１０個未満有り
×：クラックが、１０／１０個有り
【００５３】
【表１】
【００５４】
表１から明らかなように、実施例１〜３は、初期及び吸湿後の接着性に優れ、かつチップの飛散も無くピックアップ性にも優れていた。
また、実施例１〜３は、外観、ダイシング性、耐クラック性も良好であった。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子と、支持部材とを接合するために用いる半導体用接着フィルムであって、
前記半導体用接着フィルムは、樹脂および平均粒径１００ｎｍ以下のコロイダルシリカを含む樹脂組成物で構成されていることを特徴とする半導体用接着フィルム。
【請求項２】
樹脂が熱可塑性樹脂を含むものである請求項１記載の半導体用接着フィルム。
【請求項３】
樹脂が熱硬化性樹脂を含むものである請求項１又は２記載の半導体用接着フィルム。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の半導体用接着フィルムを用いて、半導体素子と半導体素子搭載用支持部材とを接合していることを特徴とする半導体装置。
【請求項１】
半導体素子と、支持部材とを接合するために用いる半導体用接着フィルムであって、
前記半導体用接着フィルムは、樹脂および平均粒径１００ｎｍ以下のコロイダルシリカを含む樹脂組成物で構成されていることを特徴とする半導体用接着フィルム。
【請求項２】
樹脂が熱可塑性樹脂を含むものである請求項１記載の半導体用接着フィルム。
【請求項３】
樹脂が熱硬化性樹脂を含むものである請求項１又は２記載の半導体用接着フィルム。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の半導体用接着フィルムを用いて、半導体素子と半導体素子搭載用支持部材とを接合していることを特徴とする半導体装置。
【公開番号】特開２００８−３００８６２（Ｐ２００８−３００８６２Ａ）
【公開日】平成２０年１２月１１日（２００８．１２．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１９１５７２（Ｐ２００８−１９１５７２）
【出願日】平成２０年７月２５日（２００８．７．２５）
【分割の表示】特願２００４−４１２７２（Ｐ２００４−４１２７２）の分割
【原出願日】平成１６年２月１８日（２００４．２．１８）
【出願人】（０００００２１４１）住友ベークライト株式会社 (2,927)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１２月１１日（２００８．１２．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年７月２５日（２００８．７．２５）
【分割の表示】特願２００４−４１２７２（Ｐ２００４−４１２７２）の分割
【原出願日】平成１６年２月１８日（２００４．２．１８）
【出願人】（０００００２１４１）住友ベークライト株式会社 (2,927)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]