JP2001049221A - 電子部品用接着剤組成物及び接着シート - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＢＧＡ、ＣＳＰ等の半導体装置に使用される
従来の接着剤が有する問題である温度変化が繰り返され
ることによる層間剥離を改善する、すなわち耐温度サイ
クル性に優れた電子部品用接着剤組成物及び接着シー
ト。 【解決手段】 （ａ）エポキシ樹脂、（ｂ）エポキシ硬
化剤、（ｃ）弾性体を必須成分として含有する接着剤組
成物であって、硬化した接着剤組成物を１５０℃で２５
０時間放置する熱処理後の−５０℃、５０℃、１５０℃
の各温度での動的弾性率の、前記熱処理前の対応する各
温度での弾性率に対する比がいずれも０.１〜１０。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、各種の電子部品、
特に、絶縁体層及び導体回路から構成されるＩＣ用基板
にＩＣチップを積層した構造を有する半導体装置に好適
な接着剤組成物及び接着シートに関するもので、中でも
ＩＣチップを接着するため又は放熱板を接着するため、
より具体的にはＩＣチップとＩＣ用基板、ＩＣチップと
放熱板又は放熱板とＩＣ用基板を接着するための接着剤
組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】携帯型パソコン、携帯電話の普及が急速
に進む今日、電子機器には更なる小型化、薄型化、多機
能化が要求されている。この要求を実現するには電子部
品の小型化、高集積化は必須のことであるが、さらに電
子部品の高密度実装技術が必要となる。近年の電子部品
の中核を構成しているＩＣパッケージは、その形態がＱ
ＦＰ（Quad Flat Package）やＳＯＰ（Small Outline P
ackage）といった周辺実装型が主流であったが、最近で
はＢＧＡ（Ball Grid Allay）、ＣＳＰ（Chip Size Pac
kage）と呼ばれる面実装型が高密度実装可能なＩＣパッ
ケージとして脚光を浴びている。

【０００３】ＢＧＡ及びＣＳＰはパッケージの裏面に面
格子状に半田ボールを外部接続端子として設けている。
ＩＣ（半導体集積回路）の電極は、回路配線パターン変
換基板であるＩＣ用基板を介してプリント基板の電極に
接続する。そのＩＣ用基板の種類によりプラスチックＢ
ＧＡ（以下、Ｐ−ＢＧＡと略す。）、セラミックＢＧＡ
（以下、Ｃ−ＢＧＡと略す。）、テープＢＧＡ（以下、
Ｔ−ＢＧＡと略す。）、高機能（ｅｎｈａｎｃｅｄ）Ｂ
ＧＡ（以下、Ｅ−ＢＧＡと略す。）が開発されている。
最近まではＱＦＰでのワイヤーボンディング技術が利用
可能なＰ−ＢＧＡが主流となっていたが、ＴＡＢ（Tape
Automated Bonding）技術を利用したＴ−ＢＧＡが、さ
らなる高密度化（多ピン化）が可能であること、また放
熱性に優れるため主流になりつつある。ＣＳＰはＢＧＡ
を更に小型化、高密度化したパッケージであり、マイク
ロＢＧＡ、ファインピッチＢＧＡと呼ばれている。特
に、ＣＳＰはその構造から低インピーダンス、周波数応
答の高速性等の優れた電気特性も有するパッケージであ
る。

【０００４】図１にファインピッチＢＧＡの一例の断面
図を示す。配線３等の導体回路が形成された絶縁体層で
ある絶縁性フィルム４を具備したＩＣ用基板は、接着剤
７を介してＩＣチップ６に積層されており、またＩＣチ
ップ６は電極５を介して、絶縁性フィルム４の片面に形
成された配線３と金ワイヤー９で接続され、さらに半田
ボール１で外部と電気的に接続する。図２にマイクロ−
ＢＧＡの一例の断面図を示す。配線３を有する絶縁性フ
ィルム４は接着剤７を介してＩＣチップ６に積層されて
おり、またＩＣチップ６は電極５を介して、絶縁性フィ
ルム４の片面に形成された配線３に接続され、さらに半
田ボール１で外部と電気的に接続する。また、ＩＣチッ
プを接着剤で放熱板に接着した構成を具備する半導体装
置もある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、絶縁性フィ
ルム４には、通常ポリイミドフィルムが用いられてい
る。ポリイミドは線膨張係数が２０〜３０ｐｐｍである
のに対して、ＩＣチップは５ｐｐｍである。また、放熱
板に通常使用される銅材の線膨張係数は１４〜１８ｐｐ
ｍである。即ち、ＩＣチップとＩＣ用基板（ポリイミド
フィルム）又は放熱板とでは線膨張係数に大きな違いが
ある。ＩＣパッケージの温度は非駆動時には室温である
が、駆動時にはＩＣの発熱で１００℃以上になるので、
ＩＣパッケージは室温〜高温（１００℃以上）の温度サ
イクルに曝される。その際、ＩＣ用基板とＩＣチップ、
ＩＣチップと放熱板の熱膨張係数の違いにより、応力が
発生していた。これらの間を貼り合わせる接着剤として
は、従来一般に、安価で、かつ作業性、電気特性及び耐
熱性に優れている点で熱硬化型接着剤が、具体的にはエ
ポキシ樹脂／エポキシ硬化剤／ＮＢＲ（アクリロニトリ
ル−ブタジエン共重合体）系に代表される接着剤が使用
されてきた。しかし、このＮＢＲは、ジエン結合を有す
るため、高温下で次第に弾性を失うもので、室温〜高温
の温度変化が繰り返されると、生じる応力によって被着
体の層間剥離を起こすことがあった。

【０００６】本発明は前記課題を解決するためになされ
たもので、ＢＧＡ、ＣＳＰ等の半導体装置に使用される
従来の接着剤が有する問題である温度変化が繰り返され
ることによる層間剥離を改善する、すなわち耐温度サイ
クル性に優れた電子部品用接着剤組成物及び接着シート
を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の電子部品用接着
剤組成物は、（ａ）エポキシ樹脂、（ｂ）エポキシ硬化
剤、（ｃ）弾性体を必須成分として含有する接着剤組成
物であって、硬化した接着剤組成物を１５０℃で２５０
時間放置する熱処理後の−５０℃、５０℃、１５０℃の
各温度での動的弾性率の、前記熱処理前の対応する各温
度での弾性率に対する比がいずれも０.１〜１０の範囲
内にあることを特徴とする。その際、弾性体としては、
エステル結合を有する重合体が望ましく、また、エポキ
シ樹脂又はエポキシ硬化剤との反応性を有する官能基を
有するものが望ましい。本発明の電子部品用接着剤組成
物は、絶縁体層及び導体回路を具備して構成されるＩＣ
用基板の回路面又はその裏面に、ＩＣチップを積層した
構造をもつ半導体装置に好適で、特にそのＩＣチップま
たは放熱板の接着用に好適である。本発明の電子部品用
接着シートは、上記電子部品用接着剤組成物が、支持体
の少なくとも一方の面に形成されたものである。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の接着剤組成物は（ａ）エポキシ樹脂、（ｂ）エ
ポキシ硬化剤、（ｃ）弾性体を必須成分として含有する
硬化型接着剤組成物である。本発明の接着剤組成物に用
いる成分についてそれぞれ説明する。

【０００９】［（ａ）エポキシ樹脂］エポキシ樹脂は分
子内に２個以上のオキシラン環を有している樹脂、例え
ば、グリシジルエーテル、グリシジルエステル、グリシ
ジルアミン、線状脂肪族エポキサイト、脂環族エポキサ
イト等いずれの構造の樹脂でもよく、単独でも２種以上
を併用することもできる。具体的には、ビスフェノール
Ａジグリシジルエーテル、ビスフェノールＦジグリシジ
ルエーテル、ビスフェノールＳジグリシジルエーテル、
レゾールシノールジグリシジルエーテル、臭素化ビスフ
ェノールＡジグリシジルエーテル、フッ素化ビスフェノ
ールＡジグリシジルエーテル、フェノールノボラックグ
リシジルエーテル、クレゾールノボラックグリシジルエ
ーテル、臭素化ノボラックグリシジルエーテル等のグリ
シジルエーテル類、ヘキサヒドロフタル酸ジグリシジル
エステル、フタル酸ジグリシジルエステル、ダイマー酸
ジグリシジルエステル等のグリシジルエステル類、トリ
グリシジルイソシアヌレート、テトラグリシジルジアミ
ノジフェニルメタン、テトラグリシジルメタキシレンジ
アミン等のグリシジルアミン類、エポキシ化大豆油等の
線状脂肪族エポキサイト類、３,４−エポキシ−６−メ
チルシクロヘキシルメチルカルボキシレート、３,４−
エポキシシクロヘキシルメチルカルボキシレート等の脂
環族エポキサイト類が挙げられる。

【００１０】これらの中でも特にビスフェノール型エポ
キシ樹脂が安価であるため好ましく、特にビスフェノー
ルＡ型が好適に用いられる。また、エポキシ樹脂のエポ
キシ当量は４０００以下が好ましく、より好ましくは１
５０〜２０００のエポキシ等量のものである。エポキシ
当量が４０００を超えて大きいと硬化物の弾性率が低く
なり、接着力が低下する。本発明に好適に用いられるエ
ポキシ樹脂は具体的に、油化シェルエポキシ社製：商品
名；エピコート８０６、８２８、１００１、旭電化工業
社製：商品名；ＥＰ−４１００Ｇ、ＥＰ４４００、ＥＰ
−４９０１、日本化薬社製：商品名；ＥＯＣＮ１０２
Ｓ、１０３Ｓ、１０４Ｓ、１０２０、ＥＰＰＮ５０１Ｈ
等を挙げることができる。また難燃性を付与するために
ハロゲン化エポキシ、特に臭素化エポキシを用いること
は有効な手段である。臭素化エポキシの具体例として
は、油化シェルエポキシ社製：商品名；エピコート５０
４５、５０４６、５０５０、日本化薬社：商品名；ＢＲ
ＥＮ−Ｓ、ＢＲＥＮ−１０５、ＢＲＥＮ−３０１等が挙
げられる。

【００１１】［（ｂ）エポキシ硬化剤］エポキシ硬化剤
はエポキシ樹脂と反応して３次元網状構造を形成する化
学物質を指し、芳香族ポリアミン、脂肪族ポリアミン、
ポリアミド、酸無水物、フェノール誘導体、ポリメルカ
プタン、第三アミン、ルイス酸錯体等が使用される。具
体的には４,４'−ジアミノジフェニルメタン、４、４'
−ジアミノジフェニルエーテル、ジアミノジフェニルス
ルフォン、ジアミノジフェニルスルフィド、ｍ−フェニ
レンジアミン、２,４−トルイレンジアミン、ｍ−トル
イレンジアミン、ｏ−トルイレンジアミン、メタキシリ
レンジアミン、メタアミノベンジルアミン、ベンジジ
ン、４−クロロ−Ｏ−フェニレンジアミン、ビス（３,
４−ジアミノフェニル）スルフォン、２,６−ジアミノ
ピリジン、イソフタル酸ジヒドラジド等の芳香族ポリア
ミン類、ジエチレントリアミン、ジプロピレントリアミ
ン、ジエチレンテトラミン、トリエチレンテトラミン、
テトラエチレンペンタミン、ジメチルアミノプロピルア
ミン、ジエチルアミノプロピルアミン、ジブチルアミノ
プロピルアミン、ヘキサメチレンジアミン、Ｎ−アミノ
エチルピペラジン、ビス−アミノプロピルピペラジン、
トリメチルヘキサメチレンジアミン、ビス−（ヘキサメ
チレン）トリアミン、アジピン酸ジヒドラジド、セバシ
ン酸ジヒドラジド、ジシアンジアミド等の脂肪族ポリア
ミン類、ダイマー酸ポリアミド、無水マレイン酸、無水
ドデセニルこはく酸、無水クロレンデック酸、無水セバ
シン酸、無水フタル酸、無水ピロメリット酸、無水トリ
メリット酸、シクロペンタン・テトラカルボン酸二無水
物、ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無
水フタル酸、テトラメチレン無水マレイン酸、テトラヒ
ドロ無水フタル酸、メチル・テトラヒドロ無水フタル
酸、エンドメチレンテトラヒドロ無水フタル酸、メチル
エンドメチレンテトラヒドロ無水フタル酸、５−（２,
５−ジオキソテトラヒドロキシフリル）−３−メチル−
３−シクロヘキセン−１,２−ジカルボン酸無水物、無
水メチルナジック酸等の酸無水物、レゾールフェノール
樹脂、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラッ
ク樹脂、レゾールシノール樹脂、キシレン樹脂等のフェ
ノール誘導体、２,２−ジメルカプトジエチルエーテ
ル、１,２−ジメルカプトプロパン、１,３−ジメルカプ
トプロパノール、ビス（２−メルカプトエチルスルフィ
ド）等のポリメルカプタン類、ジメチルアミノメチルフ
ェノール、２,４,６−トリ（ジメチルアミノメチル）フ
ェノール、トリ（ジメチルアミノメチル）フェノール・
トリ−２−エチルヘキサン塩、２−メチルイミダゾー
ル、２−エチル−４−メチルイミダゾール、２−ウンデ
シルイミダゾール、２−ヘプタデシルイミダゾール、２
−フェニルイミダゾール、２−フェニル−４−メチルイ
ミダゾール、１−ベンジル−２−メチルイミダゾール、
２−エチルイミダゾール、２−イソプロピルイミダゾー
ル、１−シアノエチル−２−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−ウンデシルイミダゾール、１−シアノエチ
ル−２−イソプロピルイミダゾール、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−
メチルイミダゾールトリメリテート、１−シアノエチル
−２−エチル４−メチルイミダゾールトリメリテート、
１−シアノエチル−２−ウンデシルイミダゾールトリメ
リテート、１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾー
ル、２,４−ジアミノ−６−［２'−メチルイミダゾリル
−（１）'］−エチル−ｓ−トリアジン、２,４−ジアミ
ノ−６−［２'ウンデシルイミダゾリル−（１）'］−エ
チル−ｓ−トリアジン、２,４−ジアミノ−６−［２'−
エチル−４'−メチルイミダゾリル−（１）'］−エチル
−ｓ−トリアジン、１−ドデシル−２−メチル−３−ベ
ンジルイミダゾリウムクロリド、１,３−ジベンジル−
２−メチルイミダゾリウムクロリド、２−フェニル−４
−メチル−５−ヒドロキシメチルイミダゾール、２−フ
ェニル−４,５−ジヒドロキシメチルイミダゾール、１
−シアノエチル−２−フェニル−４,５−ジ（シアノエ
トキシメチル）イミダゾール、２−メチルイミダゾール
・トリアジン複合体、２−フェニルイミダゾール・トリ
アジン複合体等の第三アミン類、３フッ化ほう素・モノ
エチルアミン錯化合物、３フッ化ほう素・トリエタノー
ルアミン錯化合物、３フッ化ほう素・ピペリジン錯化合
物、３フッ化ほう素・ｎ−ブチルエーテル錯化合物等の
ルイス酸錯体が挙げられる。中でもフェノール誘導体
は、反応性に優れ、半導体装置用途においても耐湿熱性
に優れるため好ましい。

【００１２】［（ｃ）弾性体］弾性体は接着剤に可撓性
を付与するものであれば使用できる。好ましくはジエン
結合を有さない重合体、例えばエステル結合を有する重
合体が好ましく使用できる。中でも、アクリル酸エステ
ルの（共）重合体（いわゆるアクリルゴム）とポリエス
テル樹脂は高温での劣化が少なく、１５０℃２５０時間
放置後の動的弾性率の変化が少ないので特に好ましい弾
性体である。これらの重合体の重量平均分子量は１,０
００〜２,０００,０００、好ましくは１００,０００〜
１,０００,０００である。

【００１３】アクリルゴムは一般にアクリル酸エステル
を乳化重合法で重合したものを主成分とするもので、モ
ノマーとしては、アクリル酸エチル、アクリル酸メチ
ル、アクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸２−エチルヘキ
シル等のアクリル酸エステル及びアクリロニトリルが好
ましく用いられる。アクリル酸エステルは炭素数が２０
以下のものが好ましい。また、アクリロニトリルの共重
合比率を変えることで、弾性成分特性（伸び、引張強さ
等）を制御できるので、本発明に好ましく用いられるア
クリロニトリル共重合比は１〜５０重量％である。アク
リル酸エステルモノマーも２種以上を併用して、アクリ
ロニトリルと共重合することも好ましいアクリルゴムの
一例である。アクリル酸、ヒドロキシル基またはアミノ
基含有アクリル酸エステル等を用いることで、カルボキ
シル基、水酸基、アミノ基等の官能基を有するアクリル
ゴムが得られ、後述するように、（ａ）エポキシ樹脂又
は（ｂ）エポキシ硬化剤と反応させられる。

【００１４】ポリエステル樹脂としては、ポリエステル
ウレタンゴム、含フッ素ポリエステルゴム、ポリエステ
ルエラストマー等が挙げられ、特に、ポリエステルウレ
タンゴム及びポリエステルエラストマーが好適である。
ポリエステルウレタンゴムは、酸成分とグリコールのポ
リエステルをベースにジイソシアナート等により誘導さ
れるゴム状弾性体である。グリコール成分には、エチレ
ングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコ
ール、ヘキサンジオール、ヘキサヒドロレゾレシン、ジ
エチレングリコール、ジ及びトリエチレンエーテルグリ
コール、ジエチレンチオエーテルグリコール等が好適で
ある。酸成分には、コハク酸、アジピン酸、ピメリン
酸、セバシン酸、フタル酸、メチルアジピン酸等が好適
である。グリコール成分の一部をトリオール等で置き換
えて目的の特性を得ることもできる。これらにより得ら
れた単一ポリエステル又は共縮合ポリエステルについ
て、ジイソシアネート等を用いてポリエステルウレタン
を合成し、さらに必要に応じて架橋してポリエステルウ
レタンゴムが得られる。含フッ素ポリエステルゴムは、
例えば、塩化アジピルとヘキサフルオロペンタンジオー
ルから合成され、化学的安定性に優れている。ポリエス
テルエラストマーは、単一ポリエステル又はセグメント
にポリエステルを用いたポリエステルのエラストマーで
ある。ハードセグメント又はソフトセグメントの少なく
とも一方に、ポリエステルを用いていれば良く、セグメ
ントに用いるポリエステルは芳香族系ポリエステル、脂
肪族ポリエステルのいずれでもよい。ポリエステルエラ
ストマーは、例えば、ハードセグメントにポリブチレン
テレフタレート等の芳香族ポリエステル、ソフトセグメ
ントにポリテトラメチレンエーテルグリコール等のポリ
エーテル、脂肪族ポリエステル等の構造を有するものが
知られている。このポリエステルエラストマーは、耐荷
重性、耐油・耐薬品性、成形性に優れている。

【００１５】また、これらの弾性体は、硬化後の耐熱性
向上のために、（ａ）エポキシ樹脂又は（ｂ）エポキシ
硬化剤と反応可能な官能基を有することが望ましい。具
体的な官能基としては、アミノ基、イソシアネート基、
エポキシ基、カルボキシル基（無水物を含む）、シラノ
ール基、水酸基、ビニル基、メチロール基、メルカプト
基等が挙げられる。中でもアミノ基、カルボキシル基、
エポキシ基、水酸基、ビニル基は反応性に富むため好ま
しく、最適にはエポキシ基、カルボキシル基、アミノ基
を有する弾性体である。官能基の含有量は０.２〜２０
モル％が好ましく、更に好ましくは０.５〜１５モル
％、より好ましくは２〜８モル％である。官能基量が
０.２モル％未満であると反応性が低く、２０モル％を
超えると塗料の状態で安定性が悪くなる。

【００１６】また上記（ａ）、（ｂ）、（ｃ）成分以外
に硬化反応を促進させるため、イミダゾール類、１,８
−ジアザビシクロ（５,４,０）ウンデセン等アミン系触
媒、トリフェニルフォスフィン等リン系触媒の反応促進
剤を添加することも有効である。また本発明の電子部品
用接着剤組成物には、熱膨張係数、熱伝導率の調整ある
いは作業性の制御等の目的で無機又は有機フィラーを含
有させることが好ましい。無機フィラーとしては粉砕型
シリカ、溶融型シリカ、アルミナ、酸化チタン、酸化ベ
リリウム、酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、窒化チ
タン、窒化珪素、窒化硼素、硼化チタン、硼化タングス
テン、炭化珪素、炭化チタン、炭化ジルコニウム、炭化
モリブデン、マイカ、酸化亜鉛、カーボンブラック、水
酸化アルミニウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシ
ウム、三酸化アンチモン又はこれ等の表面をトリメチル
シロキシル基等で処理したもの等が挙げられる。有機フ
ィラーとしては、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリ
エーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリエ
ステルイミド、ナイロン、シリコーン等が挙げられる。
これらのフィラーの配合量は、各成分（ａ），（ｂ）及
び（ｃ）の総和１００重量部に対して、５〜９５重量
部、好ましくは１０〜５０重量部の範囲である。

【００１７】さらに被着体との密着性の向上、各成分の
相溶性向上のためシランカップリング剤を添加しても良
い。シランカップリング剤は、下記式（１）に示すよう
に、ケイ素に有機マトリックスと親和もしくは結合可能
な有機官能基（Ｘ）と無機材料と結合可能な加水分解基
（Ｙ）を持った構造している。 Ｘ_n−Ｓｉ−Ｙ_(4-n) ・・・（１） 有機官能基としては、アルキル基、フェニル基、アミノ
基、エポキシ基、ビニル基、メタクリロキシ基、メルカ
プトキシ基等があり、一般的には炭素数１〜６のアルキ
レン基を介してケイ素原子と結合している。また、有機
官能基はエポキシ基、アミノ基を有しているものがエポ
キシ硬化剤との反応性がよいので好ましい。また加水分
解基としては、メトキシ基、エトキシ基、クロル基、ア
セトキシ基等が挙げられる。具体的なシランカップリン
グ剤は、Ｘがビニル基を持つ官能基の場合、ビニルトリ
メトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、Ｎ−β
（Ｎ−ビニルベンジル）アミノプロピルトリメトキシシ
ラン・塩酸塩が挙げられ、また、Ｘがメタクリロキシ基
を持つ官能基の場合、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
メトキシシランが挙げられる。また、Ｘがエポキシ基を
持つ官能基の場合、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
メチルジエトキシシランが挙げられる。また、Ｘがメル
カプト基を持つ官能基の場合、γ−メルカプトプロピル
トリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジ
メトキシシランが、Ｘがアミノ基を持つ官能基の場合、
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、トリアミノプロピルトリメ
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−ユレイドプロピルトリエトキシシ
ラン、γ−ユレイドプロピルトリメトキシシランが挙げ
られる。

【００１８】本発明の電子部品用接着剤組成物は、硬化
後に更に１５０℃２５０時間放置する熱処理を施したも
のと熱処理を施さないものとの−５０℃、５０℃、１５
０℃の各温度での動的弾性率の比（熱処理後／熱処理
前）が０.１〜１０の範囲であることが必要である。動
的弾性率比は好ましくは０.３〜８、最適には０.５〜５
である。動的弾性率比が０.１未満又は１０を超えて大
きいと耐温度サイクル性が不良である。具体的に動的弾
性率の比は次のようにして求まる。動的弾性率は厚さ１
００μｍの硬化後の単層接着剤フィルムをオリエンテッ
ク社製「レオバイブロンＤＤＶ−０１ＦＰ」を用いて、
周波数１１Ｈｚ、昇温速度３℃／ｍｉｎ、温度は−６５
℃〜２００℃まで昇温して行う。１５０℃２５０時間放
置の熱処理は、熱風循環型乾燥機にて行える。放置後の
動的弾性率は、前記接着剤フィルムを室温まで放冷した
後、前記動的弾性率の測定方法にて行う。

【００１９】上記（ａ）〜（ｃ）成分の好ましい配合比
率は、［（ａ）＋（ｂ）］／（ｃ）が０.２〜５であ
り、さらに好ましくは０.３〜３.３である。この場合、
０.２未満では弾性率が低くなり、ハンダ耐熱性が低下
する。また、５を超えて大きいとフィルム状接着剤が可
撓性を失うので好ましくない。上記（ａ）〜（ｃ）成分
は有機溶剤に溶解、調合して接着剤溶液とする。好まし
く使用される有機溶剤としてはＮ−メチル−２−ピロリ
ドン、Ｎ,Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ,Ｎ−ジメチル
ホルムアミド、ピリジン、ＭＥＫ、メチルイソブチルケ
トン、トルエン、キシレン、１,４−ジオキサン、テト
ラヒドロフラン、エタノール、メタノール、イソプロパ
ノール、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ等で、こ
れらを併用してもよい。

【００２０】本発明の接着シートは、前記接着剤組成物
を支持体の少なくとも一面に積層してなることを特徴と
する。該接着シートは、上記接着剤組成物溶液を支持体
に塗布した後、乾燥を行って得られる。使用される支持
体としてはポリイミド、ポリアミド、ポリエーテルアミ
ド、ポリフェニレンサルフアイド、ポリエーテルケト
ン、ポリパラバン酸、ポリエチレンテレフタレート、フ
ッ素樹脂等の耐熱性フィルム、ガラスクロス、アラミ
ド、ナイロン、アミドイミド、ポリイミド等の耐熱性不
織布が挙げられ、前記耐熱性フィルム表面に離型処理を
施した剥離性フィルムも好適に使用される。該耐熱性、
剥離性フィルムの厚さは７.５〜５００μｍ、好ましく
は１０〜１３０μｍである。上記接着シートの接着剤組
成物層の表面には、必要に応じて保護フィルムを接着剤
層面に設ける。保護フィルムとしては、剥離性を有する
フィルムが好ましい。例えば、耐熱性フィルムの表面に
剥離処理を施したものも好ましいフィルムであり、厚さ
は上記に同じである。上記フィルムに形成した接着剤層
の乾燥後の厚さはパッケージ形状により異なるが一般に
厚さ１０〜２００μｍ、好ましくは３０〜１００μｍで
ある。

【００２１】本発明の接着剤組成物及び接着シートは、
種々の電子部品において適用できるが、絶縁体層及び導
体回路を具備して構成されるＩＣ用基板の回路面又はそ
の裏面にＩＣチップを積層した半導体装置に特に好適で
ある。具体的には、ＴＡＢ技術を利用したＴ−ＢＧＡ又
は面実装型のＣＳＰ半導体装置等がある。具体的には、
上述した図１、２に示す半導体装置において、そのＩＣ
チップ６とＩＣ用基板の絶縁フィルム４とを接着する接
着剤７に好適である。また、図３、４に例示する半導体
装置にも好適である。図３に示す半導体装置は、放熱板
８上に、ＩＣチップ６と補強板９を接着し、補強板９上
に絶縁性フィルム４を接着し、ＩＣチップ６に形成され
た電極５と接続した配線３が、絶縁性フィルム４上に接
着剤１０にて形成されたものである。また、配線３には
半田ボール１が形成され、ＩＣチップ６の周囲には、樹
脂１１がポッティングされている。この半導体装置にお
いて、そのＩＣチップ６と放熱板８を接着する接着剤と
して、本発明に係る接着剤は好適である。また、図４に
示す半導体装置は、放熱板１２上に、ＩＣチップ６と絶
縁性フィルム４を接着し、ＩＣチップ６に形成された電
極５と接続した配線３が、絶縁性フィルム４上に接着剤
１０にて形成されたものである。また、配線３には半田
ボール１が形成され、ＩＣチップ６の周囲には、樹脂１
１がポッティングされている。この半導体装置におい
て、そのＩＣチップ６及び絶縁性フィルム４と放熱板１
２を接着する接着剤として、本発明に係る接着剤は好適
である。

【００２２】

【実施例】［接着剤組成物の塗料の調製］エポキシ樹
脂、エポキシ硬化剤、弾性体、硬化促進剤をメチルエチ
ルケトン（ＭＥＫ）にそれぞれ下記に示す重量％になる
よう溶解して溶液を作製し、該溶液を表１に示す重量％
（固型分）になるように配合して本発明の半導体装置用
接着剤組成物の塗料を得た。

【００２３】［実施例１］ ・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（商品名；ＥＯＣＮ１０２０、日本化薬社製）
・・・８０％溶液 ・エポキシ硬化剤：ノボラック型フェノール樹脂（商品
名；レヂトップＰＳＭ４２６１、群栄化学社製） ・・・
７０％溶液 ・弾性体：カルボキシル基含有ポリエステルウレタン樹
脂（試作品、Ｍｗ：６０,０００） ・・・４０％溶液 ・硬化促進剤：２−ウンデシルイミダゾール（商品名；
Ｃ１１Ｚ、四国化成工業社製） ・・・１％溶液

【００２４】次いで、下記手順で本発明の接着シート及
び評価用半導体装置を作製した。 ：剥離処理を施した厚さ３８μｍのポリエステルフィ
ルムからなる支持体に、表１に示された本発明の接着剤
組成物の塗料を塗布し、１３０℃で５分間加熱乾燥して
乾燥後の厚さ５０μｍの接着剤層を形成した。次いで、
該接着剤層に剥離処理を施した厚さ５０μｍのポリエチ
レン保護フィルムを貼り合わせて本発明の接着シートを
作製した。 ：ＴＡＢ用接着剤付きポリイミドフィルム（巴川製紙
所製）に１８μｍの電解銅箔を１３０℃／線圧２ｋｇ／
ｃｍでラミネートした後、７０℃／２時間及び１５０℃
／４時間の熱処理を行なった。これをホトレジスト法を
用いて銅箔をエッチングして、評価に用いる絶縁体層及
び導体回路を有するＩＣ用配線パターン基板（以下、評
価用配線パターン基板と略す）を作製した。 ：で作成した評価用配線パターン基板のポリイミド
（絶縁体層）面にで作製した接着シートのポリエチレ
ン保護フィルムを剥離しながら接着剤層を対向させて、
１００℃／線圧２ｋｇ/ｃｍで圧着し、接着剤付評価用
配線パターン基板を作製した。 ：で作成した接着剤付評価用配線パターン基板のポ
リエステルフィルムを剥がし、光感光性パッシベーショ
ン膜付きＩＣチップを搭載し、１５０℃／１ＭＰａ／１
ｓｅｃで仮圧着した後、９０℃／１時間及び１５０℃／
４時間でキュアした後、封止して、図１に示す評価用半
導体装置を作製した。（但し、金ワイヤーなどのボンデ
ィングはせず。）

【００２５】［実施例２］下記塗料を用いて表１に示す
組成としたこと以外は実施例１と同様にして評価用半導
体装置を作製した。 ・エポキシ樹脂：ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（商
品名；エピコート１００１、油化シェルエポキシ社製）
・・・８０％溶液 ・エポキシ硬化剤：ノボラック型フェノール樹脂（商品
名；ショーノールＢＲＧ−５５７、昭和高分子社製）
・・・７０％溶液 ・弾性体：カルボキシル基含有ポリエステルエラストマ
ー（商品名；ＢＸ２１８、東洋紡社製、Ｍｗ：３０００
０） ・・・３５％溶液 ・硬化促進剤：２−ウンデシルイミダゾール（商品名；
Ｃ１１Ｚ、四国化成工業社製） ・・・１％溶液

【００２６】［実施例３］下記塗料を用いて表１に示す
組成としたこと以外は実施例１と同様にして評価用半導
体装置を作製した。 ・エポキシ樹脂：ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（商
品名；エピコート１００１、油化シェルエポキシ社製）
・・・８０％溶液 ・エポキシ硬化剤：ノボラック型フェノール樹脂（商品
名；レヂトップＰＳＭ４２６１、群栄化学社製） ・・・
７０％溶液 ・弾性体：カルボキシル基含有アクリルゴム（商品名；
ＳＧ−７０ＬＤＲ、帝国化学産業社製、Ｍｗ：８０万）
・・・２０％溶液 ・硬化促進剤：２−ウンデシルイミダゾール（商品名；
Ｃ１１Ｚ、四国化成工業社製） ・・・１％溶液

【００２７】［実施例４］下記塗料を用いて表１に示す
組成としたこと以外は実施例１と同様にして評価用半導
体装置を作製した。 ・エポキシ樹脂：ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（商
品名；エピコート１００１、油化シェルエポキシ社製）
・・・８０％溶液 ・エポキシ硬化剤：ノボラックフェノール樹脂（商品
名；レヂトップＰＳＭ４２６１、群栄化学社製） ・・・
７０％溶液 ・弾性体：カルボキシル基含有アクリルゴム（商品名；
ＷＳ０２３ＤＲ、帝国化学産業社製、組成：ブチルアク
リレート／エチルアクリレート／アクリロニトリル／他
（カルボキシル基Ａｃ等）、Ｍｗ：４５万） ・・・２２
％溶液 ・硬化促進剤：２−ウンデシルイミダゾール（商品名；
Ｃ１１Ｚ、四国化成工業社製） ・・・１％溶液

【００２８】［比較例１］下記塗料を用いて表１に示す
組成としたこと以外は実施例１と同様にして評価用半導
体装置を作製した。 ・エポキシ樹脂：ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（商
品名；エピコート１００１、油化シェルエポキシ社製）
・・・８０％溶液 ・エポキシ硬化剤：ノボラックフェノール樹脂（商品
名；レヂトップＰＳＭ４２６１、群栄化学社製） ・・・
７０％溶液 ・弾性体：カルボキシル基含有ＮＢＲ（商品名；ＰＮＲ
−１Ｈ、日本合成ゴム社製、Ｍｗ：４０万） ・・・２０
％溶液 ・硬化促進剤：２−ウンデシルイミダゾール（商品名；
Ｃ１１Ｚ、四国化成工業社製） ・・・１％溶液

【００２９】［比較例２］下記塗料を用いて表１に示す
組成としたこと以外は実施例１と同様にして評価用半導
体装置を作製した。 ・エポキシ樹脂：ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（商
品名；エピコート１００１、油化シェルエポキシ社製）
・・・８０％溶液 ・エポキシ硬化剤：ノボラックフェノール樹脂（商品
名；レヂトップＰＳＭ４２６１、群栄化学社製） ・・・
７０％溶液 ・弾性体：ＮＢＲ（商品名；ニッポール１０７２Ｊ、日
本ゼオン社製、Ｍｗ：１６万） ・・・２０％溶液 ・硬化促進剤：２−ウンデシルイミダゾール（商品名；
Ｃ１１Ｚ、四国化成工業社製） ・・・１％溶液

【００３０】

【表１】

【００３１】［動的弾性率の測定］剥離処理を施した厚
さ３８μｍのポリエステルフィルムからなる支持体に、
表１に示された本発明（実施例１〜４）及び比較用（比
較例１及び２）の接着剤組成物の塗料を塗布し、１３０
℃で５分間加熱乾燥して乾燥後の厚さ１００μｍの接着
剤層を形成し接着シートを得た。 ＜硬化後の動的弾性率＞上記のようにして得られた厚さ
１００μｍの接着シートを９０℃１時間、１５０℃４時
間で硬化させ、前記した測定方法にて−５０℃、５０
℃、１５０℃における動的弾性率を測定し、結果を表２
に示した。 ＜１５０℃２５０時間放置後の動的弾性率＞上記と同様
にして硬化させた接着シートを、熱風循環型乾燥機に１
５０℃で２５０時間放置した後、室温まで放冷した。前
記した測定方法で−５０℃、５０℃、１５０℃における
動的弾性率を測定し、結果を表２に示した。

【００３２】

【表２】

【００３３】＜動的弾性率比＞上記で得られた動的弾性
率から、動的弾性率比を求め、結果を表３に示した。

【００３４】

【表３】

【００３５】［耐温度サイクル性評価］上記実施例１〜
４及び比較例１、比較例２で作製した評価用半導体装置
を各２０個用意し、−６５℃〜１５０℃のサーマルサイ
クル試験を行った。但し、この場合、１５０℃及び−６
５℃ではそれぞれ１時間の温度履歴を必須とし、［常温
−高温−低温−常温］を１サイクルとして５００サイク
ルの条件で実施した。その結果、実施例１〜４のパッケ
ージは異常なかったが、比較例１及び比較例２のパッケ
ージには接着剤層７とＩＣチップ６との界面でクラック
が発生しているものがあった。

【００３６】

【発明の効果】本発明の接着剤組成物は、永続的に弾性
を有し、温度サイクルに曝されて被着体の応力が高まっ
ても層間剥離が生じにくい。従って、この接着剤組成物
を用いた半導体パッケージは、常温〜高温が繰り返され
ても接着剤層が界面剥離しない、すなわち耐温度サイク
ル性に優れ、接着剤界面でのクラックが発生しない高信
頼性を有するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 ＣＳＰパッケージの一例の断面図である。

【図２】 マイクロ−ＢＧＡパッケージの他の一例の断
面図である。

【図３】 半導体装置の一例を示す断面図である。

【図４】 半導体装置の一例を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 半田ボール ３ 配線 ４ 絶縁性フィルム ５ 電極 ６ 半導体（ＩＣ）チップ ７ 接着剤 ８ 放熱板 ９ 金ワイヤー １２ 放熱板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小谷野 一郎 静岡県静岡市用宗巴町３番１号 株式会社 巴川製紙所電子材料事業部内 Ｆターム(参考） 4J004 AA05 AA10 AA13 AA14 AA15 AA17 AB05 CA06 CA07 CB01 CC02 DB02 DB03 FA05 4J040 DF042 DF062 DF082 EB052 EB062 EB082 EC061 EC071 EC081 EC091 EC121 EC131 EC151 EC171 EC241 EC261 ED072 EF112 EF282 EG022 GA02 GA03 GA05 GA07 GA11 GA12 GA13 GA20 GA24 GA31 HB22 HB36 HB47 HC01 HC09 HC15 HC16 HC22 HC24 HC25 HD02 HD16 HD43 JA09 JB02 KA16 LA01 LA07 MA02 MA10 NA19 NA20

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （ａ）エポキシ樹脂、（ｂ）エポキシ硬
   化剤、（ｃ）弾性体を必須成分として含有する接着剤組
   成物であって、 硬化した接着剤組成物を１５０℃で２５０時間放置する
   熱処理後の−５０℃、５０℃、１５０℃の各温度での動
   的弾性率の、前記熱処理前の対応する各温度での弾性率
   に対する比がいずれも０.１〜１０の範囲内にあること
   を特徴とする電子部品用接着剤組成物。
2. 【請求項２】 前記弾性体がエステル結合を有する重合
   体であることを特徴とする請求項１記載の電子部品用接
   着剤組成物。
3. 【請求項３】 前記弾性体がエポキシ樹脂又はエポキシ
   硬化剤との反応性を有する官能基を有することを特徴と
   する請求項１又は２に記載の電子部品用接着剤組成物。
4. 【請求項４】 絶縁体層及び導体回路を具備して構成さ
   れるＩＣ用基板とＩＣチップが積層した構造をもつ半導
   体装置用であることを特徴とする請求項１、２，３のい
   ずれかに記載の電子部品用接着剤組成物。
5. 【請求項５】 ＩＣチップまたは放熱板の接着用である
   ことを特徴とする請求項４記載の電子部品用接着剤組成
   物。
6. 【請求項６】 請求項１、２，３のいずれかに記載の電
   子部品用接着剤組成物が、支持体の少なくとも一方の面
   に形成されてなることを特徴とする電子部品用接着シー
   ト。