本発明における回路部材接続用接着剤に� ��いて説明する。

 本発明の回路部材接続用接着剤は、相対� ��する回路基板を接続するための回路部材接� ��用接着剤である。相対向する回路基板とし� ��は特に限定する組み合わせはないが、例え� ��(I)突出した接続端子を有する半導体チップ� ��(II)配線パターンが形成された回路基板が挙 げられる。

 (I)突出した接続端子を有する半導体チッ� ��において、半導体チップの突出した接続端� ��は、金ワイヤを用いて形成される金スタッ� ��バンプ、金属ボールを半導体チップの電極� ��熱圧着や超音波併用熱圧着機によって固定� ��たもの、及びめっきや蒸着によって形成さ� ��たものでもよい。突出した接続端子は単一� ��金属で構成されている必要はなく、金、銀� ��銅、ニッケル、インジウム、パラジウム、� ��ズ、ビスマス等複数の金属成分を含んでい� ��もよく、これらの金属層が積層された形を� ��ていてもよい。また、突出した接続端子を� ��する半導体チップは、突出した接続端子を� ��する半導体ウェハの状態でもよい。半導体� ��ップの突出した接続端子と配線パターンの� ��成された基板とを相対向して配置するため� ��、通常、半導体チップは、突出した接続端� ��と同一面にアライメントマークを有する。� ��の場合、半導体チップの突出した接続端子� ��有する面に回路部材接続用接着剤を貼付け� ��状態で、フリップチップボンダーが回路部� ��接続用接着剤を透過してチップの回路面に� ��成されたアライメントマークを認識するこ� ��が可能であることが好ましい。

 (II)配線パターンの形成された回路基板は 通常の回路基板でもよく、また半導体チップ でもよい。回路基板の場合、配線パターンは 、エポキシ樹脂やベンゾトリアジン骨格を有 する樹脂をガラスクロスや不織布に含浸して 形成した基板、ビルドアップ層を有する基板 、又はポリイミド、ガラス、セラミックスな どの絶縁基板表面に形成された銅などの金属 層の不要な部分をエッチング除去して形成す ることができるほか、絶縁基板表面にめっき によって形成することもでき、又は蒸着など によって形成することもできる。また、配線 パターンは単一の金属で形成されている必要 はなく、金、銀、銅、ニッケル、インジウム 、パラジウム、スズ、ビスマス等複数の金属 成分を含んでいてもよく、これらの金属層が 積層された形をしていてもよい。また、基板 が半導体チップの場合、配線パターンは通常 アルミニウムで構成されているが、その表面 に、金、銀、銅、ニッケル、インジウム、パ ラジウム、スズ、ビスマスなどの金属層を形 成してもよい。

 例えば、回路部材接続用接着剤が付いた� ��導体チップは、(1)チップ化する前の突出し� ��接続端子を有する半導体ウェハの突出した� ��続端子面に、半導体ウェハと同等の面積の� ��路部材接続用接着剤をラミネート等によっ� ��貼り付け、(2)前記半導体ウェハの裏面ある� ��は前記回路部材接続用接着剤上にダイシン� ��テープを積層する工程によって得られた積� ��体をダイシングによって個片に切断し、(3)� ��イシングテープから個片化した回路部材接� ��用接着剤が付いた半導体チップをはく離す� ��ことによって得ることができる。ここで用� ��るダイシングテープは、基材テープ上に粘� ��材が塗布された市販のダイシングテープを� ��用することができる。ダイシングテープと� ��ては、感圧型と放射線反応型に大別される� ��、UV照射による硬化によって粘着力が減少� �、粘着面に積層された被着体のはく離を容� �とするような放射線反応型のダイシングテ� �プがより好ましい。

 本発明の回路部材接続用接着剤は、半導� ��チップの突出した接続端子を有する面に貼� ��けた状態で回路部材接続用接着剤を透過し� ��チップの回路面に形成されたアライメント� ��ークを認識できることが好ましい。アライ� ��ントマークは通常のフリップチップボンダ� ��に搭載されたチップ認識用の装置で認識す� ��ことができる。この認識装置は通常、ハロ� ��ンランプを有するハロゲン光源、ライトガ� ��ド、照射装置、及びCCDカメラから構成され� ��。CCDカメラで取り込んだ画像は画像処理装� ��によってあらかじめ登録された位置合わせ� ��の画像パターンとの整合性が判断され、位� ��合わせ作業が行われる。本発明で言うとこ� ��のアライメントマークを認識することが可� ��であることとは、フリップチップボンダー� ��チップ認識用装置を用いて取り込まれたア� ��イメントマークの画像と、登録されている� ��ライメントマークの画像との整合性が良好� ��あり、位置合わせ作業が問題なく行われる� ��とを指す。例えば、アスリートFA株式会社� �フリップチップボンダーCB-1050を使用した場� ��、回路部材接続用接着剤が突出した接続端� ��を有する面に貼付いた積層体の接続端子面� ��は反対の面でフリップチップボンダーの吸� ��ノズルに積層体を吸引する。その後、装置� ��のチップ認識用装置で接着剤層を透過して� ��導体チップ表面に形成されたアライメント� ��ークを撮影し、あらかじめ画像処理装置に� ��り込んだ半導体チップのアライメントマー� ��との整合性がとれて位置合わせ作業ができ� ��接着剤を認識できる回路部材接続用接着剤� ��して、位置合わせできなかった場合を認識� ��きない回路部材接続用接着剤として判別す� ��ことができる。

 本発明の回路部材接続用接着剤は、未硬� ��時の可視光並行透過率が15~100%であることが 好ましく、可視光並行透過率が18~100%である� �とがより好ましく、可視光並行透過率が25~10 0%であることが更に好ましい。可視光並行透� ��率が15%より小さい場合は、フリップチップ� ��ンダーでのアライメントマークの認識が行� ��なくなって位置合わせ作業が困難になる場� ��がある。

 可視光並行透過率は日本電色株式会社製� ��度計NDH2000を用い、積分球式光電光度法で測 定することができる。例えば、膜厚50μmの帝� ��デュポン製PETフィルム(ピューレックス、全 光線透過率90.45、ヘイズ4.47)を基準物質とし� �校正した後、PET基材に25μm厚で回路接続用接 着剤を塗工し、これを測定する。測定結果か らは濁度、全光線透過率、拡散透過率及び並 行透過率を求めることができる。

 さらに、可視光並行透過率または可視光� ��過率は、日立製U-3310形分光光度計で測定す� ��ことができる。例えば、膜厚50μmの帝人デ� �ポン製PETフィルム(ピューレックス、555nm透� �率86.03%)を基準物質としてベースライン補正� ��定を行った後、PET基材に25μm厚で回路部材� �続用接着剤を塗工し、400nm~800nmの可視光領域 の透過率を測定することができる。フリップ チップボンダーで使用されるハロゲン光源と ライトガイドの波長相対強度において550nm~600 nmが最も強度が高いことから、本発明におい� ��は555nmの透過率をもって透過率の比較を行� �ことができる。

 本発明の回路部材接続用接着剤をダイシ� ��グテープと組合せる場合、回路部材接続用� ��着剤のUV照射後のダイシングテープに対す� �接着力が10N/m以下で、かつ半導体ウェハへの 接着力が70N/m以上であることが好ましい。UV� �射後のダイシングテープへの接着力が10N/m以 上である場合、ダイシング後の個片化した回 路部材接続用接着剤付き半導体チップをダイ シングテープからはく離する作業において、 チップ破壊の発生や接着剤層の変形が発生す る場合がある。一方、半導体ウェハへの接着 力が70N/m以下である場合、ダイシング時のブ� ��ードの回転切削による衝撃と水圧の影響で� ��ップと接着剤界面ではく離が発生する傾向� ��ある。

 回路部材接続用接着剤とUV照射後のダイ� �ングテープの接着力は以下のようにして測� �することができる。すなわち、回路部材接� �用接着剤を加熱温度80℃に設定したラミネー タによってウェハにラミネートした後、ダイ シングテープの粘着面を回路部材接続用接着 剤として40℃でラミネートを行った後、ダイ� ��ングテープ側に15mWで300mJ程度のUV照射を行� �。UV照射後のダイシングテープに10mm幅の切� �みを入れて引張り測定用の短冊を準備する� �ウェハをステージに押さえつけ、短冊にし� �ダイシングテープの一端を引張り測定機の� �張り治具に固定して90°ピール試験を行い、� ��路部材接続用接着剤とUV照射後のダイシン� �テープを引き剥がす。この測定によって回� �部材接続用接着剤とUV照射後のダイシングテ ープの接着力が測定できる。

 回路部材接続用接着剤と半導体ウェハの� ��着力は回路部材接続用接着剤を加熱温度80� �に設定したラミネータによってウェハにラ� �ネートした後、回路部材接続用接着剤に粘� �面を向けてカプトンテープ(日東電工製、10mm 幅、25μm厚)を貼付けて十分に密着させた後、 カプトンテープ外形の回路部材接続用接着剤 に10mm幅に切込みを入れる。出来上がった回� �部材接続用接着剤とカプトンテープの積層� �の一端をウェハから引き剥がし、引張り測� �機の引張り治具に固定する。ウェハをステ� �ジに押さえつけ、短冊を引き上げて90°ピー� ��試験を行い、回路部材接続用接着剤をウェ� ��から引き剥がす。この測定によって回路部� ��接続用接着剤と半導体ウェハの接着力が測� ��できる。

 回路部材接続用接着剤は、半導体チップと� ��路基板を接続した後の温度変化や、加熱吸� ��による膨張等を抑制して高接続信頼性を達� ��するため、硬化後の40℃~100℃の線膨張係数� ��70×10 ^-6 /℃以下であることが好ましく、60×10 ^-6 /℃以下であるとより好ましく、50×10 ^-6 /℃以下であると更に好ましい。硬化後の線� �張係数が70×10 ^-6 /℃より大きい場合、実装後の温度変化や加� �吸湿による膨張によって半導体チップの接� �端子と回路基板の配線間での電気的接続が� �持できなくなる場合がある。

 本発明の回路部材接続用接着剤は、熱可� ��性樹脂、熱硬化性樹脂及び硬化剤を含む樹� ��組成物(以下、単に「樹脂組成物」という場 合がある。)と金属水酸化物粒子を含むもの� �あり、樹脂組成物は、可視光並行透過率が15 %以上のものが好ましく、50%以上のものであ� �とより好ましく、80%以上のものであると更� �好ましい。可視光並行透過率が80%以上ある� �合は金属水酸化物粒子を高充填した場合で� �っても所定の透過率を満足することができ� �ため好ましい。樹脂組成物の並行透過率が15 %より低い場合、金属水酸化物粒子を添加し� �い状態であってもフリップチップボンダー� �のアライメントマークの認識が困難であり� �位置合わせ作業に支障が生じる場合がある� �

 以下に詳述するように、樹脂組成物中に� ��まれる熱硬化性樹脂としては、耐熱性樹脂� ��して使用されるエポキシ樹脂が採用される� ��合が多く、その場合、硬化触媒としてイミ� ��ゾール化合物やアミン系の硬化剤が好適な� ��のとして採用される。このような硬化剤は� ��子内に窒素原子を含む化合物であり、高屈� ��率化することが知られているため、回路部� ��接続用接着剤は、未硬化状態で屈折率が1.5� ��上となることが一般的である。

 また、本発明において樹脂組成物中には� ��可塑性樹脂が含まれるが、熱可塑性樹脂の� ��有により、回路部材接続用接着剤のフィル� ��状への形成が容易になるという効果が奏さ� ��る。この場合、高分子量の熱可塑性樹脂を� ��用すると好ましく、このような高分子量の� ��可塑性樹脂としてはフェノキシ樹脂やアク� ��ル樹脂(アクリル共重合体等)などが好適に� �いられる。このような熱可塑性樹脂を採用� �た場合、回路部材接続用接着剤は、未硬化� �態で屈折率が1.7以下となることが一般的で� �る。よって、回路部材接続用接着剤は、未� �化状態で屈折率が1.5~1.7とすることが好まし� ��、この場合、1.6が中心値となる。

 本発明に用いられる金属水酸化物粒子は� ��折率が1.5~1.7のものを好適に使用することが できる。屈折率が1.5を下回る場合は樹脂との 屈折率差が大きくなるため、粒子分散後の未 硬化状態のフィルムに光散乱が発生し、十分 な透過性を得ることが出来ない。一方、屈折 率が1.7よりも大きい場合も、同様に樹脂組成 物との屈折率差が発生するため、十分な透過 性を得ることが困難である。なお、樹脂の屈 折率はアッベ屈折計を用い、ナトリウムD線(5 89nm)を光源として測定することができる。ま� ��、フィラーの屈折率はベッケ法によって顕� ��鏡下で測定することができる。

 本発明に用いられる金属水酸化物粒子は� ��均粒径が0.1μm~10μmであることが好ましい。� ��均粒径が0.1μmを下回る場合、粒子の比表面� ��が大きく、表面エネルギーも大きくなるた� ��、粒子同士の相互作用が大きくなり、凝集� ��が発生し、分散性を損なう場合がある。凝� ��体の分散が良好であったとしても、比表面� ��が大きいことによって、樹脂に分散した際� ��増粘挙動が大きくなり、成形性を損なうこ� ��がある。一方、平均粒径が10μmより大きい� �合、粒径が小さい場合とは逆に比表面積が� �さくなるため、樹脂の流動性が大きくなり� �成型時のボイド発生が起きやすくなる。ま� �、粒子分散の目的の一つである、樹脂の補� �効果については、粒径が大きくなるため、� �一添加量で粒子を分散させたとしても粒子� �自体が少なくなり、補強効果が少なくなる� �従って、分散性が良好であって、補強効果� �期待できる粒子として平均粒径は0.1~10μmが� �ましい。また、粒子径が大きい場合の不具� �として、チップのバンプと回路基板の電極� �への金属水酸化物粒子のかみこみによる電� �的特性の阻害発生も大粒径粒子混入が好ま� �くない理由である。特に低圧で実装する場� �やバンプの材質がニッケル等の硬質である� �合には金属水酸化物粒子が端子に埋め込ま� �ず、直接接触におけるバンプと基板電極の� �触の妨げや、導電粒子を添加した系におい� �も導電粒子扁平の妨げとなり、電気的接続� �阻害する場合がある。また、最大粒径が40μm 以上の場合はチップと基板のギャップよりも 大きくなる可能性が発生し、実装時の加圧で チップの回路又は基板の回路を傷つける原因 となる。

 また、本発明に用いる金属水酸化物粒子� ��比重が5以下のものが好ましく、比重2~5のも のがより好ましく、比重2~3.2のものが更に好� ��しい。比重が5より大きい場合は接着樹脂組 成物のワニスに添加した場合、比重差が大き いことによってワニス中での沈降が発生する 原因となり、金属水酸化物粒子が均一に分散 した回路部材接続用接着剤を得ることが困難 になる場合がある。

 また、本発明に用いる金属水酸化物粒子� ��、屈折率が1.5~1.7であるとともに、樹脂組成 物(接着樹脂組成物)との屈折率差が±0.1以内� �あることが好ましく、屈折率差が±0.05以内� �あることがより好ましい。屈折率差が±0.1を 超えると樹脂組成物(接着樹脂組成物)に添加� ��ることによって透過率が減少し、特に厚膜� ��場合に、半導体チップの突出した接続端子� ��有する面に貼付けた状態で回路部材接続用� ��着剤を透過してチップの回路面に形成され� ��アライメントマークを認識することが困難� ��なる場合がある。

 このような金属水酸化物としては屈折率が1 .5~1.7であり、平均粒子径が0.1μm~10μmものであ れば特に制限なく公知の金属水酸化物を用い ることができるが、安定性及び入手の簡便さ から、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウ ム、水酸化バリウム、水酸化アルミニウムが より好ましい。金属水酸化物粒子の線膨張係 数は0℃から700℃以下の温度範囲で7×10 ^-6 /℃以下であることが好ましく、3×10 ^-6 /℃以下であるとより好ましい。熱膨張係数� �大きい場合は回路部材接続用接着剤の熱膨� �係数を下げるために金属水酸化物粒子を多� �に添加する必要が発生する。

 回路部材接続用接着剤において、樹脂組� ��物100重量部に対し、金属水酸化物粒子は20~1 50重量部であることが好ましく、25重量部~100� ��量部であるとより好ましく、50~100重量部で� ��ると更に好ましい。金属水酸化物粒子が20� �量部より少ない場合は回路部材接続用接着� �の線膨張係数の増大と、弾性率の低下とを� �くため、圧着後の半導体チップと基板の接� �信頼性が低下する場合がある。一方、配合� �が150重量部より多い場合は、回路部材接続� �接着剤の溶融粘度が増加するため、半導体� �突出電極と基板の回路とが十分に接するこ� �が出来なくなる場合がある。

 本発明の回路部材接続用接着剤の樹脂組� ��物(接着樹脂組成物)は、(a)熱可塑性樹脂、(b )熱硬化性樹脂、及び(c)硬化剤を成分とする� �のである。

 (a)熱可塑性樹脂としては、ポリエステル� ��ポリウレタン、ポリビニルブチラール、ポ� ��アリレート、ポリメチルメタクリレート、� ��クリルゴム、ポリスチレン、フェノキシ樹� ��、NBR、SBR、ポリイミドやシリコーン変性樹� ��(アクリルシリコーン、エポキシシリコーン 、ポリイミドシリコーン)等が挙げられる。� �た、(b)熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹� �、ビスマレイミド樹脂、トリアジン樹脂、� �リイミド樹脂、ポリアミド樹脂、シアノア� �リレート樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポ� �エステル樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、� �リウレタン樹脂、ポリイソシアネート樹脂� �フラン樹脂、レゾルシノール樹脂、キシレ� �樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ジアリルフ� �レート樹脂、シリコーン樹脂、ポリビニル� �チラール樹脂、シロキサン変性エポキシ樹� �、シロキサン変性ポリアミドイミド樹脂、� �クリレート樹脂があり、これらを単独もし� �は2種以上の混合物として使用することがで� ��る。

 前記熱硬化性樹脂の中でも、耐熱性、接� ��性の観点からエポキシ樹脂が好ましく、特� ��、透過性向上と高Tg化(Tg:ガラス転移温度)、 低線膨張係数化が望めることから、ナフトー ルノボラック型固形エポキシ樹脂、フルオレ ン骨格含有の液状エポキシ樹脂、または固形 エポキシ樹脂が好ましい。また、本発明にお ける(c)硬化剤(熱硬化性樹脂の硬化剤をいう� �)としては、前記熱硬化性樹脂と反応する成� ��としてフェノール系、イミダゾール系、ヒ� ��ラジド系、チオール系、ベンゾオキサジン� ��三フッ化ホウ素-アミン錯体、スルホニウム 塩、アミンイミド、ポリアミンの塩、ジシア ンジアミド、有機過酸化物系の硬化剤が挙げ られる。また、これらの硬化剤の可視時間を 長くするために、ポリウレタン系、ポリエス テル系の高分子物質等で被覆してマイクロカ プセル化してもよい。

 また接着強度を増大するためにカップリ� ��グ剤を含んでも良く、フィルム形成性を補� ��するためにポリエステル、ポリウレタン、� ��リビニルブチラール、ポリアリレート、ポ� ��メチルメタクリレート、アクリルゴム、ポ� ��スチレン、フェノキシ樹脂、NBR、SBR、ポリ� ��ミドやシリコーン変性樹脂(アクリルシリコ ーン、エポキシシリコーン、ポリイミドシリ コーン)等の熱可塑性樹脂を含んでも良く、� �た金属水酸化物粒子の表面改質の目的でシ� �コーンオイル、ポリシロキサン、シリコー� �オリゴマー、カップリング剤を含んでも良� �。

 本発明の回路部材接続用接着剤は、有機� ��分子化合物で被覆された粒径3~5μmの導電粒� ��及び/または金属の導電粒子を添加して異方 導電接着剤とすることもできる。有機高分子 化合物で被覆する前の導電粒子としては、Au� ��Ag、Ni、Cu、はんだ等の金属粒子やカーボン� ��であり、十分なポットライフを得るために� ��、表層は遷移金属の中でもNi、Cu等よりはAu� ��Ag又は白金族の貴金属類が好ましく、Auがよ り好ましい。また、Ni、Cu等の金属の表面をAu 等の貴金属類で被覆したものでもよい。また 、導電粒子として非導電性のガラス、セラミ ック、プラスチック等に前記導通層(導通材� �から形成される層)を被覆等により形成し最� ��層を貴金属類としたものを使用した場合又� ��熱溶融金属粒子を使用した場合、導電粒子� ��加熱加圧による変形性を有するため電極の� ��さばらつきを吸収し、接続時に電極との接� ��面積が増加して接続信頼性が向上するので� ��ましい。良好な接続抵抗を得るためには、� ��金属類の被覆層の厚みは100オングストロー� ��以上であることが好ましい。しかし、被覆� ��に生じる貴金属類層の欠損や導電粒子の混� ��分散時に生じる貴金属類層の欠損等が原因� ��なって起こる酸化還元作用によって遊離ラ� ��カルが発生すると、保存性低下を引き起こ� ��ため、Ni、Cu等の金属の上に貴金属類の層を もうける場合では、被覆層の厚みは300オング ストローム以上にすることが好ましい。そし て、厚くなりすぎるとそれらの効果が飽和し てくるので最大1μmにするのが望ましいが、� �のことは被覆層の厚みを制限するものでは� �い。

 通常、これらの導電粒子の表面を有機高� ��子化合物で被覆する。有機高分子化合物は� ��溶性であると被覆作業性が良好で好ましい� ��水溶性高分子として、アルギン酸、ペクチ� ��酸、カルボキシメチルセルロース、寒天、� ��ードラン及びプルラン等の多糖類;ポリアス パラギン酸、ポリグルタミン酸、ポリリシン 、ポリリンゴ酸、ポリメタクリル酸、ポリメ タクリル酸アンモニウム塩、ポリメタクリル 酸ナトリウム塩、ポリアミド酸、ポリマレイ ン酸、ポリイタコン酸、ポリフマル酸、ポリ (p-スチレンカルボン酸)、ポリアクリル酸、� �リアクリルアミド、ポリアクリル酸メチル� �ポリアクリル酸エチル、ポリアクリル酸ア� �モニウム塩、ポリアクリル酸ナトリウム塩� �ポリアミド酸、ポリアミド酸アンモニウム� �、ポリアミド酸ナトリウム塩及びポリグリ� �キシル酸等のポリカルボン酸、ポリカルボ� �酸エステル及びその塩、ポリビニルアルコ� �ル、ポリビニルピロリドン及びポリアクロ� �イン等のビニル系モノマー等が挙げられる� �これらは単一の化合物を用いてもよく、2種� ��上の化合物を併用してもよい。被覆層の厚� ��は、1μm以下が好ましく、この被覆層を排除 して導電粒子が接続端子と接続端子を電気的 に接続するので、加熱、加圧時には接続端子 と接触する部分の被覆層が排除されることが 必要である。通常、導電性粒子は、樹脂組成 物(接着剤樹脂)成分100体積部に対して0.1~30体� ��部の範囲で用途により使い分ける。過剰な� ��電性粒子による隣接回路の短絡等を防止す� ��ためには0.1~10体積部とするのがより好まし� ��。

 本発明は、以上説明した回路部材接続用� ��着剤で接合された回路基板を有する半導体� ��置を提供する。なお、回路基板は、回路部� ��接続用接着剤の硬化により接合されたもの� ��あることが好ましい。本発明の回路部材接� ��用接着剤で接合された回路基板を有する半� ��体装置の例としては、半導体メモリ、半導� ��メモリ用の封止樹脂パッケージ、ロジック� ��ントローラ用の封止樹脂パッケージ等が挙� ��られる。