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Patent Searching and Data


Title:
CIRCUIT MEMBER CONNECTING ADHESIVE AND SEMICONDUCTOR DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/072497
Kind Code:
A1
Abstract:
Provided is a circuit member connecting adhesive characterized in containing a curing resin, a thermosetting resin, a curing agent for curing resin, and barium sulfate.

Inventors:
KAWABATA YASUNORI (JP)
NAGAI AKIRA (JP)
Application Number:
PCT/JP2008/071897
Publication Date:
June 11, 2009
Filing Date:
December 02, 2008
Export Citation:
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Assignee:
HITACHI CHEMICAL CO LTD (JP)
KAWABATA YASUNORI (JP)
NAGAI AKIRA (JP)
International Classes:
C09J201/00; C09J11/04; H01L21/60
Foreign References:
JP2001126541A2001-05-11
JPS60120772A1985-06-28
JPH10226773A1998-08-25
JPH11100562A1999-04-13
Attorney, Agent or Firm:
HASEGAWA, Yoshiki et al. (Ginza First Bldg.10-6, Ginza 1-chome, Chuo-k, Tokyo 61, JP)
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Claims:
 硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、硬化性樹脂用硬化剤及び硫酸バリウムを含有することを特徴とする回路部材接続用接着剤。
 前記硫酸バリウムの平均粒径が0.1μm~10μmであることを特徴とする、請求項1に記載の回路部材接続用接着剤。
 未硬化時の可視光並行透過率が15~90%であることを特徴とする、請求項1又は2に記載の回路部材接続用接着剤。
 180℃で20秒間加熱した後の示差走査熱量測定での反応率が、75%以上であることを特徴とする、請求項1~3のいずれか一項に記載の回路部材接続用接着剤。
 硬化後の40℃~100℃の線膨張係数が、70×10 -6 /℃以下であることを特徴とする、請求項1~4のいずれか一項に記載の回路部材接続用接着剤。
 吸湿率が0.4%~1.2%であることを特徴とする、請求項1~5のいずれか一項に記載の回路部材接続用接着剤。
 請求項1~6のいずれか一項に記載の回路部材接続用接着剤を用いて製造されてなる半導体装置。
Description:
回路部材接続用接着剤及び半導 装置

 本発明は、回路部材接続用接着剤及びこ を用いた半導体装置に関する。

 一般に、半導体チップをフェイスダウン ンディング方式により直接回路基板に実装 る方法として、半導体チップの電極部分に はんだバンプを形成し回路基板にはんだ接 する方法や、半導体チップに設けた突起電 に導電性接着剤を塗布し回路基板電極に電 的接続を行う方法が知られている。これら 方式では、各種環境下に曝した場合に、接 する半導体チップと基板との熱膨張係数の に基づくストレスが接続界面で発生するた 接続信頼性が低下するという問題がある。

 これに対して、接続界面のストレスを緩 する目的で半導体チップと基板の間隙をエ キシ樹脂等の接着剤(アンダーフィル剤)で 填する方式や、基板上に接着剤を設置する 法が検討されている。接着剤の充填方法と ては、半導体チップと基板とを接続した後 低粘度の液状接着剤を注入する方法や、基 上に接着剤を設置した後に半導体チップを 載する方法等がある。また、基板上に接着 を設置する方法としては、液状の接着剤を 布する方法や、フィルム状接着剤を貼り付 る方法が知られている。

 しかしながら、液状接着剤を塗布する方 では、ディスペンサーによる精密な塗布量 コントロールが困難である。特に、接着剤 塗布量が多すぎる場合には、ボンディング にしみ出した接着剤がチップの側面を這い がり、ボンディングツールを汚染するため ツールの洗浄が必要となり、量産時の工程 煩雑となる原因となっている。

 また、フィルム状接着剤を貼り付ける方 では、フィルム状接着剤の厚みをコントロ ルすることによって接着剤の量を調整する とが可能である反面、次のようなことが問 となる。

 フィルム状接着剤を基板に貼り付ける際 フィルムの貼付工程が必要となる。貼付工 においては、対象となるチップ幅よりも大 めの幅にスリットされたリール状テープが いられ、チップサイズに応じて基板上のフ ルム状接着剤をハーフカットし、接着剤が 応しない程度の温度で熱圧着し、フィルム 接着剤がチップに貼り付けられ、接着剤付 ップを得る。この際、チップ搭載位置への ィルム状接着剤の供給精度が悪いため、歩 りを確保するため、貼り付けられるフィル 状接着剤はチップサイズより大きくするこ が一般的である。このため、隣接部材との 離に余裕が必要であり、高密度化実装時の げとなる。一方、微小チップ等に対応した 幅のリール加工は困難であり、チップサイ よりも大きなフィルム状接着剤を貼り付け 対応する必要があり、余分な実装面積が必 となる。

 これに対して、チップサイズと同サイズの ィルム状接着剤を供給する方法として、例 ば特許文献1に記載の方法が提案されている 。すなわち、特許文献1には、粘着剤層と接 剤層を有してなるウェハ加工用テープが凸 金属電極付きウェハ回路基板に貼り合わさ た状態で、該ウェハ回路基板の裏面を研削 る研削工程と、該ウェハ回路基板を個片化 るダイシング工程とがなされ、かつ、該個 化されたチップをピックアップする工程に いて、接着剤層が基材フィルムから剥離し チップに接着した状態でピックアップされ ことを特徴とする方法が開示されている。

特開2006-49482号公報

 しかしながら、特許文献1等で提案されてい るウェハ状態でウェハ加工用テープ(接着剤) 供給した後に、ダイシング等によってチッ 加工と同時に接着剤の加工を行う方法は、 リップチップ実装の際に、バンプと呼ばれ 端子と相対する基板側の端子とを接続する めの位置合わせが困難であるという問題が る。
 さらに、特許文献1に記載のウェハ加工用テ ープを用い、半導体装置を製造した場合にお ける高温高湿下及び温度サイクル試験を行っ た場合の接続信頼性について改善の余地があ る。

 そこで本発明は、フリップチップ実装の に、バンプと呼ばれる端子と相対する基板 の端子とを接続するための位置合わせが比 的容易であり、かつ半導体装置を製造して 該半導体装置について高温高湿下及び温度 イクル試験を行った場合に、優れた接続信 性が得られる回路部材接続用接着剤、並び これを用いた半導体装置を提供することを 的とする。

 上記課題を解決するために本発明は、硬 性樹脂、熱可塑性樹脂、硬化性樹脂用硬化 及び硫酸バリウムを含有することを特徴と る回路部材接続用接着剤を提供する。

 本発明の回路部材接続用接着剤によれば フリップチップ実装の際に、バンプと呼ば る端子と相対する基板側の端子とを接続す ための位置合わせが容易であり、かつ半導 装置を製造して、該半導体装置について高 高湿下及び温度サイクル試験を行った場合 あっても、優れた接続信頼性を得ることが きる。

 上記硫酸バリウムの平均粒径は0.1μm~10μm あることが好ましい。これにより、回路部 接続用接着剤中における硫酸バリウムの分 性が良好となり、かつ樹脂の補強効果が得 れる。

 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15~90%であることが ましい。可視光並行透過率が15%より小さい 合には、フリップチップボンダーでの認識 ーク識別が困難となり、位置合わせ作業が しくなる傾向にある。

 本発明の回路部材接続用接着剤は、180℃ 20秒間加熱した後の示差走査熱量測定(DSC測 )での反応率が、75%以上であることが好まし い。このような反応率を有する回路部材接続 用接着剤を用いて半導体装置を製造した場合 には、特に安定した低接続抵抗を示す。

 本発明の回路部材接続用接着剤は、硬化後 40℃~100℃の線膨張係数が、70×10 -6 /℃以下であることが好ましい。硬化後の線 張係数が70×10 -6 /℃より大きい場合は、実装後の温度変化や 熱吸湿による膨張によって半導体チップの 続端子と回路基板の配線間での電気的接続 保持が困難となる傾向にある。
 なお、「硬化後の40℃~100℃の線膨張係数」 は、例えば回路部材接続用接着剤を200℃に 定したオーブンに1時間放置し、加熱硬化処 理を行うことにより得られた硬化体の40℃~100 ℃の線膨張係数をいう。

 本発明の回路部材接続用接着剤は、吸湿 が0.4%~1.2%であることが好ましい。吸湿率が1 .2%より大きい場合は、はんだリフローを行う 際に脱湿処理が必要となるため、作業性が低 下する傾向にある。

 本発明はまた、上述の回路部材接続用接 剤を用いて製造されてなる半導体装置を提 する。本発明の半導体装置によれば、上述 回路部材接続用接着剤を用いているので、 温高湿下及び温度サイクル試験を行った場 であっても、優れた接続信頼性を得ること できる。

 本発明によれば、フリップチップ実装の に、バンプと呼ばれる端子と相対する基板 の端子とを接続するための位置合わせが比 的容易であり、かつ半導体装置を製造して 該半導体装置について高温高湿下及び温度 イクル試験を行った場合に、優れた接続信 性が得られる回路部材接続用接着剤、並び これを用いた半導体装置を提供することが きる。

突出した接続端子を有する半導体ウェ に回路部材接続用接着剤を貼り付ける工程 断面図である。 回路部材接続用接着剤付半導体ウェハ 断面図である。 バックグラインド工程後の回路部材接 用接着剤付半導体ウェハの断面図である。 ダイシング工程の模式図である。 ダイシング工程後の個片化した半導体 ップの断面図である。

符号の説明

 1…突出した接続端子、2…半導体ウェハ 3…回路部材接続用接着剤、4…基材フィルム 、5…ダイシングテープ、6…ダイシングフレ ム、7…ダイシングブレード、8…ダイシン の溝。

 以下、本発明の好適な実施形態について 細に説明するが、本発明は下記実施形態に 定されるものではない。

 本発明の回路部材接続用接着剤は、硬化 樹脂、熱可塑性樹脂、硬化性樹脂用硬化剤 び硫酸バリウムを含有する。

 硬化性樹脂としては、例えば、熱硬化性 脂、光硬化性樹脂が挙げられ、熱硬化性樹 が好ましい。熱硬化性樹脂の具体例として 、エポキシ樹脂、ビスマレイミド樹脂、ト アジン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド 脂、シアノアクリレート樹脂、フェノール 脂、不飽和ポリエステル樹脂、メラミン樹 、尿素樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリイソ アネート樹脂、フラン樹脂、レゾルシノー 樹脂、キシレン樹脂、ベンゾグアナミン樹 、ジアリルフタレート樹脂、シリコーン樹 、ポリビニルブチラール樹脂、シロキサン 性エポキシ樹脂、シロキサン変性ポリアミ イミド樹脂、アクリレート樹脂、及びアク ロイル基又はメタクリロイル基を分子内に つ以上有する樹脂が挙げられる。これらの で、エポキシ樹脂が好ましく、特に、透過 向上と高Tg化、低線膨張係数化が望めるこ から、ナフトールノボラック型固形エポキ 樹脂、フルオレン骨格含有の液状エポキシ 脂、又は固形エポキシ樹脂が好ましい。硬 性樹脂は1種を単独で又は2種以上の混合物と して使用することができる。

 熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエ テル、ポリウレタン、ポリビニルブチラー 、ポリアリレート、ポリメチルメタクリレ ト、アクリルゴム、ポリスチレン、フェノ シ樹脂、NBR、SBR、ポリイミドやシリコーン 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)が挙げられ フィルム形成性の点からフェノキシ樹脂が ましい。これらの熱可塑性樹脂は1種を単独 又は2種以上の混合物として使用することが できる。

 回路部材接続用接着剤における熱可塑性 脂の含有量は、硬化性樹脂100質量部に対し 、20~100質量部であることが好ましく、40~70 量部であることがより好ましい。

 硬化性樹脂用硬化剤としては、例えば、 硬化性樹脂用硬化剤、光硬化性樹脂用硬化 が挙げられ、熱硬化性樹脂用硬化剤が好ま い。熱硬化性樹脂用硬化剤の具体例として 、フェノール系、イミダゾール系、ヒドラ ド系、チオール系、ベンゾオキサジン、三 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、有機過酸化物系の化合物等の硬化剤 が挙げられる。これらの硬化剤は、ポリウレ タン、ポリスチレン、ゼラチン及びポリイソ シアネート等の高分子物質や、ケイ酸カルシ ウム、ゼオライト等の無機物、及びニッケル や銅等の金属薄膜等の被膜により実質的に覆 われたマイクロカプセル型硬化剤であること が好ましい。マイクロカプセル型硬化剤の平 均粒径は、10μm以下であることが好ましく、5 μm以下であることがより好ましい。

 回路部材接続用接着剤における硬化性樹 用硬化剤の含有量は、硬化性樹脂100質量部 対して、50~150質量部であることが好ましく 80~120質量部であることがより好ましい。

 本発明の回路部材接続用接着剤は硫酸バリ ムを含有することで、その表面タック力を 制できるため、ダイシングによって生じる 削粉の表面付着を防止できる。本発明で用 られる硫酸バリウムは、切削粉の表面付着 止効果を向上させることができる点から、 の平均粒径が0.1μm~10μmであることが好まし 。
 平均粒径が0.1μmを下回る場合、粒子の比表 積が大きく、表面エネルギーも大きくなる め、粒子同士の相互作用が大きくなり、凝 体が発生し、分散性を損なう傾向にある。 た凝集体の分散が良好であったとしても、 表面積が大きいことによって、樹脂に分散 た際の増粘挙動が大きくなり、成形性を損 う傾向にある。
 一方、平均粒径が10μmより大きい場合、粒 が小さい場合とは逆に比表面積が小さくな ため、樹脂の流動性が大きくなり、成型時 ボイド発生が起きやすくなる。また、粒子 散の目的の一つである、樹脂の補強効果に いて、同一添加量で粒子を分散させたとし も粒子数自体が少なくなるため、補強効果 小さくなる傾向にある。また粒子径が大き 場合には、チップのバンプと回路基板の電 間への硫酸バリウムのかみこみによる電気 特性の阻害発生が起きやすい傾向にある。 に低圧で実装する場合やバンプの材質がニ ケル等の硬質である場合には硫酸バリウム 端子に埋め込まれず、直接接触におけるバ プと基板電極の接触の妨げや、導電粒子を 加した系においても導電粒子扁平の妨げと り、電気的接続を阻害する傾向にある。

 硫酸バリウムの平均粒径は粒度分布計又 SEMを用いて測定することができる。回路部 接続用接着剤がフィルム及びリール品であ ば1000℃で焼成することで樹脂中に分散した 硫酸バリウムを得ることが可能であり、粒度 分布計を用いて平均粒径を知ることができる 。また、圧着構造品であれば回路部材接続用 接着剤の使用部分で構造品を切断し、SEMによ り断面に現れた硫酸バリウムを観察すること で平均粒径を求めることができる。

 硫酸バリウムの線膨張係数は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、さらに好ま くは3×10 -6 /℃以下である。熱膨張係数が大きい場合は 路部材接続用接着剤の熱膨張係数を下げる めに硫酸バリウムを多量に添加する必要が る。硫酸バリウムの線膨張係数は一般に使 される熱膨張率計測器により測定できる。 えば、押し棒式膨張計を用いることができ 。

 本発明に用いる硫酸バリウムはイオン性 純物濃度が1500ppm以下であることが好ましく 、より好ましくはイオン性不純物濃度が700ppm 以下であり、さらに好ましくはイオン性不純 物濃度が200ppm以下である。イオン性不純物濃 度が1500ppmより大きい場合は実装回路基板に いて隣接する金属電極間、配線間の電気的 縁性を保てなくなる傾向にある。イオン性 純物濃度が1500ppm以下の硫酸バリウムとして 、例えば鉱物由来のバライト粉及び沈降性 酸バリウムをソックスレー抽出等で洗浄し ものを用いることができる。

 回路部材接続用接着剤における硫酸バリウ の含有量は、硬化性樹脂、熱可塑性樹脂及 硬化性樹脂用硬化剤の合計100質量部に対し 、20~250質量部であることが好ましく、50~200 量部であることがより好ましい。
 硫酸バリウムの含有量が20質量部より少な 場合には、回路部材接続用接着剤の線膨張 数の増大と、弾性率の低下を招き、圧着後 半導体チップと基板の接続信頼性が低下す 傾向にある。一方、硫酸バリウムの含有量 250質量部より多い場合は、回路部材接続用 着剤の溶融粘度が増加するため、半導体の 出電極と基板の回路が十分に接することが 難となる傾向になる。

 本発明の回路部材接続用接着剤は、分子 が100万以下、Tg40℃以下かつ硬化性樹脂(三 元架橋性樹脂)と反応可能な官能基を側鎖に なくとも一箇所含む共重合性樹脂(以下、単 に「共重合性樹脂」という。)を含有してい もよい。

 共重合性樹脂としては、三次元架橋性樹 と反応可能な官能基として側鎖にエポキシ 、カルボキシル基、ヒドロキシル基等を含 だアクリル共重合体が好ましい。特にアク ル共重合体の原料としてグリシジルアクリ ート又はグリシジルメタアクリレート等を 用し得られたエポキシ基含有アクリル共重 体が好ましい。その他の共重合に用いる原 としてはヒドロキシエチル(メタ)アクリレ ト、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート 、ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等の ドロキシアルキル(メタ)アクリレート、ま メチルメタクリレート、ブチル(メタ)アクリ レート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレー 、シクロヘキシルメタアクリレート、フル リルメタアクリレート、ラウリル(メタ)アク リレート、ステアリル(メタ)アクリレート、 リメチルシクロヘキシルメタアクリレート トリシクロデシルメタクリレート、テトラ クロドデシル-3-アクリレート等の(メタ)ア リル酸エステル、スチレン、ビニルトルエ 、ポリプロピレングリコールモノメタクリ ート、ヒドロキシエチルアクリレート、ア リロニトリル、ベンジルメタアクリレート シクロヘキシルマレイミド等を適用できる

 回路部材接続用接着剤が共重合性樹脂を む場合のその含有量は、硬化性樹脂100質量 に対して、20~100質量部であることが好まし 、40~70質量部であることがより好ましい。

 本発明の回路部材接続用接着剤は、さら 硫酸バリウムの表面改質の目的でシリコー オイル、ポリシロキサン、シリコーンオリ マー、カップリング剤を含有していてもよ 。

 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15~90%であることが ましく、より好ましくは可視光並行透過率 18~90%であり、さらに好ましくは可視光並行 過率が25~90%である。可視光並行透過率が15% り小さい場合はフリップチップボンダーで 認識マーク識別が困難となり、位置合わせ 業が難しくなる傾向にある。

 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厚で回路部材接続 用接着剤を塗工し、これを測定する。また、 他の基材に回路部材接続用接着剤を塗工した 場合には、これをPET基材に転写して同様に測 定する。測定結果からは濁度、全光線透過率 、拡散透過率及び可視光並行透過率を求める ことができる。

 また可視光並行透過率は、日立製U-3310形 光光度計を用いて測定することもできる。 えば、膜厚50μmの帝人デュポン製PETフィル (ピューレックス、555nm透過率86.03%)を基準物 としてベースライン補正測定を行った後、P ET基材に25μm厚で回路部材接続用接着剤を塗 もしくは他の基材から転写し、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~600nmが最も強いことから、本発明にお ては555nmの透過率をもって可視光並行透過 の比較を行うことができる。

 本発明の回路部材接続用接着剤はUV照射 のダイシングテープへの接着力が10N/m以下か つ半導体ウェハへの接着力が70N/m以上である とが好ましい。UV照射後のダイシングテー 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傾向にある。一方、半導 体ウェハへの接着力が70N/m以下である場合、 イシング時のブレードの回転切削による衝 と水圧の影響でチップと接着剤界面ではく が発生する傾向にある。

 回路部材接続用接着剤とUV照射後のダイシ グテープの接着力は次のような方法で測定 ることができる。
 すなわち、回路部材接続用接着剤を加熱温 80℃に設定したラミネータによってウェハ ラミネートした後、UV照射前のダイシングテ 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、ダイシングテ プ側に15mWで300mJ程度のUV照射を行う。UV照射 後のダイシングテープに10mm幅の切込みを入 て引張り測定用の短冊を準備する。ウェハ ステージに押さえつけ、短冊にしたダイシ グテープの一端を引張り測定機の引張り治 に固定して90°ピール試験を行い、回路部材 続用接着剤とUV照射後のダイシングテープ 引き剥がす。この測定によって回路部材接 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接 力は次のような方法で測定することができ 。
 すなわち、回路部材接続用接着剤を加熱温 80℃に設定したラミネータによってウェハ ラミネートした後、回路部材接続用接着剤 粘着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。でき上がっ 回路部材接続用接着剤とカプトンテープの 層体の一端をウェハから引き剥がし、引張 測定機の引張り治具に固定する。ウェハを テージに押さえつけ、短冊を引き上げて90° ール試験を行い、回路部材接続用接着剤を ェハから引き剥がす。この測定によって回 部材接続用接着剤と半導体ウェハの接着力 測定できる。

 回路部材接続用接着剤は、接続後において 導体チップと回路基板を接続した後の温度 化や、加熱吸湿による膨張等を抑制し、高 続信頼性を達成するため、硬化後の40℃~100 の線膨張係数が好ましくは70×10 -6 /℃以下であり、より好ましくは60×10 -6 /℃以下であり、さらに好ましくは50×10 -6 /℃以下である。硬化後の線膨張係数が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の 持が困難となる傾向にある。

 本発明の回路部材接続用接着剤においては 硫酸バリウムを除いた接着剤成分の可視光 行透過率が15%以上であることが好ましく、 視光並行透過率50%以上であることがより好 しく、可視光並行透過率80%以上であること さらに好ましい。
 可視光並行透過率が80%以上の場合は硫酸バ ウムを高充填した場合であっても所定の透 率を満足することができるため好ましい。 酸バリウムを除いた接着剤成分の可視光並 透過率が15%より低い場合、硫酸バリウムを 加しない状態であってもフリップチップボ ダーでの認識マーク識別が困難となり、位 合わせ作業が難しくなる傾向にある。可視 並行透過率が80%以上の接着剤成分を得るた には、回路部材接続用接着剤に含まれる硬 性樹脂、熱可塑性樹脂、硬化性樹脂用硬化 、共重合性樹脂、カップリング剤等が相分 しないことが望ましい。

 本発明の回路部材接続用接着剤において 、硫酸バリウムを除いた接着剤成分の未硬 状態での屈折率が1.5~1.7であることが好まし い。

 樹脂の屈折率はアッベ屈折計を用い、ナ リウムD線(589nm)を光源として測定すること できる。フィラーの屈折率はベッケ法によ て顕微鏡下で測定することができる。本発 における回路部材接続用接着剤の吸湿率は1. 2%以下であることが好適である。回路部材接 用接着剤の吸湿率が1.2%より大きい場合は、 はんだリフローを行う際に脱湿処理が必要に なる。

 上述の本発明の回路部材接続用接着剤を用 ることにより、相対抗する回路基板(回路部 材)を接続することができる。相対向する回 基板としては特に限定する組み合わせはな が、例えば(I)突出した接続端子を有する半 体チップと(II)配線パターンの形成された基 との組み合わせが挙げられる。
 このような組み合わせの相対向する回路基 を本発明の回路部材接続用接着剤により接 した場合には、半導体チップの突出した接 端子と基板の端子とが電気的に接続される ともに半導体チップと基板とが接着される

 (I)突出した接続端子を有する半導体チップ おいて、突出した接続端子としては、例え 、金ワイヤを用いて形成される金スタッド ンプ、金属ボールを半導体チップの電極に 圧着や超音波併用熱圧着機によって固定し もの、及びめっきや蒸着によって形成され ものが挙げられる。
 突出した接続端子は単一の金属で構成され いる必要はなく、金、銀、銅、ニッケル、 ンジウム、パラジウム、スズ、ビスマス等 数の金属成分を含んでいてもよいし、これ の金属層が積層された形をしていてもよい また、(I)突出した接続端子を有する半導体 ップは、突出した接続端子を有する半導体 ェハの状態でも構わない。
 半導体チップの突出した接続端子と基板の 線パターンとの位置を合わせるために、半 体チップは突出した接続端子と同一面に位 合わせマークを有する。

 (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、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、ポリイミド、ガラ ス、セラミックス等の絶縁基板表面に形成さ れた銅等の金属層の不要な部分をエッチング 除去して配線バターンを形成することもでき 、絶縁基板表面にめっきによって形成するこ ともでき、また蒸着等によって配線パターン を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 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 複数の金属成分を含んでいてもよいし、こ らの金属層が積層された形をしていてもよ 。また、基板が半導体チップの場合、配線 ターンは通常アルミニウムで構成されてい が、その表面に、金、銀、銅、ニッケル、 ンジウム、パラジウム、スズ、ビスマス等 金属層を形成してもよい。

 回路部材接続用接着剤を半導体チップの突 した接続端子を有する面に貼り付けた回路 材接続用接着剤付半導体チップは次のよう して得ることができる。
 すなわち、(1)図1~3に示す工程を通して、チ プ化する前の突出した接続端子1を有する半 導体ウェハ2、半導体ウェハ2の突出した接続 子1面に配置した半導体ウェハ2と同等の面 の回路部材接続用接着剤3及び基材フィルム4 がこの順で積層された積層体を得る。(2)この 積層体の基材フィルム4を剥がし、半導体ウ ハ2及び回路部材接続用接着剤3よりも大面積 でありダイシングフレーム6の内寸よりも大 く外寸よりも小さい面積のダイシングテー 5上に固定する。(3)これを図4に示す通り、ダ イシングブレード7を用いてダイシングの溝8 沿って個片に切断し、(4)図5に示す通りダイ シングテープ5からはく離することによって 個片化した回路部材接続用接着剤付半導体 ップを得ることができる。

 ダイシングテープは基材テープに粘着材 塗布されたものである。UV照射によって粘 層の硬化が進行し、粘着力が減少し、粘着 に積層された被着体のはく離を容易とする うな放射線反応型のダイシングテープを用 ることが好ましい。このようなダイシング ープとしては市販のものを適用することが きる。

 本発明の回路部材接続用接着剤によれば 半導体チップの突出した接続端子を有する に貼付けた状態で、回路部材接続用接着剤 透過してチップの回路面に形成された位置 わせマークを識別することができる。位置 わせ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識別す ことができる。この認識装置は通常ハロゲ ランプを有するハロゲン光源、ライトガイ 、照射装置、CCDカメラから構成される。CCD メラで取り込んだ画像は画像処理装置によ てあらかじめ登録された位置合わせようの 像パターンとの整合性が判断され、位置合 せ作業が行われる。

 本明細書において、「位置合わせマーク 識別することができる」とはフリップチッ ボンダーのチップ認識用装置を用いて取り まれた位置合わせマークの画像と、登録さ ている位置合わせマークの画像との整合性 良好であり、位置合わせ作業が行われるこ を指す。例えば、アスリートFA株式会社製 リップチップボンダーCB-1050を使用し、回路 材接続用接着剤が突出した接続端子を有す 面に貼付いた積層体の接続端子面とは反対 面でフリップチップボンダーの吸着ノズル 積層体を吸引した後、装置内の認識装置で 着剤層を透過して半導体チップ表面に形成 れた認識マークを撮影し、あらかじめ画像 理装置に取り込んだ半導体チップの認識マ クとの整合性がとれ、位置合わせできる接 剤を識別できる回路部材接続用接着剤とし 位置合わせできなかった場合を識別できな 回路部材接続用接着剤として区別すること できる。

 (実施例1)
 硬化性樹脂としてエポキシ樹脂EP-1032-H60(製 名、ジャパンエポキシレジン株式会社製)20 量部及びエポキシ樹脂YL980(製品名、ジャパ エポキシレジン株式会社製)15重量部、熱可 性樹脂としてフェノキシ樹脂FX293(製品名、 都化成株式会社)25重量部、硬化性樹脂用硬 剤としてマイクロカプセル型硬化剤HX-3941HP( 製品名、旭化成株式会社製)40重量部、シラン カップリング剤SH6040(製品名、東レダウコー ングシリコーン製)1重量部を用い、表1記載 組成でトルエンと酢酸エチルの混合溶媒中 溶解し、接着樹脂組成物のワニスを得た。
 このワニスの一部をセパレータフィルム(PET フィルム)上にロールコータを用いて塗布し 後、70℃のオーブンで10分間乾燥させること よって、セパレータ上に厚み25μmの接着剤 脂組成物の膜を得た。
 この膜をアッベ屈折計(ナトリウムD線)の試 台に設置し、セパレータを剥がしマッチン オイルを1滴垂らして屈折率1.74のテストピ スを乗せて屈折率を測定した。この結果、 着剤樹脂組成物の屈折率は1.60(25℃)であった 。

 一方、ワニスを計量した後、平均粒径0.25μm の沈降性硫酸バリウム1(堺化学工業株式会社 、屈折率1.64、ソックスレー抽出による洗浄 済み)を112重量部加え、撹拌して分散した。 の混合物をセパレータフィルム(PETフィルム) 上にロールコータを用いて塗布した後、70℃ オーブンで10分間乾燥させることによって セパレータ上に厚み25μmの透過性確認用フィ ルムを得た。
 次に、ワニスを計量した後、平均粒径0.25μm の沈降性硫酸バリウム1を112重量部加え、撹 して分散した。この混合物をセパレータフ ルム(PETフィルム)上にロールコータを用いて 塗布した後、70℃のオーブンで10分間乾燥さ ることによって、セパレータ上に厚み50μmの 回路部材接続用接着剤を得た。

 (実施例2)
 沈降性硫酸バリウム1に代えて、平均粒径0.1 μmの沈降性硫酸バリウム2(堺化学工業株式会 製、屈折率1.64、ソックスレー抽出による洗 浄済み)を使用したこと以外は実施例1と同様 して、表1に記載の組成で透過性確認用フィ ルム、回路部材接続用接着剤を得た(表1中の 合単位は重量部)。

 (実施例3)
 沈降性硫酸バリウム1に代えて、平均粒径2.0 μmの鉱物由来硫酸バリウム3(竹原化学工業株 会社製、屈折率1.64、バライト粉)を使用し こと以外は実施例1と同様にして、表1に記載 の組成で透過性確認用フィルム、回路部材接 続用接着剤を得た(表1中の配合単位は重量部) 。

 (比較例1)
 沈降性硫酸バリウム1に代えて、平均粒径0.2 μmのシリカ粒子SE1050(製品名、アドマテック 社製)65重量部を使用したこと以外は実施例1 同様にして、表2に記載の組成で透過性確認 用フィルム、回路部材接続用接着剤を得た( 2中の配合単位は重量部)。

 (比較例2)
 沈降性硫酸バリウム1に代えて、平均粒径0.2 μmのシリカ粒子SE1050(製品名、アドマテック 社製)100重量部を使用したこと以外は実施例1 と同様にして、表2に記載の組成で透過性確 用フィルム、回路部材接続用接着剤を得た( 2中の配合単位は重量部)。

 (比較例3)
 沈降性硫酸バリウム1に代えて、平均粒径0.5 μmのシリカ粒子SE2050(製品名、アドマテック 社製)100重量部を使用したこと以外は実施例1 と同様にして、表2に記載の組成で透過性確 用フィルム、回路部材接続用接着剤を得た( 2中の配合単位は重量部)。

 実施例1~3及び比較例1~3で得られた透過性 認用フィルム及び回路部材接続用接着剤に いて、以下の方法で、可視光並行透過率の 定、線膨張係数の測定、反応率の測定を行 た。得られた結果を表3及び表4に示す。

(可視光並行透過率の測定)
 実施例1~3及び比較例1~3で得られた透過性確 用フィルムについて、UV-VIS分光光度計を用 て、可視光並行透過率の測定を行った。

(線膨張係数の測定)
 実施例1~3及び比較例1~3で得られた回路部材 続用接着剤をセパレータごと200℃に設定し オーブンに1時間放置し、加熱硬化処理を行 った。加熱硬化後のフィルムをセパレータか らはく離し、30mm×2mmの大きさに切断した。セ イコーインスツルメンツ社製TMA/SS6100(製品名) を用い、チャック間20mmに設定後、測定温度 囲20℃~300℃、昇温速度5℃/min、断面積に対し 0.5MPa圧力となる荷重条件で引張り試験モード にて熱機械分析を行い、線膨張係数を測定し た。

(反応率の測定)
 実施例1~3及び比較例1~3で得られた回路部材 続用接着剤をアルミ製測定容器に2~10mg計量 た後、パーキンエルマー社製DSC(Differential S caning Calorimeter)Pylis1(製品名)で30~300℃まで20℃ /minの昇温速度で発熱量測定を行い、これを 期発熱量とした。
 次いで、熱圧着装置の加熱ヘッドをセパレ タに挟んだ熱電対で温度確認を行って20秒 に180度に達する温度に設定した。この加熱 ッド設定で、セパレータに挟んだ回路部材 続用接着剤を20秒間加熱し、熱圧着時と同等 の加熱処理が施された状態のフィルムを得た 。加熱処理後のフィルムを2~10mg計量してアル ミ製測定容器に入れ、DSCで30~300℃まで20℃/min の昇温速度で発熱量測定を行い、これを加熱 後発熱量とした。得られた発熱量から次の式 で反応率(%)を算出した。
  式: (初期発熱量-加熱後発熱量)/(初期発熱 量)×100

 実施例1~3及び比較例1~3の回路部材接続用 着剤を用い、下記の方法で半導体装置を作 し、その半導体装置について圧着後の接続 抗、高温高圧試験200時間後の接続抵抗、及 温度サイクル試験200サイクル後の接続抵抗 測定した。得られた結果を表3及び表4に示 。

(回路部材接続用接着剤/半導体ウェハ/ダイシ ングテープ積層体の作製)
 ジェイシーエム製のダイアタッチフィルム ウンターの吸着ステージを80℃に加熱後、 着ステージ上に金めっきバンプが形成され 厚さ150μm、直径6インチの半導体ウェハをバ プ側を上に向けて搭載した。上記の回路部 接続用接着剤をセパレータごと200mm×200mmに 断し、絶縁性接着剤層側を半導体ウェハの ンプ側に向け、エアを巻き込まないように 導体ウェハの端からダイアタッチマウンタ の貼付ローラで押しつけてラミネートした
 ラミネート後、ウェハの外形に沿って接着 のはみ出し部分を切断した。半導体ウェハ 回路部材接続用接着剤の積層体を、接着剤 貼付いた面を下に向けてステージ温度を40 に設定したダイアタッチフィルムマウンタ の吸着ステージに搭載し、さらに12インチウ ェハ用のダイシングフレームをウェハ外周に 設置した。UV硬化型ダイシングテープUC-334EP-1 10(製品名、古河電工製)の粘着面を半導体ウ ハ側に向け、エアを巻き込まないようにダ シングフレームの端からダイアタッチマウ ターの貼付ローラで押しつけてラミネート た。
 ラミネート後、ダイシングフレームの外周 内周の中間付近でダイシングテープを切断 、回路部材接続用接着剤のセパレータをは 離し、ダイシングフレームに固定された回 部材接続用接着剤/半導体ウェハ/ダイシン テープ積層体を得た。

(半導体チップ)
 ダイシングフレームに固定された回路部材 続用接着剤/半導体ウェハ/ダイシングテー 積層体を、株式会社ディスコ製フルオート チックダイシングソーDFD6361に回路部材接続 接着剤側をダイシングブレード側に向けて 載した。
 接着剤を透過してウェハ切断位置を合わせ 後、1段目はバックグラインド面から表面か ら100μmまでを切断し、二段目で残りのウェハ 及びダイシングテープ内まで長辺側10mm間隔10 mm間隔で切断した。切断後、洗浄し、吹きつ で水分を飛ばした後、ダイシングテープ側 らUV照射を行った。
 この後、ダイシングテープ側から半導体ウ ハ側に突き上げ、回路部材接続用接着剤が ンプ側に形成された10mm×10mmの回路部材接続 用接着剤付半導体チップを得た。

(半導体装置)
 回路部材接続用接着剤付半導体チップのバ クグラインド面を株式会社アルテクス製超 波フリップチップボンダーSH-50MP(製品名)の 着ヘッド側に向けてチップを吸引し、モリ ックス社製のハロゲン光源及びライトガイ によって回路部材接続用接着剤層側から光 照射し、半導体チップ表面に形成されたア ミ製のチップアライメントマークを識別し 位置合わせを行った。次いで位置合わせを ったAu/NiめっきCu回路プリント基板に接続し て、半導体装置を得た。

(チップアライメントマーク認識の確認)
 半導体装置の作製の際に、チップアライメ トマークが認識できたものを「可能」とし 、認識できなかったものを「不可」として それぞれ評価した。

(接続抵抗の測定)
 得られた半導体装置の176バンプ連結デージ チェーンでの接続抵抗を測定した。

(高温高湿試験200時間後の接続抵抗の測定)
 得られた半導体装置を30℃、相対湿度60%の 内に200時間放置した後に、176バンプ連結デ ジーチェーンでの接続抵抗を測定した。

(温度サイクル試験200サイクル後の接続抵抗 測定)
 高温高湿試験200時間後の接続抵抗の測定を った後の半導体装置について、IRリフロー 理(265℃最大)を3回行った。さらに、IRリフロ ー後の半導体装置を温度サイクル試験機(-55 :30分、室温:5分、125℃:30分)内に放置し、槽 での接続抵抗の測定を行った。

(吸湿率の測定)
 実施例1および比較例1~3で得られた回路部材 接続用接着剤をセパレータごと200℃に設定し たオーブンに1時間放置し、加熱硬化処理を った。加熱硬化後のフィルムをセパレータ ら剥離し、15mm×15mmの大きさに切断した。こ サンプルを165℃のオーブンに1時間放置し、 絶乾処理を行った後、秤量瓶を用いて初期重 量を測定した。
 次いで、上記サンプルを85℃、85%RHの恒温槽 に放置し、吸湿処理を1000時間行った。吸湿 の重量を測定し、次の式を用いて吸湿率を 出した。
 式: (吸湿後重量-初期重量)/(初期重量)×100

 表3に示すとおり、平均粒径が0.1μm~10μmの硫 酸バリウムを用いた実施例1~3の回路部材接続 用接着剤は、1)可視光並行透過率が30%以上で るため、フリップチップボンダーの認識シ テムを用いて接着剤を透過してチップ回路 のチップアライメントマークを識別するこ が可能であること、2)硬化後の線膨張係数 70×10 -6 /℃以下に低減されており、高温高湿試験及 温度サイクル試験において導通不良が発生 ないこと、3)熱圧着時の加熱条件で75%以上の 反応率に達しているため、安定した低接続抵 抗を示し、ガラス基板を対象とした異方導電 性接着剤としても、またガラエポ基板を対象 とした接触型の熱圧着樹脂としても優れてい ることが確認できた。

 一方、表4に示すように、比較例1~3の回路 部材接続用接着剤では、屈折率が高いシリカ を用いたことによって樹脂組成物との屈折率 差が大きくなるため、散乱が発生し、可視光 並行透過率が小さいためフリップチップボン ダーでの認識作業が行えず、位置合わせがで きないため半導体装置の初期導通を確保する ことができなかった。

 本発明の回路部材接続用接着剤によれば 狭ピッチ化及び狭ギャップ化に対応可能な 置きのアンダーフィルム工法として、ダイ ング時の汚染が無く、さらにダイシング後 簡便にダイシングテープからはく離させて 路部材接続用接着剤付半導体付チップを得 ことができる。さらに、本発明の回路部材 続用接着剤は、回路部材接続用接着剤付チ プの高精度な位置合わせを実現する透明性 低熱膨張係数化による高接続信頼性を両立 ることが可能な速硬化性のウェハ貼付対応 回路部材接続用接着剤として利用できる。