JP5101931B2

JP5101931B2 - 熱硬化型接着シート

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Inventors: 英志豊田
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Description

本発明は、チップ型デバイスを封止するために用いられる熱硬化型接着シートに関するものであって、詳しくは、その表面を中空とする必要があるデバイス、例えば、弾性表面波装置（ＳＡＷデバイス）、水晶デバイス、高周波デバイス、加速度センサー等の、いわゆる中空デバイスの封止に用いられる熱硬化型接着シートに関するものである。

従来から、半導体素子および電子部品等のチップ型デバイスの封止は、粉末状エポキシ樹脂組成物を用いたトランスファー成形法、液状エポキシ樹脂組成物やシリコーン樹脂等を用いてポッティング法、ディスペンス法、印刷法等により行なわれてきた。しかしながら、このような封止方法では、高価な成形機を必要としたり、必要な部分以外に封止樹脂が付着したりするという課題を抱えており、より安価で簡便な封止方法が要望されていた。

特に、表面を中空にする必要のあるチップ型デバイスの封止において、従来の液状封止材料を用いたディスペンス法では、デバイス直下のアクティブ面への封止材料の流入を抑制することが困難であり、チップあるいは基板上にダムを設け封止材料の流入を制御することが行なわれている（例えば、特許文献１〜３参照）。このような手法においても、液状封止材料を完全に流動制御することは困難であり、歩留り低下を引き起こす要因となっていた。また、デバイスの小型化、低コスト化を妨げる要因にもなっていた。

このような問題を解決するために、例えば、封止用フィルム積層体を用いて、中空型デバイスを封止する方法が提案されている（特許文献４参照）。
特開２００４−６４７３２号公報特開２００４−５６２９６号公報特開２００５−３９３３１号公報特開２００４−３２７６２３号公報

しかしながら、上記封止用フィルム積層体を用いた中空型デバイスの封止では、硬化後の弾性率が低いために中空部分への封止樹脂の流入を完全に制御することが困難であり、上記問題を解決するという観点からは充分満足のいくものとは言い難いものであった。

本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、基板上にチップ型デバイスが搭載された中空型のチップ型デバイスの封止の際に、中空部への封止樹脂の流入を抑制でき、かつチップ型デバイスおよび基板に対する接着性を損なうことなく、簡便で歩留り良く樹脂封止を行なうことのできる熱硬化型接着シートの提供をその目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明の熱硬化型接着シートは、少なくとも２層からなり、基板上に搭載されたチップ型デバイスの封止用の熱硬化型接着シートであって、基板およびチップ型デバイスと直接接触する第１の層が、下記の特性（Ｘ）を備えた、熱可塑性樹脂を主成分とする高分子材料からなり、上記第１の層の上に直接形成されてなる第２の層が、下記の（Ａ）〜（Ｅ）成分を含有するエポキシ樹脂組成物からなるという構成をとる。
（Ｘ）熱硬化前の６０〜１００℃における引張貯蔵弾性率が１×１０⁵〜１×１０⁷Ｐａの範囲内である。
（Ａ）エポキシ樹脂。
（Ｂ）フェノール樹脂。
（Ｃ）熱可塑性エラストマー。
（Ｄ）無機質充填剤。
（Ｅ）硬化促進剤。

本発明者は、上記目的を達成するために、封止材料として用いる熱硬化型接着シートの態様および物性について鋭意検討を重ねた。その結果、熱硬化型接着シートとして、少なくとも２層からなり、しかも上記シートのうち基板およびチップ型デバイスと直接接触する第１の層が、６０〜１００℃における引張貯蔵弾性率が１×１０⁵〜１×１０⁷Ｐａに設定された物性を備えた特定の高分子材料からなり、上記第１の層の上に直接形成されてなる第２の層が特定のエポキシ樹脂組成物からなるシートを用いると、適度な粘弾性を備えることから基板上のチップ型デバイスの封止時にチップ型デバイス下部への樹脂の侵入が抑制されること等を見出し本発明に到達した。

このように、本発明の熱硬化型接着シートは、少なくとも２層からなるシートであり、基板およびチップ型デバイスと直接接触する第１の層が、６０〜１００℃における引張貯蔵弾性率が１×１０⁵〜１×１０⁷Ｐａの範囲内であるという物性を備えた、熱可塑性樹脂を主成分とする高分子材料からなるものである。このため、基板上に搭載されたチップ型デバイスを封止する際に、チップ型デバイスの下部への封止樹脂の侵入が抑制され、基板とチップ型デバイスとの間の中空部分が形成され保持されることとなり、かつチップ型デバイスおよび基板に対し良好な接着性を示すものである。したがって、この熱硬化型接着シートを用いることにより、簡便かつ歩留り良く樹脂封止を行なうことが可能となる。

特に、上記基板およびチップ型デバイスと直接接触する第１の層が、特定の熱可塑性樹脂を主成分とする形成材料により形成された層であると、基板上に搭載されたチップ型デバイスの段差に対して良好な追従性を示しシートの密着性に一層優れたものとなる。

また、上記基板およびチップ型デバイスと直接接触する第１の層が、無機質充填剤をその層形成材料全体の１〜２０重量％含有する形成材料により形成された層であると、所望の引張貯蔵弾性率に制御された熱硬化型接着シートが容易に得られる。

さらに、上記基板およびチップ型デバイスと直接接触する第１の層の厚みが、５〜５０μｍであると、チップ型デバイスの下部への封止樹脂の侵入のより一層の抑制効果が得られるとともに、チップ型デバイスおよび基板に対し一層優れた接着性が得られる。

そして、本発明においては、上記基板およびチップ型デバイスと直接接触する第１の層の上に直接形成されてなる第２の層が、特定の成分を含有するエポキシ樹脂組成物を用いて形成されたものであることから、樹脂封止に際して良好な硬化特性を示すとともに、シートに対して適性な柔軟性および可撓性を付与することが可能となる。

つぎに、本発明の実施の形態について詳しく説明する。

本発明の熱硬化型接着シートは、少なくとも２層からなる多層構造の態様をとり、その使用に際して、基板上に搭載されたチップ型デバイスを被覆するよう載置する際に、基板およびチップ型デバイスと直接接触する層（第１の層）が、熱硬化前の特定の温度範囲において特定の引張貯蔵弾性率を有する、熱可塑性樹脂を主成分とする高分子材料からなるものである。

上記基板およびチップ型デバイスと直接接触する層（第１の層）形成材料としては、先に述べたように、６０〜１００℃における熱硬化前の引張貯蔵弾性率が１×１０⁵〜１×１０⁷Ｐａの範囲となるものが用いられ、特定の厚みを有する基板上に搭載されたチップ型デバイスの段差に対して、追従性良く密着させて封止するという観点から、例えば、ポリアクリル酸エステル等の各種アクリル系樹脂、ポリエーテル系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリブタジエン、スチレン−ブタジエン系エラストマー（ＳＢＲ）、エチレン−酢酸ビニルコポリマー（ＥＶＡ）、ポリイソプレン、ポリアクリロニトリル等の熱可塑性樹脂を主成分とする高分子材料があげられる。上記主成分とするとは、層形成材料が熱可塑性樹脂のみからなる場合も含める趣旨である。より具体的には、イソボニルアクリレート（ＩＢＸＡ）、エチルアクリレート（ＥＡ）、ヒドロキシエチルアクリレート（ＨＥＡ）を用いてなる共重合体成分等があげられる。上記組成の好ましい重量比率は、ＩＢＸＡ／ＥＡ／ＨＥＡ＝２０／７９／１〜７０／２０／１０の範囲に設定することである。

さらには、上記熱可塑性樹脂には、所望の弾性率および耐熱性を得るために、各種架橋剤を用いた架橋したものを用いることが好ましい。上記架橋剤としては、特に限定されないが、例えば、ポリイソシアネート系、エポキシ系、アミン系等の各種架橋剤を用いることができ、なかでも、反応性の点から、ポリイソシアネート系の架橋剤を用いることが好ましい。上記架橋剤を用いる場合、その配合量は、熱可塑性樹脂１００重量部に対して０．１〜１０重量部の割合に設定することが好ましい。あるいは、架橋剤を用いず、紫外線照射や電子線照射等により架橋させたものであってもよい。

また、上記層（第１の層）形成材料には、無機質充填剤等の充填剤を適当量添加したものを用いてもよく、この場合の無機質充填剤の添加量は、その層（第１の層）形成材料全体の１〜２０重量％に設定することが好ましい。上記無機質充填剤としては、特に限定するものではなく従来公知の各種充填剤が用いられる。例えば、石英ガラス粉末、タルク、シリカ粉末（溶融シリカ粉末や結晶性シリカ粉末等）、アルミナ粉末、窒化アルミニウム、窒化珪素粉末等があげられる。これらは単独でもしくは２種以上併せて用いられる。中でも、得られる硬化物の線膨張係数の低減できるという点から、上記シリカ粉末を用いることが好ましく、上記シリカ粉末の中でも溶融シリカ粉末を用いることが、高充填性および高流動性という点から特に好ましい。上記溶融シリカ粉末としては、球状溶融シリカ粉末、破砕溶融シリカ粉末があげられるが、流動性という観点から、球状溶融シリカ粉末を用いることが特に好ましい。中でも、平均粒径が０．２〜３０μｍの範囲のものを用いることが好ましく、特に好ましくは０．５〜１５μｍの範囲のものを用いることである。なお、上記平均粒径は、例えば、母集団から任意に抽出される試料を用い、レーザー回折散乱式粒度分布測定装置を用いて測定することにより導出することができる。

さらには、上記層（第１の層）形成材料に、エポキシ樹脂等の熱硬化成分を適宜混合し、樹脂封止後の後硬化工程にて最終的な硬化物としてもよい。

つぎに、上記基板およびチップ型デバイスと直接接触する第１の層の上に直接形成されてなる第２の層（２層構造のシートでは、最外層に相当）形成材料としては、エポキシ樹脂（Ａ成分）、フェノール樹脂（Ｂ成分）、熱可塑性エラストマー（Ｃ成分）、無機質充填剤（Ｄ成分）および硬化促進剤（Ｅ成分）を含有するエポキシ樹脂組成物が用いられる。

上記エポキシ樹脂（Ａ成分）としては、特に限定されるものではなく、例えば、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、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、ビスフェノール型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、トリスヒドロキシフェニルメタン型エポキシ樹脂等の各種エポキシ樹脂を用いることができる。これらエポキシ樹脂は単独で用いてもよいし２種以上併用してもよい。中でも、Ｂステージ（半硬化）での柔軟性と硬化物における機械的強度の確保という観点から、ナフタレンジオール型エポキシ樹脂とビスフェノールＡ型エポキシ樹脂との併用系、あるいはビスフェノールＡ型エポキシ樹脂とトリスヒドロキシフェニルメタン型エポキシ樹脂との併用系が好ましい。

上記フェノール樹脂（Ｂ成分）としては、上記エポキシ樹脂（Ａ成分）との間で硬化反応を生起するものであれば特に限定するものではないが、例えば、ジシクロペンタジエン型フェノール樹脂、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、フェノールアラルキル樹脂等が用いられる。これらフェノール樹脂は単独で用いてもよいし２種以上併用してもよい。そして、上記フェノール樹脂としては、水酸基当量が７０〜２５０、軟化点が５０〜１１０℃のものを用いることが好ましく、中でも、硬化反応性が高いという観点から、フェノールノボラック樹脂が好適に用いられる。

そして、上記エポキシ樹脂（Ａ成分）とフェノール樹脂（Ｂ成分）の配合割合は、エポキシ樹脂（Ａ成分）中のエポキシ基１当量に対して、フェノール樹脂（Ｂ成分）中の水酸基の合計が０．７〜１．５当量となるように配合することが好ましい。より好ましくは０．９〜１．２当量である。

上記Ａ成分およびＢ成分とともに用いられる熱可塑性エラストマー（Ｃ成分）は、エポキシ樹脂組成物に柔軟性および可撓性を付与するものであり、このような作用を奏するものであれば特にその構造を制限するものではないが、例えば、つぎのようなゴム質重合体があげられる。すなわち、ポリアクリル酸エステル等の各種アクリルエステル共重合体、ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、エチレン−酢酸ビニルコポリマー（ＥＶＡ）、イソプレンゴム、アクリロニトリルゴム等からなる重合体があげられる。これらは単独でもしくは２種以上併せて用いられる。

上記熱可塑性エラストマー（Ｃ成分）の含有量としては、柔軟性および可撓性を付与するという観点から、エポキシ樹脂組成物の全有機成分中の１５〜７０重量％の範囲に設定することが好ましく、より好ましくは全有機成分中３０〜６０重量％である。すなわち、熱可塑性エラストマー（Ｃ成分）の含有量が下限値未満では、所望の柔軟性や可撓性を付与することが困難となり、接着シートとして取り扱い作業性が低下する傾向を示し、逆に含有量が上限値を超えると、樹脂封止後（硬化後）の成形物（硬化物）としての強度が不足する傾向がみられるからである。

上記Ａ〜Ｃ成分とともに用いられる無機質充填剤（Ｄ成分）としては、特に限定されるものではなく、先に述べたと同様、従来公知の各種充填剤が用いられる。例えば、石英ガラス粉末、タルク、シリカ粉末（溶融シリカ粉末や結晶性シリカ粉末等）、アルミナ粉末、窒化アルミニウム、窒化珪素粉末等があげられる。これらは単独でもしくは２種以上併せて用いられる。中でも、得られる硬化物の線膨張係数の低減できるという点から、上記シリカ粉末を用いることが好ましく、上記シリカ粉末の中でも溶融シリカ粉末を用いることが、高充填性および高流動性という点から特に好ましい。上記溶融シリカ粉末としては、球状溶融シリカ粉末、破砕溶融シリカ粉末があげられるが、流動性という観点から、球状溶融シリカ粉末を用いることが特に好ましい。中でも、平均粒径が０．２〜３０μｍの範囲のものを用いることが好ましく、特に好ましくは０．５〜１５μｍの範囲のものを用いることである。なお、上記平均粒径は、例えば、母集団から任意に抽出される試料を用い、レーザー回折散乱式粒度分布測定装置を用いて測定することにより導出することができる。

上記無機質充填剤（Ｄ成分）の含有量は、エポキシ樹脂組成物全体の６０〜８０重量％の範囲に設定することが好ましく、特に好ましくは６５〜７５重量％である。すなわち、無機質充填剤（Ｄ成分）の含有量が下限値未満では、熱硬化前の前記所定範囲の温度での粘度が低くなり所望の物性を得ることが困難となる傾向がみられ、上限値を超えると、熱硬化前の前記所定範囲の温度での粘度が高くなりすぎ所望の物性を得ることが困難となる傾向がみられるからである。

上記Ａ〜Ｄ成分とともに用いられる硬化促進剤（Ｅ成分）としては、上記エポキシ樹脂（Ａ成分）とフェノール樹脂（Ｂ成分）との硬化反応を促進させることができるものであれば特に限定するものではなく、従来公知の各種硬化促進剤があげられ、リン系硬化促進剤、アミン系硬化促進剤等の既存の硬化促進剤を用いることができるが、特に第四級ホスホニウム塩化合物を用いることにより、常温保管性に優れた熱硬化型接着シートを得ることができ好ましい。そして、本発明の熱硬化型接着シートの使用においては、作業性および品質安定性の観点から、常温にて長期間保存できることが好ましく、このような特性が得られる硬化促進剤（Ｅ成分）としては、例えば、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が特に好ましく用いられる。

上記硬化促進剤（Ｅ成分）の含有量は、エポキシ樹脂組成物全体の０．１〜１０重量％の範囲に設定することが好ましく、さらに好ましくは０．３〜３重量％であり、特に好ましくは０．５〜２重量％である。

なお、上記エポキシ樹脂組成物には、上記Ａ〜Ｅ成分以外に必要に応じて、難燃剤、カーボンブラックをはじめとする顔料等の他の添加剤を適宜配合することができる。

上記難燃剤としては、例えば、有機リン化合物、酸化アンチモン、水酸化アルミニウムや水酸化マグネシウム等の金属水酸化物等があげられる。これらは単独でもしくは２種以上併せて用いられる。

つぎに、本発明の熱硬化型接着シートの製造方法について、２層構造のシートの場合を例に説明する。まず、前記Ａ〜Ｅ成分および必要に応じて他の添加剤を混合することにより外層（第２の層）形成材料となるエポキシ樹脂組成物を調製する。この場合、各配合成分が均一に分散混合される方法であれば特に限定するものではない。そして、必要に応じて各配合成分を有機溶剤に溶解しワニス塗工により製膜する。あるいは、各配合成分を直接ニーダー等で混練することにより固形樹脂を調製し、このようにして得られた固形樹脂をシート状に押し出して製膜形成してもよい。中でも、簡便に均一な厚みのシートを得ることができるという点から、上記ワニス塗工法が好適に用いられる。

上記ワニス塗工法による外層（第２の層）部分の製造方法について述べる。すなわち、前記Ａ〜Ｅ成分および必要に応じて他の添加剤を常法に準じて適宜混合し、有機溶剤に均一に溶解あるいは分散させ、ワニスを調製する。ついで、上記ワニスをポリエステルフィルム等の基材上に塗布し乾燥させ、ポリエステルフィルム等のフィルムで貼り合わせ、シート状の外層（第２の層）を巻き取る。

上記有機溶剤としては、特に限定するものではなく従来公知の各種有機溶剤、例えば、メチルエチルケトン、アセトン、ジオキサン、ジエチルケトン、トルエン、酢酸エチル等があげられる。これらは単独でもしくは２種以上併せて用いられる。また、有機溶剤における濃度は、通常、３０〜６０重量％の範囲とすることが好ましい。

上記有機溶剤乾燥後の外層（第２の層）の厚みは、特に制限されるものではないが、厚みの均一性と残存溶剤量の観点から、通常、５〜５０μｍに設定することが好ましく、より好ましくは１０〜４０μｍである。

一方、基板およびチップ型デバイスと直接接触する層（第１の層）に関しては、例えば、つぎのようにして作製される。すなわち、前述の形成材料となる各成分を有機溶剤に溶解して、溶液を調整した後、これを用いてコーターにより塗工してシートを作製する。あるいは、アクリル系モノマーを無溶剤にて紫外線照射することにより重合させながら塗工してシートを作製する。または、押出機を用いて所望の厚みのシート状に押し出すことによりシートを作製する。

上記層（第１の層）の厚みは、５〜５０μｍに設定することが好ましく、より好ましくは１０〜３０μｍである。すなわち、厚みが５μｍ未満のように薄過ぎると、シートを用いての封止時に上記層（第１の層）が破れ、破れた部分からこの層（第１の層）の上に直接形成されてなる第２の層形成材料である樹脂が流れ出て、基板とチップ型デバイスとの間の中空部に樹脂成分が流入する傾向がみられ、逆に厚みが５０μｍを超え厚過ぎると、シートと基板やチップ型デバイスとの密着性不足により剥離が生じる傾向がみられるからである。

上記のようにして、それぞれ作製された各層（第１の層および第２の層）を形成するシートを用い、これらシートを熱圧着等でラミネートすることにより熱硬化型接着シート作製することができる。

なお、上記熱硬化型接着シートでは、第１の層および第２の層からなる２層構造のシートについて述べたが、これに限定するものではなく、３層以上の多層構造のシートであってもよい。３層以上の多層構造のシートの場合、上記２層構造のシートと同様、基板およびチップ型デバイスと直接接触する層が前述の特性（Ｘ）を備えていなければならない。そして、その層形成材料および厚み等も先に述べたと同様である。さらに、基板およびチップ型デバイスと直接接触する層の上に直接形成されてなる第２の層に関しても、形成材料としては、先に述べたエポキシ樹脂組成物が好適に用いられ、その厚みも前述の設定とすることが好ましい。また、第３の層およびそれ以降の層における形成材料に関しては、基本的には、先に述べたエポキシ樹脂組成物を用いることが好ましい。

このようにして得られる本発明の熱硬化型接着シートは、基板およびチップ型デバイスと直接接触する層（第１の層）が、下記の特性（Ｘ）を備える必要がある。
（Ｘ）６０〜１００℃における引張貯蔵弾性率が１×１０⁵〜１×１０⁷Ｐａの範囲内である。

すなわち、上記特性（Ｘ）において、上記温度範囲での引張貯蔵弾性率が１×１０⁵Ｐａ未満では、成形時に第１の層が流動して変形しやすくなり、その結果、チップ型デバイス下部の中空部分へ封止用樹脂が侵入しやすくなる。また、１×１０⁷Ｐａを超えると、第１の層が変形しにくくなり、成形時に基板やチップ型デバイス表面の凹凸に追従し難くなり、その結果、樹脂封止部分と基板との密着性に劣るようになる。

上記特性（Ｘ）の、６０〜１００℃の温度範囲における引張貯蔵弾性率は、つぎのようにして測定される。すなわち、上記引張貯蔵弾性率は、測定対象となる熱硬化前の封止用接着シートを準備し、粘弾性測定装置を用いて、６０〜１００℃の範囲の測定温度条件下にて、熱硬化前の６０〜１００℃における引張貯蔵弾性率を測定することにより得られる。より詳しくは、ティ・エー・インスツルメント社製の動的粘弾性測定装置ＲＳＡIIを用い、昇温速度５℃／分、測定周波数１Ｈｚで引張りモードにより引張貯蔵弾性率を測定する。

本発明の熱硬化型接着シートを用いての基板上に搭載されたチップ型デバイスの封止は、例えば、つぎのようにして行なわれる。すなわち、基板上の所定位置にチップ型デバイスを搭載して電気的に接続させた後、搭載したチップ型デバイスを覆うように熱硬化型接着シートを、その第１の層がチップ型デバイスと直接接触するようチップ型デバイスに配置し、所定の封止条件にて、シートを加熱硬化することによりチップ型デバイスと基板との空間を中空に保持した状態でチップ型デバイスを樹脂封止する。

上記封止条件としては、例えば、温度８０〜１００℃、圧力１００〜５００ｋＰａにて０．５〜５分間真空プレスを行なった後、大気開放して、温度１５０〜１９０℃にて３０〜１２０分間加熱することがあげられる。

このようにして得られる半導体装置の構成の一例について述べる。すなわち、図１に示すように、チップ型デバイス１に設けられた接続用電極部（バンプ）３と配線回路基板２に設けられた接続用電極部（図示せず）を対向させた状態で、配線回路基板２上にチップ型デバイス１が搭載されている。そして、上記配線回路基板２上に搭載されたチップ型デバイス１を覆うように、配線回路基板２上に封止樹脂層４が形成され樹脂封止されている。なお、チップ型デバイス１と配線回路基板２との間となるチップ型デバイス１下面（アクティブ面）方向の下部部分は、中空部分５に形成されている。

なお、上記半導体デバイスでは、チップ型デバイス１に設けられた接続用電極部３がバンプ形状に形成されているが特にこれに限定するものではなく、配線回路基板２に設けられた接続用電極部がバンプ形状に設けられていてもよい。

上記チップ型デバイス１と配線回路基板２との空隙（中空部分５）間距離は、上記接続用電極部（バンプ）３の大きさ等によって適宜設定されるが、一般に、１０〜１００μｍ程度である。また、上記接続用電極部（バンプ）３間距離は、一般に、１５０〜５００μｍ程度に設定することが好ましい。

つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。ただし、本発明は、これら実施例に限定されるものではない。

〔第２の層形成シートの作製〕
まず、２層構造のシートのうち、外層となる第２の層を形成するためのシートを作製するために、下記に示す配合成分を準備し、つぎのようにして厚み２００μｍのエポキシ樹脂組成物製シートを作製した。すなわち、下記に示す配合成分を混合し、有機溶剤（メチルエチルケトン）１００重量部を加えて均一に溶解あるいは分散させ、ワニスを調製する。ついで、上記ワニスをポリエステルフィルム製基材上に塗布し乾燥させることにより、基材上に層を形成して第２の層形成シートを作製した。

〔配合成分〕
ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂〔粘度１３Ｐａ・ｓ（２５℃）、エポキシ当量１９０、比重１．１７、重量平均分子量３７０〕
６．０重量部
トリスヒドロキシフェニルメタン型エポキシ樹脂（軟化点６０℃、エポキシ当量１７０）
６．０重量部
アクリル共重合体〔ブチルアクリレート・エチルアクリレート・アクリロニトリルを主成分とするグリシジル基含有アクリル酸エステル共重合体、数平均分子量２５×１０⁴、重量平均分子量８５××１０⁴、固形分濃度１５％、メチルエチルケトン溶液、粘度７０Ｐａ・ｓ（２５℃）〕
２８．０重量部
ノボラック型フェノール樹脂（軟化点６０℃、水酸基当量１０５）
１０．０重量部
トリフェニルホスフィン（分子量２６２、比重１．１ｇ／ｃｍ³、融点８０℃）
０．３重量部
平均粒径５．５μｍの球状溶融シリカ粉末（粒径３０μｍ以上をカット、累積１０％粒径ｄ₁₀１．３μｍ、累積中心粒径ｄ₅₀５．５μｍ、累積９０％粒径ｄ₉₀１７．０μｍ、比表面積２．０ｍ²／ｇ）
４９．７重量部

〔実施例１〜４、比較例１〜２〕
後記の表１に示す各成分を同表に示す割合で分散混合し、これに有機溶剤（メチルエチルケトン）１００重量部を加えて第１の層形成用ワニスを調製した。なお、表１中のＩＢＸＡはイソボニルアクリレート、ＥＡはエチルアクリレート、ＨＥＡはヒドロキシエチルアクリレート、コロネートＬは日本ポリウレタン社製のポリイソシアネートである。

つぎに、上記ワニスを、離型剤処理した厚み５０μｍのポリエステルＡ（三菱化学ポリエステル社製、ＭＲＦ−５０）上にコンマコーターにて塗工し乾燥させることにより、後記の表１に示す厚みの第１の層形成シートを作製した。

ついで、先に作製したエポキシ樹脂組成物製シート（第２の層形成シート）と上記第１の層形成シートを貼り合わせ、ロールラミネーターを用いてラミネートすることにより、２層構造の熱硬化型接着シートを作製した。

〔引張貯蔵弾性率〕
上記のようにして作製した第１の層形成シートを用いて、熱硬化前の状態である６０℃および１００℃における第１の層形成シートの引張貯蔵弾性率を測定した。すなわち、６０℃および１００℃における第１の層形成シートの引張貯蔵弾性率を、粘弾性測定装置（ティ・エー・インスツルメント社製、ＲＳＡII）を用いて測定した。

〔封止評価〕
得られた熱硬化型接着シートを、セラミック基板上にマトリックス状に配列搭載したＳＡＷフィルターチップ（チップ厚み２００μｍ、バンプ高さ３０μｍ）上に覆うように載置し、温度１００℃，圧力３００ｋＰａの条件にて１分間真空プレス（到達真空度６．６５×１０²Ｐａ）した。大気開放後、基板を１７５℃のオーブンに１時間投入することにより熱硬化型接着シートを加熱硬化させた。その後、ダイシング装置を用いてパッケージを個片化し、得られたチップの断面観察を行い、チップ下部の中空部分への樹脂の侵入の有無、ならびに、基板と熱硬化型接着シートにより形成された封止樹脂部分との密着性を観察した。そして、チップ下部の中空部分への樹脂の侵入が確認されたものを×、侵入が確認されなかったものを○として評価した。一方、密着性に関しては、密着が充分であったものを○、密着が不充分でダイシング後のチップ側面において、樹脂とセラミック基板上に隙間があったものを×として評価した。

上記測定・評価結果を下記の表１に併せて示す。

上記の結果、上記６０℃および１００℃の温度での特定の範囲となる引張貯蔵弾性率を満たす実施例品は、チップ下部への樹脂の侵入が無く、基板との密着性も充分で剥離等も生じず良好な結果が得られた。

これに対して、上記６０℃および１００℃の温度での特定の範囲となる引張貯蔵弾性率を外れた比較例品は、チップ下部への侵入が確認されたか、あるいは基板との密着性が不充分であった。

本発明の熱硬化型接着シートを用いて封止してなる半導体デバイスの一例を模式的に示す断面図である。

符号の説明

１チップ型デバイス
２配線回路基板
３チップ型デバイスの接続用電極部（バンプ）
４封止樹脂層
５中空部分

Claims

少なくとも２層からなり、基板上に搭載されたチップ型デバイスの封止用の熱硬化型接着シートであって、基板およびチップ型デバイスと直接接触する第１の層が、下記の特性（Ｘ）を備えた、熱可塑性樹脂を主成分とする高分子材料からなり、上記第１の層の上に直接形成されてなる第２の層が、下記の（Ａ）〜（Ｅ）成分を含有するエポキシ樹脂組成物からなることを特徴とする熱硬化型接着シート。
（Ｘ）熱硬化前の６０〜１００℃における引張貯蔵弾性率が１×１０⁵〜１×１０⁷Ｐａの範囲内である。
（Ａ）エポキシ樹脂。
（Ｂ）フェノール樹脂。
（Ｃ）熱可塑性エラストマー。
（Ｄ）無機質充填剤。
（Ｅ）硬化促進剤。
上記基板およびチップ型デバイスと直接接触する第１の層が、アクリル系樹脂、ポリエーテル系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリブタジエン、スチレン−ブタジエン系エラストマー、エチレン−酢酸ビニルコポリマー、ポリイソプレンおよびポリアクリロニトリルからなる群から選ばれた少なくとも一つの熱可塑性樹脂を主成分とする形成材料により形成されてなる請求項１記載の熱硬化型接着シート。
上記基板およびチップ型デバイスと直接接触する第１の層が、無機質充填剤をその層形成材料全体の１〜２０重量％含有する形成材料により形成されてなる請求項１または２記載の熱硬化型接着シート。
上記基板およびチップ型デバイスと直接接触する第１の層の厚みが、５〜５０μｍである請求項１〜３のいずれか一項に記載の熱硬化型接着シート。
上記第１の層と第２の層との２層からなる請求項１〜４のいずれか一項に記載の熱硬化型接着シート。