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2023-72930熱硬化性接着剤組成物、積層フィルム、接続体及びその製造方法
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023072930
(43)【公開日】2023-05-25
(54)【発明の名称】熱硬化性接着剤組成物、積層フィルム、接続体及びその製造方法
(51)【国際特許分類】
   H01L 21/52 20060101AFI20230518BHJP
   C09J 11/04 20060101ALI20230518BHJP
   C09J 201/00 20060101ALI20230518BHJP
   C09J 7/30 20180101ALI20230518BHJP
【FI】
H01L21/52 E
C09J11/04
C09J201/00
C09J7/30
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2021185662
(22)【出願日】2021-11-15
(71)【出願人】
【識別番号】000004455
【氏名又は名称】株式会社レゾナック
(74)【代理人】
【識別番号】100088155
【弁理士】
【氏名又は名称】長谷川 芳樹
(74)【代理人】
【識別番号】100128381
【弁理士】
【氏名又は名称】清水 義憲
(74)【代理人】
【識別番号】100169454
【弁理士】
【氏名又は名称】平野 裕之
(74)【代理人】
【識別番号】100169063
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴木 洋平
(72)【発明者】
【氏名】綱島 友佳
(72)【発明者】
【氏名】夏川 昌典
【テーマコード(参考)】
4J004
4J040
5F047
【Fターム(参考)】
4J004AA10
4J004AA13
4J004AA18
4J004AB01
4J004AB05
4J004BA03
4J004DA02
4J004DA03
4J004DB02
4J004EA05
4J004FA05
4J040DF041
4J040DF051
4J040DF061
4J040EC041
4J040EC061
4J040EC071
4J040EC121
4J040HD32
4J040JA09
4J040JB02
4J040JB09
4J040KA14
4J040KA16
4J040KA42
4J040LA06
4J040LA08
4J040MA02
4J040MA10
4J040MB03
4J040MB09
4J040NA19
4J040NA20
5F047AA17
5F047BA23
5F047BA33
5F047BA37
5F047BB03
5F047BB16
5F047FA25
(57)【要約】
【課題】半導体チップ、プリント回路基板及びフレキシブルプリント回路基板等の回路部材同士の接着性に優れる熱硬化性接着剤組成物を提供する。
【解決手段】本開示に係る熱硬化性接着剤組成物は回路部材同士の接着に用いられるものであり、当該熱硬化性接着剤組成物は130℃で1時間にわたって加熱された後において、35℃における貯蔵弾性率が700MPa以下である。熱硬化性接着剤組成物は、130℃で1時間にわたって加熱された後において、130℃における貯蔵弾性率が4MPa以上であってもよい。
【選択図】図1

【特許請求の範囲】
【請求項1】
回路部材同士の接着に用いられる熱硬化性接着剤組成物であって、
当該熱硬化性接着剤組成物は130℃で1時間にわたって加熱された後において、35℃における貯蔵弾性率が700MPa以下である、熱硬化性接着剤組成物。
【請求項2】
当該熱硬化性接着剤組成物は130℃で1時間にわたって加熱された後において、130℃における貯蔵弾性率が4MPa以上である、請求項1に記載の熱硬化性接着剤組成物。
【請求項3】
昇温速度10℃/分の示差走査熱量測定によって得られるDSC曲線からそれぞれ求められる、100℃~270℃の範囲における発熱量であって、第一の測定対象の発熱量C1に対する第二の測定対象の発熱量C2から下記式で算出される反応率が40%以上であり、
反応率(%)=(C1-C2)/C1×100
前記第一の測定対象が当該熱硬化性接着剤組成物であり、
前記第二の測定対象が当該熱硬化性接着剤組成物を130℃で1時間にわたって加熱した後の樹脂組成物である、請求項1又は2に記載の熱硬化性接着剤組成物。
【請求項4】
120℃における溶融粘度が3500~12000Pa・sである、請求項1~3のいずれか一項に記載の熱硬化性接着剤組成物。
【請求項5】
熱可塑性樹脂と、熱硬化性樹脂と、無機フィラーとを含み、
当該熱硬化性接着剤組成物の全質量を100質量部としたとき、前記熱可塑性樹脂の含有量が20~40質量部である、請求項1~4のいずれか一項に記載の熱硬化性接着剤組成物。
【請求項6】
当該熱硬化性接着剤組成物の全質量を100質量部としたとき、前記無機フィラーの含有量が30~50質量部である、請求項5に記載の熱硬化性接着剤組成物。
【請求項7】
前記熱可塑性樹脂は-50℃~20℃の範囲にガラス転移温度を有する、請求項5又は6に記載の熱硬化性接着剤組成物。
【請求項8】
基材フィルムと、
前記基材フィルムの表面上に設けられた接着剤層と、
を備え、
前記接着剤層が請求項1~7のいずれか一項に記載の熱硬化性接着剤組成物によって構成されている、積層フィルム。
【請求項9】
第一の回路部材と、第二の回路部材と、前記第一及び第二の回路部材の間に配置された接着剤層とを備える積層体を準備する工程と、
前記積層体を100~175℃で30~240分にわたって加熱する工程と、
前記第一の回路部材と前記第二の回路部材とをワイヤボンディングする工程と、
をこの順序で含み、
前記第一の回路部材がプリント回路基板及び半導体チップからなる群から選ばれる一種であり、
前記第二の回路部材がフレキシブルプリント回路基板であり、
前記接着剤層が請求項1~7のいずれか一項に記載の熱硬化性接着剤組成物によって構成されている、接続体の製造方法。
【請求項10】
第一の回路部材と、
第二の回路部材と、
前記第一及び第二の回路部材の間に配置された接着剤層と、
を備え、
前記第一の回路部材がプリント回路基板及び半導体チップからなる群から選ばれる一種であり、
前記第二の回路部材がフレキシブルプリント回路基板であり、
前記接着剤層が請求項1~7のいずれか一項に記載の熱硬化性接着剤組成物の硬化物によって構成されている、接続体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、熱硬化性接着剤組成物、積層フィルム、接続体及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、半導体装置は以下の工程を経て製造される。まず、ダイシング用粘着シートに半導体ウエハを貼り付けた状態でダイシング工程を実施することによって、半導体ウエハを半導体チップに個片化する。その後、ピックアップ工程、ダイボンディング工程、ワイヤボンディング工程及びモールディング工程等が実施される。特許文献1は、ダイシング工程において半導体ウエハを固定する機能と、ダイボンディング工程において半導体チップを基板と接着させる機能とを併せ持つ粘接着シート(ダイボンドダイシングシート)を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2007-288170号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、近年、スマートフォンに代表される小型デバイス向け半導体モジュールの進化に伴い、半導体モジュールの製造プロセスも従来のものから著しく変化している。例えば、ダイシング工程及びダイボンディング工程を実施しないプロセスの実用化が進められている。これに伴い、半導体モジュールの製造プロセスで使用される接着剤組成物も従来と異なる性能が求められている。かかる状況に加え、本発明者らは半導体チップが搭載される小型デバイスの高機能化及び薄型化に対応すべく、小さい接着面積でありながら、十分な接着性を達成できる接着剤組成物の開発を進めた。
【0005】
本開示の一側面は、半導体チップ、プリント回路基板及びフレキシブルプリント回路基板等の回路部材同士の接着性に優れる熱硬化性接着剤組成物を提供する。本開示の一側面は、この熱硬化性接着剤組成物で構成された接着剤層を備える接着フィルム、接続体及びその製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示の一側面に係る熱硬化性接着剤組成物は、回路部材同士の接着に用いられるものであり、当該熱硬化性接着剤組成物は130℃で1時間にわたって加熱された後(以下、場合により単に「加熱後」という。)において、35℃における貯蔵弾性率が700MPa以下である。
【0007】
加熱後の熱硬化性接着剤組成物の35℃における貯蔵弾性率が700MPa以下であることは、加熱後の熱硬化性接着剤組成物が35℃において比較的軟らかいことを意味する。加熱後の熱硬化性接着剤組成物で構成された接着剤層が比較的軟らかいことで、接着対象がフレキシブルプリント回路基板(以下、「FPC基板」という。)の先端部であっても優れた接着性を達成できる。これは、接着後にFPC基板の先端部に対して接着剤層から剥離する方向の力が加わっても、接着剤層がある程度変形することが可能であり、剥離のエネルギーが接着剤層の変形に消費されるためと推察される。
【0008】
上記熱硬化性接着剤組成物は、130℃で1時間にわたって加熱された後において、130℃における貯蔵弾性率が4MPa以上であってもよい。加熱後の熱硬化性接着剤組成物の130℃における貯蔵弾性率が4MPa以上であることは、加熱後の熱硬化性接着剤組成物が130℃において比較的硬いことを意味する。加熱後の熱硬化性接着剤組成物が130℃において比較的硬いことで、例えば、FPC基板の先端部と、接着対象の回路部材(半導体チップ又はプリント回路基板)と、これらの間に配置された接着剤層と含む構造体に対してワイヤボンディングを好適に実施することができる。
【発明の効果】
【0009】
本開示の一側面によれば、半導体チップ、プリント回路基板及びフレキシブルプリント回路基板等の回路部材同士の接着性に優れる熱硬化性接着剤組成物が提供される。本開示の一側面によれば、この熱硬化性接着剤組成物で構成された接着剤層を備える接着フィルム、接続体及びその製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【0010】
図1図1は本開示に係る積層フィルムの一実施形態を模式的に示す断面図である。
図2図2は半導体モジュールの製造過程の状態を模式的に示す断面図である。
図3図3は半導体モジュールの製造過程の状態を模式的に示す断面図である。
図4図4は本開示に係る打ち抜き加工品の一例を模式的に示す斜視図である。
図5図5図4に示すV-V線における断面図である。
図6図6は基材フィルムから接着剤片及びこれを覆うカバーフィルムがピックアップされる様子を模式的に示す断面図である。
図7図7は半導体モジュールの製造過程の状態を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、図面を参照しながら本開示の実施形態について詳細に説明する。ただし、本開示は以下の実施形態に限定されるものではない。以下の実施形態において、その構成要素(ステップ等も含む)は、特に明示した場合を除き、必須ではない。以下の説明では、同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。また、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。各図における構成要素の大きさは概念的なものであり、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。
【0012】
本明細書における数値及びその範囲も本開示を制限するものではない。本明細書において「~」を用いて示された数値範囲は、「~」の前後に記載される数値をそれぞれ最小値及び最大値として含む範囲を示す。本明細書中に段階的に記載されている数値範囲において、一つの数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。本明細書における「(メタ)アクリル」の記載は、「アクリル」及びそれに対応する「メタクリル」を意味する。
【0013】
<積層フィルム>
図1は本実施形態に係る積層フィルムを模式的に示す断面図である。この図に示す積層フィルム10は、基材フィルム1と、接着剤層3と、カバーフィルム5とをこの順序で備える。積層フィルム10は、例えば、幅が300mm~500mmであり、全長が10m~400mであり、例えば、ロール状に巻き取られて作製される。以下、積層フィルム10の構成について説明する。
【0014】
[基材フィルム]
基材フィルム1は、接着剤層3の製造プロセス及び半導体モジュールの製造プロセスにおいて加わる張力に十分に耐え得るものであれば、特に制限はない。基材フィルム1は、その上に配置される接着剤層3の視認性の観点から、透明であることが好ましい。基材フィルム1としては、ポリエチレンテレフタレートフィルム等のポリエステル系フィルム、ポリテトラフルオロエチレンフィルム、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリメチルペンテンフィルム、ポリビニルアセテートフィルム、ポリ-4-メチルペンテン-1、エチレン-酢酸ビニル共重合体、エチレン-アクリル酸エチル共重合体等の単独共重合体又は共重合体あるいはこれらの混合物等のポリオレフィン系フィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、ポリイミドフィルム等のプラスチックフィルムなどを用いることができる。基材フィルム1は単層構造であっても、多層構造であってもよい。
【0015】
基材フィルム1の厚さは、作業性を損なわない範囲で適宜選択すればよく、例えば、10~200μmであり、20~100μm又は25~80μmであってもよい。これらの厚さの範囲は、実用的に問題なく、経済的にも有効な範囲である。
【0016】
基材フィルム1に対する接着剤層3の密着力を高めるために、基材フィルム1の表面に、コロナ処理、クロム酸処理、オゾン暴露、火炎暴露、高圧電撃暴露、イオン化放射線処理等の化学的又は物理的表面処理を施してもよい。基材フィルム1として、フッ素樹脂からなる表面エネルギーの低いフィルムを用いることもできる。このようなフィルムとしては、例えば、東洋紡フィルムソリューション株式会社製のA-63(離型処理剤:変性シリコーン系)、及び、東洋紡フィルムソリューション株式会社製のA-31(離型処理剤:Pt系シリコーン系)等がある。
【0017】
基材フィルム1に対する接着剤層3の密着力が過度に高くなることを防止するために、基材フィルム1の表面に、シリコーン系剥離剤、フッ素系剥離剤、長鎖アルキルアクリレート系剥離剤等の離型剤から構成される離型層を形成してもよい。
【0018】
基材フィルム1と接着剤層3との間の密着力は、例えば、0.5N/m以上である。この密着力が0.5N/m以上であることで、積層フィルム10を製造する過程において基材フィルム1から接着剤層3が不用意に剥離することを防止しやすい。なお、基材フィルム1対する接着剤層3との密着力は、90°ピール強度を意味し、具体的には、基材フィルム1上に接着剤層3とが形成された幅20mmの試料を準備し、この接着剤層を90°の角度で且つ剥離速度50mm/分で基材フィルムから剥離したときに測定されるピール強度を意味する。
【0019】
[接着剤層]
接着剤層3は、回路部材同士の接着に用いられるものであり、特に、プリント回路基板とFPC基板の先端部との接着、あるいは、半導体チップとFPC基板の先端部との接着に好適に用いられるものである。図2に示すモジュール50A(接続体)は、半導体チップCと、プリント回路基板12(第一の回路部材)と、接着剤片3cと、FPC基板15(第二の回路部材)とを含む。接着剤片3cがプリント回路基板12とFPC基板15の先端部15aを接着している。接着剤片3cは接着剤片3p(図4参照)の硬化物によって構成されている。接着剤片3pは図1に示す接着剤層3を型抜きによって所定の形状に加工したものである。なお、接着剤層16は、プリント回路基板12と半導体チップCを接着している。接着剤層16は、接着剤片3cと同じ組成であってもよいし、異なる組成であってもよい。
【0020】
図3に示すモジュール50Bは、図2に示すモジュール50Aに対してワイヤボンディングを実施して得られるものである。ワイヤW1が半導体チップCとプリント回路基板12を電気的に接続し、ワイヤW2がプリント回路基板12とFPC基板15を電気的に接続している。半導体チップCは、例えば、センサーチップである。プリント回路基板12は半導体チップCからの信号を処理するためのものである。プリント回路基板12からの信号がFPC基板15の先端部15aに伝達される。
【0021】
接着剤片3p(接着剤層)は、以下の条件1を満たす熱硬化性接着剤組成物で構成されている。
・条件1
130℃で1時間にわたって加熱された後において、35℃における貯蔵弾性率が700MPa以下であること。
【0022】
条件1を満たす熱硬化性接着剤組成物を使用することで、FPC基板15の先端部15aを、接着対象の回路部材(本実施形態ではプリント回路基板12)に高い強度で接着することができる。条件1に係る貯蔵弾性率は、700MPa以下であり、30~700MPaであってもよいし、30~500MPa又は30~200MPaであってもよい。
【0023】
条件1を満たす熱硬化性接着剤組成物は、130℃1時間の加熱後、35℃において比較的軟らかいことを意味する。そのため、これに近い熱履歴を経た接着剤片3p(接着剤片3c)にFPC基板15の先端部15aが接着されている状態(図2参照)において、先端部15aに対して接着剤片3cから剥離する方向の力が加わっても、接着剤片3cがある程度変形することが可能である。剥離のエネルギーが接着剤片3pの変形に消費されることにより、接着剤片3cから先端部15aが剥離することを抑制できる。
【0024】
条件1を満たす熱硬化性接着剤組成物を得るには、例えば、以下の手法が考えられる。
・手法1:熱硬化性接着剤組成物に含まれる熱可塑性樹脂(例えば、アクリルゴム)の量を比較的多くする。
・手法2:ガラス転移温度(Tg)が比較的低い熱可塑性樹脂を使用する。
・手法3:柔軟骨格を有する熱硬化性樹脂を使用する。
本発明者らの検討によると、手法1,2が手法3よりも効果的である。手法1に関し、熱硬化性接着剤組成物が、熱可塑性樹脂と、熱硬化性樹脂と、フィラーとを含む場合、当該熱硬化性接着剤組成物の全質量を100質量部としたとき、熱可塑性樹脂の含有量は、例えば、20~40質量部である。手法2に関し、熱可塑性樹脂のTgは、例えば、-50℃~20℃である。
【0025】
接着剤片3pを構成する熱硬化性接着剤組成物は、以下の条件2を更に満たしてもよい。
・条件2
130℃で1時間にわたって加熱された後において、130℃における貯蔵弾性率が4MPa以上であること。
【0026】
条件2を満たす熱硬化性接着剤組成物を使用することで、ワイヤボンディング工程における接着剤片3cの揺れを低減することができ、ワイヤボンディングの接続が容易となる。条件2に係る貯蔵弾性率は、上記のとおり、4MPa以上であり、10MPa以上又は20MPa以上あってもよい。条件2に係る貯蔵弾性率の上限値は、例えば、10000MPaである。条件2に係る貯蔵弾性率が高いほど、ワイヤボンディングの接続を容易としやすくなる傾向にある。
【0027】
なお、上述の条件1のみを考慮し、条件1に係る貯蔵弾性率が700MPa以下となるように、例えば、熱硬化性接着剤組成物に含まれる熱可塑性樹脂の量を比較的多くした場合、条件2に係る貯蔵弾性率も低下する傾向にあり、条件2を満たさない傾向にある。条件1を満たしつつ、条件2も満たす熱硬化性接着剤組成物を得るには、条件1を満たす熱硬化性接着剤組成物において、例えば、架橋点が比較的多い熱硬化性樹脂を採用し、これにより、加熱後の架橋密度を増大させることが考えられる。
【0028】
熱硬化性接着剤組成物は、130℃で1時間の加熱処理によって硬化反応がある程度進行していることが好ましい。反応が進行している程度は、差走査熱量測定によって定量化することができる。すなわち、昇温速度10℃/分の示差走査熱量測定によって得られるDSC曲線からそれぞれ求められる発熱量C1と発熱量C2から下記式で算出される反応率は、例えば、40%以上であり、50%以上又は60%以上であってもよい。
反応率(%)=(C1-C2)/C1×100
発熱量C1は、当該熱硬化性接着剤組成物(第一の測定対象)の発熱量である。発熱量C2は、当該熱硬化性接着剤組成物を130℃で1時間にわたって加熱した後の樹脂組成物(第二の測定対象)の発熱量である。なお、示差走査熱量測定の温度範囲は、例えば、30℃~300℃である。測定によって得られたDSC曲線から発熱量C1,C2を求める温度範囲は100℃~270℃である。反応率が40%以上であることで、製造工程後の経時劣化を抑制することができ、信頼性に優れる。
【0029】
熱硬化性接着剤組成物の120℃における溶融粘度は、例えば、3500~12000Pa・sであり、3500~10000Pa・s又は3500~8000Pa・sであってもよい。120℃における溶融粘度が上記範囲であることで、FPC基板15の先端部15aが凹凸を有していても、先端部15aと接着対象の部材(プリント回路基板12)との間に隙間なく熱硬化性接着剤組成物を配置することができる。これにより、先端部15aとプリント回路基板12を高い強度で接着することができる。
【0030】
熱硬化性接着剤組成物は、条件1,2の他に、例えば、過度に伸びない性質を備える。具体的には、熱硬化性接着剤組成物は、熱可塑性樹脂と、熱硬化性樹脂と、硬化促進剤と、無機フィラーとを含み、必要に応じ、光反応性モノマー及び光重合開始剤等を含んでもよい。熱硬化性接着剤組成物の組成については後述する。
【0031】
積層フィルム10は、例えば、以下のようにして作製される。まず、接着剤層3の原料樹脂組成物を有機溶剤等の溶媒に溶解させてワニス化した塗工液を準備する。この塗工液を基材フィルム1上に塗工した後、溶媒を除去することで接着剤層3を形成する。塗工方法としては、ナイフコート法、ロールコート法、スプレーコート法、グラビアコート法、バーコート法及びカーテンコート法等が挙げられる。次いで、接着剤層3の表面にカバーフィルム5を常温~60℃の条件で貼り合わせる。これにより、積層フィルム10を得ることができる。なお、幅の広い基材フィルムに接着剤層3を形成した後、これを覆うようにカバーフィルム5を貼り合わせることによって積層フィルムを作製し、これを所定の幅に切断(スリット)することによって積層フィルム10を得てもよい。
【0032】
<打ち抜き加工品>
図4は積層フィルム10から製造された打ち抜き加工品を模式的に示す斜視図である。図5図4に示すV-V線における断面図である。これらの図に示す打ち抜き加工品20は、幅100mm以下の帯状の基材フィルム1と、基材フィルム1上に、その長手方向(図4に示す矢印Xの方向)に並ぶように配置されている複数の接着剤片3pと、接着剤片3pの上面3fを覆っており且つ接着剤片3pと同じ形状を有するカバーフィルム5pとを備える。
【0033】
接着剤片3pは、回路部材(半導体チップ又はプリント回路基板)とFPC基板の先端部との接着に好適に適用される。接着剤片3pの平面視における面積は、例えば、1~100mmであり、3~50mm又は5~40mmであってもよい。打ち抜き加工品20によれば、基材フィルム1上に並ぶように配置された複数の接着剤片3pを順次ピックアップし(図6参照)、その後、各接着剤片3pを回路部材の所定の領域に配置することができ、回路部材とFPC部材との接着を効率的に実施できる。
【0034】
打ち抜き加工品20は、例えば、以下の工程を経て得ることができる。
(A)積層フィルム10を準備する工程。
(B)積層フィルム10における接着剤層3及びカバーフィルム5を型抜きすることによって、基材フィルム1上に基材フィルム1の長手方向に並ぶように配置された複数の接着剤片3pを得る工程。
【0035】
<熱硬化性樹脂組成物>
接着剤層3及び接着剤片3pを構成する熱硬化性接着剤組成物について説明する。熱硬化性接着剤組成物は、例えば、熱可塑性樹脂と、熱硬化性樹脂と、硬化促進剤と、無機フィラーとを含む。
【0036】
(熱可塑性樹脂)
熱可塑性樹脂としては、熱可塑性を有する樹脂、又は少なくとも未硬化状態において熱可塑性を有し、加熱後に架橋構造を形成する樹脂を用いることができる。熱可塑性樹脂としては、収縮性、耐熱性及び剥離性に優れる観点から、反応性基を有する(メタ)アクリル共重合体(以下、「反応性基含有(メタ)アクリル共重合体」という場合もある)が好ましい。
【0037】
熱可塑性樹脂として、反応性基含有(メタ)アクリル共重合体を含む場合、熱硬化性接着剤組成物は熱硬化性樹脂を含まない態様でもよい。すなわち、反応性基含有(メタ)アクリル共重合体と、硬化促進剤と、フィラーとを含む態様でもよい。熱可塑性樹脂は、一種を単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。
【0038】
(メタ)アクリル共重合体としては、アクリルガラス、アクリルゴム等の(メタ)アクリル酸エステル共重合体等が挙げられ、アクリルゴムが好ましい。アクリルゴムは、アクリル酸エステルを主成分とし、(メタ)アクリル酸エステル及びアクリロニトリルから選択されるモノマーの共重合により形成されるものが好ましい。
【0039】
(メタ)アクリル酸エステルとしては、メチルアクリレート、エチルアクリレート、プロピルアクリレート、イソプロピルアクリレート、ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、ヘキシルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、2-エチルヘキシルアクリレート、ラウリルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、プロピルメタクリレート、イソプロピルメタアクリレート、ブチルメタクリレート、イソブチルメタクリレート、ヘキシルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、2-エチルヘキシルメタクリレート、ラウリルメタクリレート等が挙げられる。(メタ)アクリル酸エステル共重合体としては、共重合成分としてブチルアクリレート及びアクリロニトリルを含む共重合体、共重合成分としてエチルアクリレート及びアクリロニトリルを含む共重合体が好ましい。
【0040】
反応性基含有(メタ)アクリル共重合体は、反応性基を有する(メタ)アクリルモノマーを共重合成分として含む反応性基含有(メタ)アクリル共重合体であることが好ましい。このような反応性基含有(メタ)アクリル共重合体は、反応性基を有する(メタ)アクリルモノマーと、上記のモノマーとが含まれる単量体組成物を共重合することにより得ることができる。
【0041】
反応性基としては、耐熱性向上の観点から、エポキシ基、カルボキシル基、アクリロイル基、メタクリロイル基、水酸基、エピスルフィド基が好ましく、中でも架橋性の点から、エポキシ基及びカルボキシル基がより好ましい。
【0042】
本実施形態において、反応性基含有(メタ)アクリル共重合体は、エポキシ基を有する(メタ)アクリルモノマーを共重合成分として含むエポキシ基含有(メタ)アクリル共重合体であることが好ましい。この場合、エポキシ基を有する(メタ)アクリルモノマーとしては、グリシジルアクリレート、4-ヒドロキシブチルアクリレートグリシジルエーテル、3,4-エポキシシクロヘキシルメチルアクリレート、グリシジルメタクリレート、4-ヒドロキシブチルメタクリレートグリシジルエーテル、3,4-エポキシシクロヘキシルメチルメタクリレート等が挙げられる。反応性基を有する(メタ)アクリルモノマーは、耐熱性の観点から、グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレートが好ましい。
【0043】
熱可塑性樹脂のTgは、例えば、-50℃~20℃であり、-40℃~10℃又は-40℃~0℃であってもよい。熱可塑性樹脂のTgが-50℃以上であると、接着剤層3が過度に軟らかくなることを抑制しやすく、優れた取扱性及び接着性を達成できる。他方、熱可塑性樹脂のTgが0℃以下であると、接着剤層3の柔軟性を確保しやすく、優れた接着強度を達成できる。これに加え、被着体面に凹凸が存在しても、凹凸に接着剤層3が追随しやすく、優れた接着性を発現できる。
【0044】
熱可塑性樹脂のTgは、示差走査熱量測定(DSC)によって得られる中間点ガラス転移温度値である。熱可塑性樹脂のTgは、具体的には、昇温速度10℃/分、測定温度:-80~80℃の条件で熱量変化を測定し、JIS K7121:1987に準拠した方法によって算出した中間点ガラス転移温度である。なお、熱可塑性樹脂が市販品である場合、カタログ等に記載の値を採用してもよい。
【0045】
熱可塑性樹脂の重量平均分子量は、10万以上200万以下であることが好ましい。重量平均分子量が10万以上であると、耐熱性を確保しやすくなる。一方、重量平均分子量が200万以下であると、フローの低下及び貼付性の低下を抑制しやすい。熱可塑性樹脂の重量平均分子量は、40万以上200万以下又は50万以上200万以下であってもよい。なお、重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー法(GPC)で標準ポリスチレンによる検量線を用いたポリスチレン換算値である。
【0046】
反応性基を有する(メタ)アクリル共重合体がグリシジルアクリレート又はグリシジルメタクリレートを共重合成分として含む場合、接着フィルム全体の質量を100質量部としたときに、熱可塑性樹脂の含有量が20~40質量部であることが好ましい。含有量が上記範囲内であると、接着剤層3の柔軟性、接着性がより高水準に達成しやすい。上述のような反応性基を有する(メタ)アクリル共重合体としては、パール重合、溶液重合等の重合方法によって得られるものを用いてもよい。あるいは、SG-P3(商品名、ナガセケムテックス株式会社製)等の市販品を用いてもよい。
【0047】
(熱硬化性樹脂)
熱硬化性樹脂としては、熱により硬化する樹脂であれば特に制限なく用いることができる。熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、熱硬化型ポリイミド樹脂、ポリウレタン樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂等が挙げられる。これらは、一種を単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。
【0048】
エポキシ樹脂は、硬化して耐熱作用を有するものであれば特に限定されない。エポキシ樹脂は、ビスフェノールA型エポキシ等の二官能エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂等のノボラック型エポキシ樹脂などを用いることができる。エポキシ樹脂は、また、多官能エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、複素環含有エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂等、従来公知のものを用いることができる。
【0049】
ビスフェノールA型エポキシ樹脂としては、エピコート807、エピコート815、エピコート825、エピコート827、エピコート828、エピコート834、エピコート1001、エピコート1004、エピコート1007、エピコート1009(いずれも三菱ケミカル株式会社製)、DER-330、DER-301、DER-361(いずれもダウケミカル社製)、YD8125、YDF8170(いずれも東都化成株式会社製)等が挙げられる。
フェノールノボラック型エポキシ樹脂としては、エピコート152、エピコート154(いずれも三菱ケミカル株式会社製)、EPPN-201(日本化薬株式会社製)、DEN-438(ダウケミカル社製)等が挙げられる。
o-クレゾールノボラック型エポキシ樹脂としては、YDCN-700-10(日鉄ケミカル&マテリアル株式会社製)、EOCN-102S、EOCN-103S、EOCN-104S、EOCN-1012、EOCN-1025、EOCN-1027(いずれも日本化薬株式会社製)、YDCN701、YDCN702、YDCN703、YDCN704(いずれも東都化成株式会社製)、N―500P―10(DIC株式会社製)等が挙げられる。
多官能エポキシ樹脂としては、Epon 1031S、1032H60(いずれも三菱ケミカル株式会社製)、アラルダイト0163(BASFジャパン社製)、デナコールEX-611、EX-614、EX-614B、EX-622、EX-512、EX-521、EX-421、EX-411、EX-321(いずれもナガセケムテックス株式会社製)等が挙げられる。
アミン型エポキシ樹脂としては、エピコート604(三菱ケミカル株式会社製)、YH-434(東都化成株式会社製)、TETRAD-X、TETRAD-C(いずれも三菱ガス化学株式会社製)、ELM-120(住友化学株式会社製)等が挙げられる。
複素環含有エポキシ樹脂としては、アラルダイトPT810(BASFジャパン社製)、ERL4234、ERL4299、ERL4221、ERL4206(いずれもユニオンカーバイド社製)等が挙げられる。これらのエポキシ樹脂は、一種を単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。
【0050】
エポキシ樹脂として、官能基当量が小さく且つ多官能なエポキシ樹脂を適用するのが好ましい。エポキシ樹脂を適用することにより、接着フィルムの加熱処理後の130℃での貯蔵弾性率が向上し、ワイヤボンディング性に優れる。具体的にはHP-4710(DIC株式会社製)、Epon 1031S、1032H60(いずれも三菱ケミカル株式会社製)が挙げられる。
【0051】
熱硬化樹脂成分の一部であるエポキシ樹脂硬化剤としては、通常用いられている公知の樹脂を使用することができる。具体的には、アミン類、ポリアミド、酸無水物、ポリスルフィド、三フッ化ホウ素、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールSのようなフェノール性水酸基を1分子中に二個以上有するビスフェノール類、フェノールノボラック樹脂、ビスフェノールAノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂等のフェノール樹脂などが挙げられる。エポキシ樹脂硬化剤としては、特に、吸湿時の耐電食性に優れるという観点から、フェノールノボラック樹脂、ビスフェノールAノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂等のフェノール樹脂が好ましい。
なお、エポキシ硬化剤は、エポキシ樹脂と組み合わせて用いてもよいし、単独で用いてもよい。
【0052】
上記フェノール樹脂硬化剤の中でも、フェノライトLF2882、フェノライトLF2822、フェノライトTD-2090、フェノライトTD-2149、フェノライトVH-4150、フェノライトVH4170(いずれもDIC株式会社製、商品名)、H-1(明和化成株式会社製、商品名)、エピキュアMP402FPY、エピキュアYL6065、エピキュアYLH129B65、ミレックスXL、ミレックスXLC、ミレックスXLC-LL、ミレックスRN、ミレックスRS、ミレックスVR(いずれも三菱ケミカル株式会社製、商品名)を用いることが好ましい。
【0053】
熱硬化性接着剤組成物における熱硬化性樹脂の含有量は、熱硬化性接着剤組成物100質量部に対して、例えば、20~60質量部であり、20~50質量部であってもよい。熱硬化性樹脂の含有量が上記範囲内であると、接着剤層3の熱硬化に伴う収縮を抑制できるとともに、熱硬化後の優れた密着性を達成しやすい。
【0054】
(硬化促進剤)
硬化促進剤としては、イミダゾール類、ジシアンジアミド誘導体、ジカルボン酸ジヒドラジド、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、2-エチル-4-メチルイミダゾール-テトラフェニルボレート、1,8-ジアザビシクロ[5,4,0]ウンデセン-7-テトラフェニルボレート等が挙げられる。これらは、一種を単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。
【0055】
熱硬化性接着剤組成物がエポキシ基を有する(メタ)アクリル共重合体を含有する場合、かかる(メタ)アクリル共重合体に含まれるエポキシ基の硬化を促進する硬化促進剤を含有することが好ましい。エポキシ基の硬化を促進する硬化促進剤としては、フェノール系硬化剤、酸無水物系硬化剤、アミン系硬化剤、イミダゾール系硬化剤、イミダゾリン系硬化剤、トリアジン系硬化剤及びホスフィン系硬化剤が挙げられる。これらの中でも、速硬化性、耐熱性及び剥離性の観点から、工程時間の短縮及び作業性の向上が期待できるイミダゾール系硬化剤であることが好ましい。これらの化合物は、一種を単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。
【0056】
熱硬化性接着剤組成物における硬化促進剤の含有量は、熱硬化性接着剤組成物100質量部に対して、例えば、0.01~1.0質量部であり、0.02~0.8質量部又は0.03~0.5質量部であってもよい。硬化促進剤の含有量が上記範囲内であると、接着剤層3の硬化性を向上させながら保存安定性の低下を十分抑制できる傾向にある。
【0057】
(無機フィラー)
熱硬化性接着剤組成物は、無機フィラーを含有してもよい。無機フィラーとしては、銀粉、金粉、銅粉等の金属フィラー、シリカ、アルミナ、窒化ホウ素、チタニア、ガラス、酸化鉄、セラミック等の非金属無機フィラーなどが挙げられる。無機フィラーは所望する機能に応じて選択することができる。
【0058】
上記無機フィラーは表面に有機基を有してもよい。無機フィラーの表面が有機基によって修飾されていることにより、接着剤層3を形成するためのワニスを調製するときの有機溶剤への分散性を向上できる。これに加え、接着剤層3の熱硬化に伴う収縮を抑制できるとともに、接着剤層3の高い弾性率及び優れた剥離性を両立しやすい。表面に有機基を有する無機フィラーは、例えば、下記式(B-1)で表されるシランカップリング剤と無機フィラーとを混合し、30℃以上の温度で攪拌することにより得ることができる。無機フィラーの表面が有機基によって修飾されたことは、UV測定、IR測定、XPS測定等で確認することが可能である。
【0059】
【化1】

式(B-1)中、Xは、フェニル基、グリシドキシ基、アクリロイル基、メタクリロイル基、メルカプト基、アミノ基、ビニル基、イソシアネート基及びメタクリロキシ基からなる群より選択される有機基を示し、sは0又は1~10の整数を示し、R11、R12及びR13は各々独立に、炭素数1~10のアルキル基を示す。
炭素数1~10のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、イソプロピル基、イソブチル基等が挙げられる。
炭素数1~10のアルキル基は、入手が容易であるという観点から、メチル基、エチル基及びペンチル基が好ましい。Xは、耐熱性の観点から、アミノ基、グリシドキシ基、メルカプト基及びイソシアネート基が好ましく、グリシドキシ基及びメルカプト基がより好ましい。式(B-1)中のsは、高熱時のフィルム流動性を抑制し、耐熱性を向上させる観点から、0~5が好ましく、0~4がより好ましい。
【0060】
シランカップリング剤としては、トリメトキシフェニルシラン、ジメチルジメトキシフェニルシラン、トリエトキシフェニルシラン、ジメトキシメチルフェニルシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス(2-メトキシエトキシ)シラン、N-(2-アミノエチル)-3-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N-(2-アミノエチル)-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルトリエトキシシラン、3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、2-(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、3-イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3-ウレイドプロピルトリエトキシシラン、N-(1,3―ジメチルブチリデン)-3-(トリエトキシシリル)-1-プロパンアミン、N,N’―ビス(3-(トリメトキシシリル)プロピル)エチレンジアミン、ポリオキシエチレンプロピルトリアルコキシシラン、ポリエトキシジメチルシロキサン等が挙げられる。
これらの中でも、3-アミノプロピルトリエトキシシラン、3-グリシドキシ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-メルカプトプロピルトリメトキシシランが好ましく、トリメトキシフェニルシラン、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3-メルカプトプロピルトリメトキシシランがより好ましい。シランカップリング剤は、一種を単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。
【0061】
上記カップリング剤の含有量は、耐熱性と保存安定性とのバランスを図る観点から、熱硬化性接着剤組成物100質量部に対して、例えば、0~10質量部であり、0.1~5質量部であってもよく、保存安定性の観点から、上限値は3質量部であってもよい。
【0062】
無機フィラーの含有量は、熱硬化性接着剤組成物100質量部に対して、例えば、30~50質量部であり、35~45質量部であってもよい。熱硬化性接着剤組成物における無機フィラーの含有量は、熱可塑性樹脂100質量部に対し、例えば、450質量部以下であり、400質量部以下又は350質量部以下であってもよい。無機フィラーの含有量の下限は特に制限はないが、熱可塑性樹脂100質量部に対し、例えば、10質量部以上であり、50質量部以上であってもよい。無機フィラーの含有量を上記範囲とすることにより、熱硬化に伴う収縮を抑制できるとともに、接着剤層3の高い溶融粘度及び優れた剥離性を両立しやすい。
【0063】
(有機フィラー)
熱硬化性接着剤組成物は、有機フィラーを含有してもよい。有機フィラーとしては、カーボン、ゴム系フィラー、シリコーン系微粒子、ポリアミド微粒子、ポリイミド微粒子等が挙げられる。有機フィラーの含有量は、熱可塑性樹脂100質量部に対し、例えば、450質量部以下であり、400質量部以下又は350質量部以下であってもよい。有機フィラーの含有量の下限は特に制限はないが、熱可塑性樹脂100質量部に対し、例えば、10質量部以上である。
【0064】
(有機溶剤)
熱硬化性接着剤組成物は、必要に応じて、有機溶剤を用いて希釈してもよい。有機溶剤は特に限定されないが、製膜時の揮発性等を沸点から考慮して決めることができる。具体的には、メタノール、エタノール、2-メトキシエタノール、2-エトキシエタノール、2-ブトキシエタノール、メチルエチルケトン、アセトン、メチルイソブチルケトン、トルエン、キシレン等の比較的低沸点の溶剤が、製膜時にフィルムの硬化が進みにくいという観点から好ましい。また、製膜性を向上させる等の目的では、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド、N-メチルピロリドン、シクロヘキサノン等の比較的高沸点の溶剤を使用することが好ましい。これらの溶剤は、一種を単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。
【0065】
接着剤層3の厚さは、作業性を損なわない範囲で適宜選択すればよく、例えば、1~200μmであり、5~150μm又は10~150μmであってもよい。接着剤層3の厚さが1μm以上であることで十分な接着性を確保しやすく、他方、200μm以下であることで接着剤層3を構成する熱硬化性接着剤組成物が基材フィルム1又はカバーフィルム5からはみ出ることを抑制しやすい。
【0066】
[カバーフィルム]
カバーフィルム5は接着剤層3から容易に剥離し得るものであればよい。カバーフィルム5としては、ポリエチレンテレフタレートフィルム等のポリエステル系フィルム、ポリテトラフルオロエチレンフィルム、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリメチルペンテンフィルム、ポリビニルアセテートフィルム、ポリ-4-メチルペンテン-1、エチレン-酢酸ビニル共重合体、エチレン-アクリル酸エチル共重合体等の単独共重合体又は共重合体あるいはこれらの混合物等のポリオレフィン系フィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、ポリイミドフィルムなどのプラスチックフィルムなどを用いることができる。カバーフィルム5は単層構造であっても、多層構造であってもよい。多層構造である場合には、粘着フィルムであってもよく、具体的にはダイシング用粘着フィルム(マクセル株式会社製)が好ましい。粘着フィルムは、粘着層と、基材層とを有していてもよい。この場合、粘着層が接着剤層3と接するように構成されていてもよい。粘着層としては、光硬化型の粘着層又は感圧接着層を用いることができ、基材層としては前記プラスチックフィルムなどを用いることができる。
【0067】
接着剤層3とカバーフィルム5との間の密着力は、例えば、70N/m以下であり、50N/m以下であってもよく、20N/m以下であってもよい。特に、接着剤層3が熱硬化性を有する樹脂組成物からなる場合、90℃で1秒の熱処理後において、接着剤層3に対するカバーフィルム5の密着力が上記範囲であることが好ましい。この密着力が70N/m以下であることで、カバーフィルム5で覆われた状態の接着剤層3を90℃で0.5秒の条件で被着体(例えば、基板)に仮圧着させた後、半硬化した接着剤層3からカバーフィルム5を粘着テープ等で容易に剥離することができる。なお、接着剤層3に対するカバーフィルム5の密着力は、90°ピール強度を意味し、具体的には、接着剤層3と同じ組成からなる幅20mmの接着剤層上に同じ幅のカバーフィルムが配置された試料を準備し、このカバーフィルムを90°の角度で且つ剥離速度50mm/分で接着剤層から剥離したときに測定されるピール強度を意味する。密着力は、カバーフィルム5が光硬化型の粘着層を有する粘着フィルムの場合、光照射後の値であってもよい。
【0068】
カバーフィルム5の厚さは、作業性を損なわない範囲で適宜選択すればよく、例えば、10~200μmであり、10~180μm又は15~140μmであってもよい。これらの厚さの範囲は、実用的に問題なく、経済的にも有効な範囲である。
【0069】
<半導体モジュールの製造方法>
打ち抜き加工品20を使用し、図3に示すモジュール50B(接続体)を作製する方法について説明する。図6は基材フィルム1から接着剤片3p及びこれを覆うカバーフィルム5pがピックアップされる様子を模式的に示す断面図である。打ち抜き加工品20に一定の張力を付与した状態で、くさび状部材60に打ち抜き加工品20の基材フィルム1側の面を当接させながら、図6に示す矢印の方向に打ち抜き加工品20を移動させる。これにより、同図に示すように、接着剤片3p及びカバーフィルム5pの前方が基材フィルム1から浮いた状態となる。この状態のときに、例えば、吸引力を有するピックアップ装置65で接着剤片3p及びカバーフィルム5pをピックアップする。
【0070】
次いで、カバーフィルム5pで覆われた状態の接着剤片3pをプリント回路基板12の表面12aに配置する(図7参照)。この状態のまま、プリント回路基板12に対する接着剤片3pの仮圧着を行う。仮圧着は、例えば、温度60~100℃、押圧力0.1~2MPaの条件で0.1~10秒にわたって行えばよい。仮圧着によって、接着剤片3pが半硬化することで表面12aに対する接着力が向上する。その後、粘着テープ等を使用してカバーフィルム5pを接着剤片3pから剥離する。これにより、接着剤片3pの表面F1が露出した状態となる。
【0071】
プリント回路基板12に対するFPC基板15の先端部15aの接着は、接着剤片3pに対して先端部15aを圧着するステップと、その後、接着剤片3pを加熱により硬化させるステップとを含む。すなわち、まず、接着剤片3pの上面3fにFPC基板15の先端部15aを配置した後、接着剤片3pに対して先端部15aを圧着する。これにより、プリント回路基板12と、FPC基板15と、接着剤片3pとを含む積層体が得られる。圧着は、例えば、温度90~150℃、押圧力0.1~3MPaの条件で0.1~10秒にわたって行えばよい。次に、接着剤片3pの硬化処理を実施する。硬化処理は、例えば、温度100~175℃で30~240分にわたって行えばよい。これにより、図2に示すモジュール50Aが得られる。接着剤片3pが上記条件1を満たすことで、硬化処理後、接着剤片3cから先端部15aが剥離する方向の力が先端部15aに対して加わっても、接着剤片3cがある程度変形することにより、接着剤片3cから先端部15aが剥離することを抑制できる。なお、モジュール50Aを構成する部材の耐熱性を考慮し、圧着及び硬化処理の温度条件を120~140℃程度とし、処理時間を30~90分程度としてもよい。かかる観点から、上記条件1,2における加熱条件が130℃で1時間と設定されている。モジュール50Aが加熱される温度を比較的低くすることで、材料の選択肢が広がるという利点がある。
【0072】
モジュール50Aに対してワイヤボンディングを実施することにより、図3に示すモジュール50Bが得られる。接着剤片3pが上記条件2を満たすことで、ワイヤボンディング工程における接着剤片3cの揺れを低減することができ、ワイヤボンディングの接続が容易となる。その後、モジュール50BのワイヤW1,W2を樹脂材料で保護する加工、接着剤片3cの硬化反応が進行する加熱処理などを経て半導体モジュールが完成する。
【0073】
以上、本開示の実施形態について詳細に説明したが、本開示は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態においては、型抜きによって接着剤組成物からなる接着剤片3pを予め準備する場合を例示したが、接着剤組成物を含む塗液を準備し、これをプリント回路基板12の表面上に塗工することにより、接着剤層を形成してもよい。
【実施例0074】
以下、本開示について実施例に基づいて説明する。本開示は以下の実施例に限定されるものではない。
【0075】
実施例及び比較例の接着剤ワニスを調製するため、以下の材料を準備した。
<エポキシ樹脂(熱硬化性樹脂)>
・YDF-8170C(商品名、日鉄ケミカル&マテリアル株式会社製、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、エポキシ当量:160)
・EXA-830CRP商品名)、DIC株式会社製、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、エポキシ当量:160)
・N-500P-10(商品名、DIC株式会社製、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、エポキシ当量204)
・エピクロンHP-4710(商品名、DIC株式会社製、ナフタレン型4官能エポキシ樹脂、エポキシ当量:170)
<フェノール樹脂(熱硬化性樹脂)>
・PSM-4326(商品名、群栄化学工業株式会社製、フェノール樹脂、官能基当量105)
・MEH-7800M(商品名、明和化学株式会社製、フェノールノボラック型フェノール樹脂、水酸基当量:167~180g/eq)
<熱可塑性樹脂>
・SG-P3(商品名、ナガセケムテックス株式会社製、グリシジル基含有アクリルゴム、分子量:80万、Tg:12℃)
・SG-708-6(商品名、ナガセケムテックス株式会社製、カルボキシル基含有アクリルゴム、分子量:70万、Tg:4℃)
・SG280 TEA(商品名、ナガセケムテックス株式会社製、カルボキシル基含有アクリルゴム、分子量:90万、Tg:-29℃)
・WS023(商品名、ナガセケムテックス株式会社製、ヒドロキシル基含有アクリルゴム、分子量:50万、Tg:-10℃)
<フィラー>
・SC-2050-HLG(商品名、株式会社アドマテックス製、表面処理フィラー)
・R972(商品名、日本アエロジル株式会社製、シリカ粒子)
<カップリング剤>
・A-189(商品名、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製、γ-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、シランカップリング剤)
・Z-6119(商品名、ダウ・東レ株式会社製、3-ウレイドプロピルトリエトキシシラン、シランカップリング剤)
<硬化促進剤>
・キュアゾール2PZ-CN(商品名、四国化成工業株式会社製、1-シアノエチル-2-フェニルイミダゾール)
(商品名、四国化成工業株式会社製、イミダゾール化合物)
・キュアゾール2PZ(商品名、四国化成工業株式会社製、2-フェニルイミダゾール)
<溶剤>
・シクロヘキサノン
【0076】
(実施例1)
表1の実施例1に示す材料と溶剤とを混合するとともに真空脱気することによって接着剤ワニスを得た。この接着剤ワニスを、厚さ38μmの表面離型処理PETフィルム(基材フィルム)上に塗工した。乾燥工程を経て、上記PETフィルムの一方の面に、厚さ25μmのフィルム状接着剤(接着剤層)を形成した。フィルム状接着剤の表面にダイシング用粘着フィルム(マクセル株式会社製)を貼り付けることによって積層フィルムを得た。
【0077】
(実施例2~13及び比較例1)
表1~3の実施例2~13及び比較例1に示す組成の接着剤ワニスを使用したことの他は、実施例1と同様にして積層フィルムをそれぞれ作製した。
【0078】
実施例及び比較例に係るフィルム状接着剤について以下の項目の評価を行った。
(貯蔵弾性率の測定)
(1)130℃1時間加熱後の貯蔵弾性率
130℃で1時間にわたってフィルム状接着剤を加熱した後、フィルム状接着剤の貯蔵弾性率を次の方法で測定した。すなわち、厚さ25μmのフィルム状接着剤を複数積層することによって厚さ約300μmとし、これを幅4mm×33mmのサイズにし、130℃1時間硬化処理することによって測定用の試料を得た。試料を動的粘弾性装置(製品名:Rheogel E-4000、株式会社ユービーエム製)にチャック間距離20mmでセットし、引張荷重をかけて、周波数10Hz、昇温速度3℃/分で測定し、35℃及び130℃における貯蔵弾性率を測定した。表1~3に結果を示す。
(2)130℃1時間加熱前の貯蔵弾性率
130℃で1時間にわたって加熱する前のフィルム状接着剤の貯蔵弾性率も上記と同様にして測定した。130℃における貯蔵弾性率を表1~3に示す。
【0079】
(溶融粘度の測定)
フィルム状接着剤(130℃1時間加熱前)の120℃における溶融粘度は次の方法で測定した。すなわち、厚さ25μmのフィルム状接着剤を複数積層することによって厚さ約300μmとし、これを10mm×10mmのサイズに打ち抜くことによって測定用の試料を得た。動的粘弾性装置ARES(TA instruments社製)に直径8mmの円形アルミプレート治具を設置し、更にここに上記試料をセットした。その後、35℃で5%の歪みを与えながら5℃/分の昇温速度で150℃まで昇温させながら測定した。周波数は1Hzで一定とし、初期荷重は200gに保持し、軸力は100gに保持した。120℃における溶融粘度の値を表1~3に記載した。
【0080】
(発熱量の測定)
フィルム状接着剤の反応率を次の方法で測定した。すなわち、アルミパン(株式会社エポリードサービス製)にフィルム状接着剤を10mg秤量し、アルミ蓋を被せ、クリンパを用いて評価サンプルをサンプルパン内に密閉した。示差走査熱量計(Thermo plus DSC8235E、株式会社リガク製)を使用し、窒素雰囲気下、昇温速度10℃/分、測定温度範囲30~300℃でDSCを測定した。発熱量の解析手段としては、部分面積の解析方法を用いた。DSC曲線の100℃~270℃の温度範囲で解析指示することにより、解析温度範囲のベースライン指定、及び、ピーク面積の積分を行うことで総発熱量(単位:J/g)を算出した。これを初期発熱量C1とした。
【0081】
実施例及び比較例で得られたフィルム状接着剤(初期サンプル、第一の測定対象)を130℃に設定したオーブンに入れ、1時間加熱処理した。加熱処理後のサンプル(第二の測定対象)を用い、加熱処理前と同じ手順で100℃~270℃の発熱量(単位:J/g)を算出した。これを加熱処理後発熱量C2とした。
【0082】
得られた2つの発熱量C1,C2の値を用いて反応率を下記の式で算出した。表1~3に結果を示す。
反応率(%)=(C1-C2)/C1×100
【0083】
(ピール強度の測定)
フィルム状接着剤のピール強度を次の方法で測定した。まず、積層フィルムを3.2mm×3.2mmのサイズに打ち抜いた。積層フィルムから基材フィルムを剥がした後、フィルム状接着剤を有機基板に貼り付け、90℃のステージ上にて1.0Nの圧力で0.5秒間仮圧着した。次に、フィルム状接着剤からカバーフィルムを剥離し、サイズ5mm×100mmのポリイミドフィルム(ユーピレックス50S(商品名)、宇部興産株式会社製)をフィルム状接着剤に貼り付け、150℃のステージ上にて15Nの力で1秒間にわたって本圧着した。その後、130℃1時間の加熱によってフィルム状接着剤を硬化させ、測定試料を得た。90度剥離試験機(テスター産業株式会社製)にて試験速度50mm/分でピール強度を測定した。表1~3に結果を示す。
【0084】
【表1】
【0085】
【表2】
【0086】
【表3】
【符号の説明】
【0087】
1…基材フィルム、3…接着剤層、3c,3p…接着剤片、5,5p…カバーフィルム、10…積層フィルム、12…プリント回路基板、15…フレキシブルプリント回路基板、15a…先端部、20…打抜き加工品、50A,50B…モジュール(接続体)、C…半導体チップ、W1,W2…ワイヤ。
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7