JP2021061284A - ダイボンディングフィルム、フィルム状接着剤、並びに半導体装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】優れた放熱性を有するフィルム状接着剤を提供すること。【解決手段】フィルム状接着剤１０は、金属フィラーと、はんだと、ポリオールと、熱硬化性樹脂成分と、エラストマーとを含有する。フィルム状接着剤１０は、半導体チップと支持基板との接着、又は半導体チップ同士の接着に使用されるダイボンディングフィルムであってよい。【選択図】図１

Description

本開示は、ダイボンディングフィルム、フィルム状接着剤、並びに半導体装置及びその製造方法に関する。

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ェハを貼り付け、その状態で半導体ウェハを半導体チップに個片化する（ダイシング工程）。その後、ピックアップ工程、圧着工程、及びダイボンディング工程等が実施される。特許文献１には、ダイシング工程において半導体ウェ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支持基板と接着させる機能とを併せ持つ粘接着シート（ダイシング・ダイボンディング一体型フィルム）が開示されている。ダイシング工程において、半導体ウェハ及び接着剤層を個片化することによって、接着剤片付き半導体チップが得られる。

特開２００８−２１８５７１号公報

ところで、近年、電力の制御等を行うパワー半導体装置と称されるデバイスが普及している。パワー半導体装置は、供給される電流に起因して熱が発生し易く、例えば、ダイシング・ダイボンディング一体型シートを構成するフィルム状接着剤には優れた放熱性が求められている。

そこで、本開示は、優れた放熱性を有するフィルム状接着剤を提供することを主な目的とする。

本開示の一側面は、金属フィラーと、はんだと、ポリオールと、熱硬化性樹脂成分と、エラストマーとを含有する、フィルム状接着剤を提供する。フィルム状接着剤は、半導体チップ（ダイ）と支持基板との接着（ボンディング）、又は半導体チップ（ダイ）同士の接着（ボンディング）に使用されるダイボンディングフィルムであり得る。

フィルム状接着剤は、カルボキシ基を有する化合物に由来する構成単位を含むポリマーをさらに含有していてもよい。

はんだの溶融温度は、１８０℃以下であってよい。

本開示の他の一側面は、上記のダイボンディングフィルムを用いて、半導体チップと支持基板とを接着する工程を備える、半導体装置の製造方法を提供する。

本開示の他の一側面は、半導体チップと、半導体チップを搭載する支持基板と、半導体チップ及び支持基板の間に設けられ、半導体チップと支持基板とを接着する接着部材とを備え、接着部材が、上記のダイボンディングフィルムの硬化物である、半導体装置を提供する。

本開示によれば、優れた放熱性を有するフィルム状接着剤（特に、ダイボンディングフィルム）が提供される。また、本開示によれば、このようなダイボンディングフィルムを用いた半導体装置及びその製造方法が提供される。

図１は、フィルム状接着剤の一実施形態を示す模式断面図である。 図２は、ダイシング・ダイボンディング一体型フィルムの一実施形態を示す模式断面図である。 図３は、半導体装置の製造方法の一実施形態を示す模式断面図である。図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、及び（ｆ）は、各工程を模式的に示す断面図である。 図４は、半導体装置の一実施形態を示す模式断面図である。

以下、図面を適宜参照しながら、本開示の実施形態について説明する。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。各図における構成要素の大きさは概念的なものであり、構成要素間の大きさの相対的な関係は各図に示されたものに限定されない。

本明細書における数値及びその範囲についても同様であり、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。また、本明細書中に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。

本明細書において、（メタ）アクリレートは、アクリレート又はそれに対応するメタクリレートを意味する。（メタ）アクリル酸等の他の類似表現についても同様である。

［フィルム状接着剤］
図１は、フィルム状接着剤の一実施形態を示す模式断面図である。フィルム状接着剤１０は、図１に示すとおり、支持フィルム２０上に設けられていてもよい。フィルム状接着剤１０は、熱硬化性であり、半硬化（Ｂステージ）状態を経て、硬化処理後に完全硬化物（Ｃステージ）状態となり得る。フィルム状接着剤は、半導体チップと支持基板との接着、又は半導体チップ同士の接着に使用されるダイボンディングフィルムであってよい。

フィルム状接着剤１０は、金属フィラー（以下、（ａ）成分という場合がある。）と、はんだ（以下、（ｂ）成分という場合がある。）と、ポリオール（以下、（ｃ）成分という場合がある。）と、熱硬化性樹脂成分（以下、（ｄ）成分という場合がある。）と、エラストマー（以下、（ｅ）成分という場合がある。）とを含有し、必要に応じて、カルボキシ基を有する化合物に由来する構成単位を含むポリマー（以下、（ｆ）成分という場合がある。）、硬化促進剤（以下、（ｇ）成分という場合がある。）をさらに含有していてもよい。

（ａ）成分：金属フィラー
（ａ）成分は、フィルム状接着剤における放熱性を高めるために用いられる成分である。（ａ）成分としては、例えば、ニッケル粒子、銅粒子、銀粒子、アルミニウム粒子；金属粒子、樹脂粒子等のコア粒子の表面を金属材料で被覆した粒子などが挙げられる。これらは、１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの中でも、（ａ）成分は、放熱性により優れることから、銅粒子であってよい。（ａ）成分の形状は、特に制限されず、例えば、フレーク状、球状等であってよい。

（ａ）成分の平均粒径は、０．０１〜１０μｍであってよい。（ａ）成分の平均粒径が０．０１μｍ以上であると、接着剤ワニスを作製したときの粘度上昇を防ぎ、所望の量の（ａ）成分をフィルム状接着剤に含有させることができるとともに、フィルム状接着剤の被着体への濡れ性を確保してより良好な接着性を発揮させることができる傾向にある。（ａ）成分の平均粒径が１０μｍ以下であると、フィルム成形性により優れ、（ａ）成分の添加による導電性をより向上させることができる傾向にある。また、このような範囲にすることによって、フィルム状接着剤の厚みをより薄くすることができ、さらに半導体チップを高積層化することができるとともに、フィルム状接着剤から（ａ）成分が突き出すことによるチップクラックの発生を防止することができる傾向にある。（ａ）成分の平均粒径は、０．１μｍ以上、１．０μｍ以上、２．０μｍ以上、又は３．０μｍ以上であってもよく、９．０μｍ以下、８．０μｍ以下、又は７．０μｍ以下であってもよい。なお、（ａ）成分の平均粒径は、（ａ）成分全体の体積に対する比率（体積分率）が５０％のときの粒径（Ｄ_５０）を意味する。（ａ）成分の平均粒径（Ｄ_５０）は、レーザー散乱型粒径測定装置（例えば、マイクロトラック）を用いて、水中に（ａ）成分を懸濁させた懸濁液をレーザー散乱法によって測定することによって求めることができる。

（ａ）成分の含有量は、フィルム状接着剤の全量（溶媒を除く成分の合計量、以下、同様）を基準として、４０質量％以上であってよい。（ａ）成分の含有量が、フィルム状接着剤の全量を基準として、４０質量％以上であると、フィルム状接着剤の熱伝導率を向上させることができ、結果として、放熱性を向上させることができる。（ａ）成分の含有量は、フィルム状接着剤の全量を基準として、４５質量％以上、５０質量％以上、５５質量％以上、又は６０質量％以上であってもよい。（ａ）成分の含有量の上限は、特に制限されないが、フィルム状接着剤の全量を基準として、８０質量％以下、７５質量％以下、又は７０質量％以下であってよい。

（ｂ）成分：はんだ
（ｂ）成分は、（ａ）成分と焼結し得る成分であり、（ａ）成分とともにフィルム状接着剤における放熱性を高めるために用いられる成分である。（ｂ）成分は、例えば、スズ合金であってよい。スズ合金としては、例えば、インジウム−スズ（Ｉｎ−Ｓｎ）、インジウム−スズ−銀（Ｉｎ−Ｓｎ−Ａｇ）、スズ−ビスマス（Ｓｎ−Ｂｉ）、スズ−ビスマス−銀（Ｓｎ−Ｂｉ−Ａｇ）、スズ−銀−銅（Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ）、スズ−銅（Ｓｎ−Ｃｕ）等が挙げられる。これらは、１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの中でも、（ｂ）成分は、ビスマスを含むスズ合金であってよい。

（ｂ）成分の溶融温度は、低温（例えば、１８０℃以下）での焼結が可能であることから、１８０℃以下であってよく、１７０℃以下、１６０℃以下、又は１５０℃以下であってもよい。（ｂ）成分の溶融温度の下限は、特に制限されないが、例えば、１２０℃以上とすることができる。

（ｂ）成分の含有量は、フィルム状接着剤の全量を基準として、１０質量％以上であってよい。（ｂ）成分の含有量が、フィルム状接着剤の全量を基準として、１０質量％以上であると、フィルム状接着剤の放熱性を向上させることができる。（ａ）成分の含有量は、フィルム状接着剤の全量を基準として、１５質量％以上、２０質量％以上、又は２５質量％以上であってもよい。（ｂ）成分の含有量の上限は、特に制限されないが、フィルム状接着剤の全量を基準として、５０質量％以下、４０質量％以下、又は３０質量％以下であってよい。

（ｃ）成分：ポリオール
（ｃ）成分は、主に（ａ）成分及び（ｂ）成分の金属表面の酸化被膜を還元し得る成分である。（ｃ）成分は、分子内に２以上のヒドロキシ基を有する化合物であれば、特に制限なく用いることができる。（ｃ）成分としては、例えば、グリセリン、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、１，２，６−ヘキサントリオール、１，２，４−ブタントリオール、ソルビトール、ペンタエリスリトール等が挙げられる。これらは、１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いてもよい。（ｃ）成分は、フィルム状接着剤中に存在させる観点から、後述で使用される溶媒の沸点よりも高いものであることが好ましい。（ｃ）成分は、比較的に高い沸点を有することから、グリセリンであってよい。

（ｃ）成分の含有量は、（ａ）成分及び（ｂ）成分の全量を基準として、０．１質量％以上であってよい。（ｃ）成分の含有量が、（ａ）成分及び（ｂ）成分の全量を基準として、０．１質量％以上であると、（ａ）成分及び（ｂ）成分の金属表面の酸化被膜をより還元できる傾向にある。（ｃ）成分の含有量は、（ａ）成分及び（ｂ）成分の全量を基準として、０．３質量％以上、０．５質量％以上、又は０．８質量％以上であってもよく、１０質量％以下、５質量％以下、又は３質量％以下であってもよい。

（ｄ）成分：熱硬化性樹脂成分
（ｄ）成分は、加熱等によって、分子間で三次元的な結合を形成し硬化する性質を有する成分である。（ｄ）成分は、硬化後に接着作用を示す成分であれば、特に制限されないが、例えば、エポキシ樹脂（以下、（ｄ−１）成分という場合がある。）と、エポキシ樹脂の硬化剤（以下、（ｄ−２）成分という場合がある。）との組み合わせであってよい。

（ｄ−１）成分：エポキシ樹脂
（ｄ−１）成分は、分子内にエポキシ基を有するものであれば、特に制限なく用いることができる。（ｄ−１）成分は、分子内に２以上のエポキシ基を有しているものであってよい。（ｄ−１）成分としては、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂、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、ビスフェノールＡノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦノボラック型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、トリアジン骨格含有エポキシ樹脂、フルオレン骨格含有エポキシ樹脂、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、キシリレン型エポキシ樹脂、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、多官能フェノール類、アントラセン等の多環芳香族類のジグリシジルエーテル化合物などが挙げられる。これらは、１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの中でも、（ｄ−１）成分は、硬化物の耐熱性等の観点から、ビスフェノール型エポキシ樹脂であってよい。

（ｄ−１）成分は、２５℃で液状のエポキシ樹脂であってよい。このようなエポキシ樹脂を用いることによって、各成分と混合する際に後述の溶媒を使用しないでもペーストを調製できる傾向にある。２５℃で液状のエポキシ樹脂の市販品としては、例えば、ＥＸＡ−８３０ＣＲＰ（商品名、ＤＩＣ株式会社製）、ＹＤＦ−８１７０Ｃ（商品名、日鉄ケミカル＆マテリアル株式会社）等が挙げられる。

（ｄ−１）成分のエポキシ当量は、特に制限されないが、９０〜３００ｇ／ｅｑ、１１０〜２９０ｇ／ｅｑ、又は１１０〜２９０ｇ／ｅｑであってよい。（ｄ−１）成分のエポキシ当量がこのような範囲にあると、フィルム状接着剤のバルク強度を維持しつつ、フィルム状接着剤を形成する際の接着剤組成物の流動性を確保し易い傾向にある。

（ｄ−１）成分の含有量は、フィルム状接着剤の全量を基準として、０．１質量％以上、１質量％以上、２質量％以上、又は３質量％以上であってよく、１５質量％以下、１２質量％以下、１０質量％以下、又は８質量％以下であってよい。

（ｄ−２）成分：エポキシ樹脂の硬化剤
（ｄ−２）成分は、エポキシ樹脂の硬化剤となり得るフェノール樹脂であってよい。フェノール樹脂は、分子内にフェノール性水酸基を有するものであれば特に制限なく用いることができる。フェノール樹脂としては、例えば、フェノール、クレゾール、レゾルシン、カテコール、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、フェニルフェノール、アミノフェノール等のフェノール類及び／又はα−ナフトール、β−ナフトール、ジヒドロキシナフタレン等のナフトール類とホルムアルデヒド等のアルデヒド基を有する化合物とを酸性触媒下で縮合又は共縮合させて得られるノボラック型フェノール樹脂、アリル化ビスフェノールＡ、アリル化ビスフェノールＦ、アリル化ナフタレンジオール、フェノールノボラック、フェノール等のフェノール類及び／又はナフトール類とジメトキシパラキシレン又はビス（メトキシメチル）ビフェニルから合成されるフェノールアラルキル樹脂、ナフトールアラルキル樹脂、ビフェニルアラルキル型フェノール樹脂、フェニルアラルキル型フェノール樹脂などが挙げられる。これらは、１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いてもよい。

フェノール樹脂の水酸基当量は、４０〜３００ｇ／ｅｑ、７０〜２９０ｇ／ｅｑ、又は１００〜２８０ｇ／ｅｑであってよい。フェノール樹脂の水酸基当量が４０ｇ／ｅｑ以上であると、フィルムの貯蔵弾性率がより向上する傾向にあり、３００ｇ／ｅｑ以下であると、発泡、アウトガス等の発生による不具合を防ぐことが可能となる。

（ｄ−１）成分であるエポキシ樹脂のエポキシ当量と（ｄ−２）成分であるフェノール樹脂の水酸基当量との比（（ｄ−２）成分であるエポキシ樹脂のエポキシ当量／（ｄ−１）成分であるフェノール樹脂の水酸基当量）は、硬化性の観点から、０．３０／０．７０〜０．７０／０．３０、０．３５／０．６５〜０．６５／０．３５、０．４０／０．６０〜０．６０／０．４０、又は０．４５／０．５５〜０．５５／０．４５であってよい。当該当量比が０．３０／０．７０以上であると、より充分な硬化性が得られる傾向にある。当該当量比が０．７０／０．３０以下であると、粘度が高くなり過ぎることを防ぐことができ、より充分な流動性を得ることができる。

（ｄ−２）成分の含有量は、フィルム状接着剤の全量を基準として、０．１質量％以上、１質量％以上、２質量％以上、又は２．５質量％以上であってよく、１５質量％以下、１２質量％以下、１０質量％以下、又は８質量％以下であってよい。

（ｅ）成分：エラストマー
（ｅ）成分としては、例えば、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、フェノキシ樹脂、変性ポリフェニレンエーテル樹脂等であって、架橋性官能基を有するものが挙げられる。ここで、アクリル樹脂とは、（メタ）アクリル酸エステルに由来する構成単位を含むポリマーを意味する。アクリル樹脂は、構成単位として、エポキシ基、アルコール性又はフェノール性水酸基、カルボキシ基等の架橋性官能基を有する（メタ）アクリル酸エステルに由来する構成単位を含むポリマーであってよい。また、アクリル樹脂は、（メタ）アクリル酸エステルとアクリルニトリルとの共重合体等のアクリルゴムであってもよい。これらは、１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いてもよい。

アクリル樹脂の市販品としては、例えば、ＳＧ−７０Ｌ、ＳＧ−７０８−６、ＷＳ−０２３ ＥＫ３０、ＳＧ−２８０ ＥＫ２３、ＨＴＲ−８６０Ｐ−３、ＨＴＲ−８６０Ｐ−３ＣＳＰ、ＨＴＲ−８６０Ｐ−３ＣＳＰ−３ＤＢ（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。

（ｅ）成分のガラス転移温度（Ｔｇ）は、−５０〜５０℃又は−３０〜２０℃であってよい。アクリル樹脂のＴｇが−５０℃以上であると、フィルム状接着剤のタック性が低くなるため取り扱い性がより向上する傾向にある。アクリル樹脂のＴｇが５０℃以下であると、フィルム状接着剤を形成する際の接着剤組成物の流動性をより充分に確保できる傾向にある。ここで、（ｅ）成分のガラス転移温度（Ｔｇ）は、ＤＳＣ（熱示差走査熱量計）（例えば、株式会社リガク製、商品名：Ｔｈｅｒｍｏ Ｐｌｕｓ ２）を用いて測定した値を意味する。

（ｅ）成分の重量平均分子量（Ｍｗ）は、５万〜１２０万、１０万〜１２０万、又は３０万〜９０万であってよい。（ｂ）成分の重量平均分子量が５万以上であると、成膜性により優れる傾向にある。（ｂ）成分の重量平均分子量が１２０万以下であると、フィルム状接着剤を形成する際の接着剤組成物の流動性により優れる傾向にある。なお、重量平均分子量（Ｍｗ）は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）で測定し、標準ポリスチレンによる検量線を用いて換算した値である。

本明細書において、重量平均分子量（Ｍｗ）の測定装置、測定条件等は、以下のとおりである。
ポンプ：Ｌ−６０００（株式会社日立製作所製）
カラム：ゲルパック（Ｇｅｌｐａｃｋ）ＧＬ−Ｒ４４０（日立化成株式会社製）、ゲルパック（Ｇｅｌｐａｃｋ）ＧＬ−Ｒ４５０（日立化成株式会社製）、及びゲルパックＧＬ−Ｒ４００Ｍ（日立化成株式会社製）（各１０．７ｍｍ（直径）×３００ｍｍ）をこの順に連結したカラム
溶離液：テトラヒドロフラン（以下、「ＴＨＦ」という。）
サンプル：試料１２０ｍｇをＴＨＦ５ｍＬに溶解させた溶液
流速：１．７５ｍＬ／分

（ｅ）成分の含有量は、フィルム状接着剤の全量を基準として、０．１質量％以上、０．５質量％以上、１質量％以上、又は１．５質量％以上であってよく、１０質量％以下、８質量％以下、６質量％以下、又は５質量％以下であってよい。

（ｆ）成分：カルボキシ基を有する化合物に由来する構成単位を含むポリマー
フィルム状接着剤が（ｆ）成分をさらに含有することによって、主に（ａ）成分及び（ｂ）成分の金属表面の酸化被膜を還元してより充分に除去することが可能となる。また、（ｆ）成分は、（ａ）成分及び（ｂ）成分に由来する金属イオンによってアイオノマ状のイオン性の架橋構造を形成することができ、結果として、フィルム状接着剤の表面強度をより高めることが可能となる。

カルボキシ基を有する化合物は、構成単位となり得ることから、カルボキシ基と重合性不飽和結合との両方を有する化合物であってよい。このような化合物としては、例えば、（メタ）アクリル酸、ビニル安息香酸等が挙げられる。（ｆ）成分におけるカルボキシ基を有する化合物（カルボキシ基と重合性不飽和結合との両方を有する化合物）に由来する構成単位の含有量は、特に制限されないが、例えば、５０質量％以上、７０質量％以上、又は９０質量％以上であってよい。

（ｆ）成分は、カルボキシ基を有する化合物と共重合可能な化合物に由来する構成単位をさらに含んでいてもよい。このような化合物としては、例えば、アルキル（メタ）アクリレート、スチレン、４−メチルスチレン、ビニルピリジン、ビニルピロリドン、酢酸ビニル、シクロヘキシルマレイミド、フェニルマレイミド、無水マレイン酸等が挙げられる。当該化合物に由来する構成単位の含有量は、５０質量％以下、３０質量％以下、又は１０質量％以下であってよい。

（ｆ）成分は、入手のし易さから、例えば、（メタ）アクリル酸から構成されるポリ（メタ）アクリル酸であってよい。

（ｆ）成分の重量平均分子量（Ｍｗ）は、０．１万〜３０万、０．５万〜１０万、又は１万〜５万であってよい。なお、重量平均分子量（Ｍｗ）は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）で測定し、標準ポリスチレンによる検量線を用いて換算した値である。

（ｆ）成分の含有量は、（ａ）成分及び（ｂ）成分の全量を基準として、０．１質量％以上であってよい。（ｆ）成分の含有量が、（ａ）成分及び（ｂ）成分の全量を基準として、０．１質量％以上であると、（ａ）成分及び（ｂ）成分の金属表面の酸化被膜をより還元できる傾向にある。（ｆ）成分の含有量は、（ａ）成分及び（ｂ）成分の全量を基準として、０．３質量％以上、０．５質量％以上、又は０．８質量％以上であってもよく、１０質量％以下、５質量％以下、又は３質量％以下であってもよい。

（ｇ）成分：硬化促進剤
フィルム状接着剤が（ｇ）成分をさらに含有することによって、接着性と接続信頼性とをより両立することができる傾向にある。（ｇ）成分としては、例えば、イミダゾール類及びその誘導体、有機リン系化合物、第二級アミン類、第三級アミン類、第四級アンモニウム塩等が挙げられる。これらは、１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの中でも、（ｇ）成分は、反応性の観点から、イミダゾール類及びその誘導体であってよい。

イミダゾール類としては、例えば、２−メチルイミダゾール、１−ベンジル−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−メチルイミダゾール等が挙げられる。これらは、１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いてもよい。

（ｇ）成分の含有量は、フィルム状接着剤の全量を基準として、０．００１〜１質量％であってよい。（ｇ）成分の含有量がこのような範囲にあると、接着性と接続信頼性とをより両立することができる傾向にある。

フィルム状接着剤１０は、（ａ）成分〜（ｇ）成分以外のその他の成分として、カップリング剤、抗酸化剤、レオロジーコントロール剤、レベリング剤等をさらに含有していてもよい。カップリング剤としては、例えば、γ−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、３−フェニルアミノプロピルトリメトキシシラン、３−（２−アミノエチル）アミノプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。その他の成分の含有量は、フィルム状接着剤の全量を基準として、０．０１〜３質量％であってよい。

溶媒は、各成分を分散できるものであれば特に制限されない。溶媒としては、例えば、トルエン、キシレン、メシチレン、クメン、ｐ−シメン等の芳香族炭化水素；ヘキサン、ヘプタン等の脂肪族炭化水素；メチルシクロヘキサンなどの環状アルカン；テトラヒドロフラン、１，４−ジオキサン等の環状エーテル；アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、４−ヒドロキシ−４−メチル−２−ペンタノン等のケトン；酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、乳酸メチル、乳酸エチル、γ−ブチロラクトン等のエステル；エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート等の炭酸エステル；Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドン等のアミド、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール等の１価のアルコールなどが挙げられる。これらは、１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いてもよい。接着剤ワニス中の固形成分濃度は、接着剤ワニスの全質量を基準として、１０〜８０質量％であってよい。

接着剤ワニスは、（ａ）成分〜（ｇ）成分、その他の成分、及び溶媒を、混合又は混練することによって調製することができる。なお、各成分の混合又は混練の順序は、特に制限されず適宜設定することができる。混合又は混練は、通常の撹拌機、らいかい機、三本ロール、ボールミル、ビーズミル等の分散機を適宜、組み合わせて行うことができる。接着剤ワニスを調製した後、真空脱気等によってワニス中の気泡を除去してもよい。

支持フィルム２０としては、特に制限されず、例えば、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド等のフィルムなどが挙げられる。支持フィルム２０の厚みは、例えば、１０〜２００μｍ又は２０〜１７０μｍであってよい。

接着剤ワニスを支持フィルム２０に塗布する方法としては、公知の方法を用いることができ、例えば、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、カーテンコート法等が挙げられる。加熱乾燥の条件は、使用した溶媒が充分に揮発する条件を適宜選択することができ、例えば、５０〜２００℃で０．１〜９０分間とすることができる。

フィルム状接着剤１０の厚みは、用途に合わせて、適宜調整することができるが、例えば、３〜２００μｍであってよい。フィルム状接着剤１０の厚みが３μｍ以上であると、接着力が充分となる傾向にあり、２００μｍ以下であると、放熱性が充分となる傾向にある。フィルム状接着剤１０の厚みは、接着力及び半導体装置の薄型化の観点から、１０〜１００μｍ又は１２０〜７５μｍであってもよい。

フィルム状接着剤１０における熱伝導率は、１．５Ｗ／ｍＫ以上であってよい。フィルム状接着剤１０における熱伝導率が１．５Ｗ／ｍＫ以上であると、ダイシング・ダイボンディング一体型フィルムは放熱性により優れる傾向にある。ダイボンディングフィルムにおける熱伝導率は、１．６Ｗ／ｍＫ以上、１．８Ｗ／ｍＫ以上、１．９Ｗ／ｍＫ以上、又は２．０Ｗ／ｍＫ以上であってもよい。フィルム状接着剤１０における熱伝導率の上限は、特に制限されないが、３０Ｗ／ｍＫ以下であってよい。なお、本明細書において、「熱伝導率」は、実施例に記載の方法で算出された値を意味する。

［ダイシング・ダイボンディング一体型フィルム］
図２は、ダイシング・ダイボンディング一体型フィルムの一実施形態を示す模式断面図である。図２に示されるダイシング・ダイボンディング一体型フィルム１００は、基材４０と基材４０上に設けられた粘着剤層３０とを有するダイシングテープ５０と、ダイシングテープ５０の粘着剤層３０上に配置されたダイボンディングフィルム１０Ａ（フィルム状接着剤１０）とを備える。ダイシング・ダイボンディング一体型フィルム１００は、ダイボンディングフィルム１０Ａに支持フィルム２０が備えられていてもよい。

ダイシングテープ５０における基材４０としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレンフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、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、ポリイミドフィルム等のプラスチックフィルムなどが挙げられる。また、基材４０は、必要に応じて、プライマー塗布、ＵＶ処理、コロナ放電処理、研磨処理、エッチング処理等の表面処理が施されていてもよい。

粘着剤層３０は、ダイシングテープの分野で使用される粘着剤からなるものであってよく、感圧型の粘着剤からなるものであっても、紫外線硬化型の粘着剤からなるものであってもよい。粘着剤層３０が紫外線硬化型の粘着剤からなるものである場合、粘着剤層２は紫外線が照射されることによって粘着性が低下する性質を有するものであり得る。

ダイシング・ダイボンディング一体型フィルム１００は、ダイシングテープ５０及びダイボンディングフィルム１０Ａを準備し、ダイボンディングフィルム１０Ａをダイシングテープ５０の粘着剤層３０に貼り付けることによって作製することができる。

［半導体装置（半導体パッケージ）の製造方法］
一実施形態に係る半導体装置（半導体パッケージ）の製造方法は、上述のダイボンディングフィルムを用いて、半導体チップと支持基板とを接着する（又は、半導体チップ同士を接着する）工程を備える。図３は、半導体装置の製造方法の一実施形態を示す模式断面図である。図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、及び（ｆ）は、各工程を模式的に示す断面図である。半導体装置の製造方法は、上述のダイシング・ダイボンディング一体型フィルム１００のダイボンディングフィルム１０Ａ（接着剤層）を半導体ウェハＷに貼り付ける工程（ウェハラミネート工程、図３（ａ）、（ｂ）参照）と、半導体ウェハＷ、ダイボンディングフィルム１０Ａ（接着剤層）、及び粘着剤層３０を個片化する工程（ダイシング工程、図３（ｃ）参照）と、必要に応じて、粘着剤層３０に対して（基材４０を介して）紫外線を照射する工程（紫外線照射工程、図３（ｄ）参照）と、粘着剤層３０ａからダイボンディングフィルム片１０ａが付着した半導体チップＷａ（接着剤片付き半導体チップ６０）をピックアップする工程（ピックアップ工程、図３（ｅ）参照）と、ダイボンディングフィルム片１０ａを介して、接着剤片付き半導体チップ６０を支持基板８０に接着する工程（半導体チップ接着工程、図３（ｆ）参照））とを備える。

＜ウェハラミネート工程＞
まず、ダイシング・ダイボンディング一体型フィルム１００を所定の装置に配置する。続いて、ダイシング・ダイボンディング一体型フィルム１００のダイボンディングフィルム１０Ａ（接着剤層）を半導体ウェハＷの表面Ｗｓに貼り付ける（図３（ａ）、（ｂ）参照）。半導体ウェハＷの回路面は、表面Ｗｓとは反対側の面に設けられていることが好ましい。

＜ダイシング工程＞
次に、半導体ウェハＷ、ダイボンディングフィルム１０Ａ（接着剤層）、及び粘着剤層３０をダイシングする（図３（ｃ）参照）。このとき、基材４０の一部がダイシングされていてもよい。このように、ダイシング・ダイボンディング一体型フィルム１００は、ダイシングシートとしても機能する。

＜紫外線照射工程＞
粘着剤層３０が紫外線硬化型の粘着剤からなるものである場合は、必要に応じて、粘着剤層３０に対して（基材４０を介して）紫外線を照射してもよい（図３（ｄ）参照）。紫外線硬化型の粘着剤である場合、当該粘着剤層３０が硬化し、粘着剤層３０とダイボンディングフィルム１０Ａ（接着剤層）との間の接着力を低下させることができる。紫外線照射においては、波長２００〜４００ｎｍの紫外線を用いることが好ましい。紫外線照射条件は、照度及び照射量をそれぞれ３０〜２４０ｍＷ／ｃｍ^２の範囲及び５０〜５００ｍＪ／ｃｍ^２の範囲に調整することが好ましい。

＜ピックアップ工程＞
次に、基材４０をエキスパンドすることによって、ダイシングされた接着剤片付き半導体チップ６０を互いに離間させつつ、基材４０側からニードル７２で突き上げられた接着剤片付き半導体チップ６０を吸引コレット７４で吸引して粘着剤層３０ａからピックアップする（図３（ｅ）参照）。なお、接着剤片付き半導体チップ６０は、半導体チップＷａとダイボンディングフィルム片１０ａとを有する。半導体チップＷａは半導体ウェハＷがダイシングによって個片化されたものであり、ダイボンディングフィルム片１０ａはダイボンディングフィルム１０Ａがダイシングによって個片化されたものである。また、粘着剤層３０ａは粘着剤層３０がダイシングによって個片化されたものである。粘着剤層３０ａは接着剤片付き半導体チップ６０をピックアップする際に基材４０上に残存し得る。ピックアップ工程では、必ずしも基材４０をエキスパンドすることは必要ないが、基材４０をエキスパンドすることによってピックアップ性をより向上させることができる。

ニードル７２による突き上げ量は、適宜設定することができる。さらに、極薄ウェハに対しても充分なピックアップ性を確保する観点から、例えば、２段又は３段の突き上げを行ってもよい。また、吸引コレット７４を用いる方法以外の方法で接着剤片付き半導体チップ６０をピックアップしてもよい。

＜半導体チップ接着工程＞
接着剤片付き半導体チップ６０をピックアップした後、接着剤片付き半導体チップ６０を、熱圧着によって、ダイボンディングフィルム片１０ａを介して支持基板８０に接着する（図３（ｆ）参照）。支持基板８０には、複数の接着剤片付き半導体チップ６０を接着してもよい。なお、ダイボンディングフィルム片１０ａは、熱圧着によって、ダイボンディングフィルム片１０ａの硬化物が形成され得る。

半導体装置の製造方法は、必要に応じて、半導体チップＷａと支持基板８０とをワイヤーボンドによって電気的に接続する工程と、支持基板８０の表面８０Ａ上に、樹脂封止材を用いて半導体チップＷａを樹脂封止する工程とをさらに備えていてもよい。

［半導体装置（半導体パッケージ）］
図４は、半導体装置の一実施形態を示す模式断面図である。図４に示される半導体装置２００は、半導体チップＷａと、半導体チップＷａを搭載する支持基板８０と、半導体チップＷａ及び支持基板８０の間に設けられ、半導体チップＷａと支持基板８０とを接着する接着部材１０ｃとを備える。接着部材１０ｃは、ダイボンディングフィルム（ダイボンディングフィルム片１０ａ）の硬化物である。図４に示される半導体装置２００は、上述の工程を経ることによって製造することができる。半導体装置２００は、半導体チップＷａと支持基板８０とがワイヤーボンド７０によって電気的に接続されていてもよい。半導体装置２００は、支持基板８０の表面８０Ａ上に、樹脂封止材９２を用いて半導体チップＷａが樹脂封止されていてもよい。支持基板８０の表面８０Ａと反対側の面に、外部基板（マザーボード）との電気的な接続用として、はんだボール９４が形成されていてもよい。

以下、実施例により本開示について説明するが、本開示はこれらの実施例に限定されるものではない。

＜接着剤ワニスの調製＞
表１に示す記号及び組成比（単位：質量部）で、（ｄ）成分及び（ｅ）成分に溶媒を加え、撹拌することによって混合物を得た。得られた混合物に対して、（ａ）成分及び（ｂ）成分を加えて、ディスパー翼を用いて撹拌し、各成分が均一になるまで分散して分散液を得た。次いで、別途、（ｃ）成分及び（ｆ）成分を最小量の溶媒（エタノール）に溶解させたエタノール溶液を調製し、（ｇ）成分及びエタノール溶液を分散液に加え、各成分が均一になるまで分散することによって、接着剤ワニスＡ〜Ｄを得た。

なお、表１の各成分の記号は下記のものを意味する。

（ａ）成分
・ＵＣＩ−８（商品名、ＤＯＷＡエレクトロニクス株式会社製、銅粉、形状：球状、平均粒径（レーザー５０％粒径（Ｄ_５０））：６．３μｍ）
（ｂ）成分
・Ｓｎ−５８Ｂｉ（商品名、千住金属工業株式会社製、スズ含有量：４２質量％、ビスマス含有量：５８質量％、溶融温度：１３９〜１４１℃）
（ｃ）成分
・グリセリン（富士フイルム和光純薬株式会社製）
（ｄ）成分
（ｄ−１）成分
・ＥＸＡ−８３０ＣＲＰ（商品名、ＤＩＣ株式会社製、ビスフェノール型エポキシ樹脂、エポキシ当量：１５９ｇ／ｅｑ、２５℃で液状）
（ｄ−２）成分
・ＨＥ−１００Ｃ（商品名、エア・ウォーター株式会社製、フェニルアラキル型フェノール樹脂、水酸基当量：１７０ｇ／ｅｑ）
（ｅ）成分
・ＨＴＲ−８６０Ｐ−３ＣＳＰ（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、重量平均分子量：８０万、Ｔｇ：−７℃）
（ｆ）成分
・ポリアクリル酸（富士フイルム和光純薬株式会社製、重量平均分子量：２５０００）
（ｇ）成分
・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）

（実施例１）
＜フィルム状接着剤の作製＞
フィルム状接着剤の作製に、接着剤ワニスＡを用いた。真空脱泡した接着剤ワニスＡを、支持フィルムとしての離型処理を施したポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム（厚み３８μｍ）上に塗布した。塗布したワニスを、９０℃で５分間、続いて１４０℃で５分間の２段階で加熱乾燥し、支持フィルム上に、Ｂステージ状態にある厚み２０μｍの実施例１のフィルム状接着剤を得た。

＜柔軟性の評価＞
実施例１のフィルム状接着剤を用いて、柔軟性の評価を行った。フィルム状接着剤を支持フィルムごと１８０℃に折り曲げ、フィルム状接着剤が割れなかった場合を柔軟性に優れるとして「Ａ」、割れた場合を「Ｂ」と評価した。結果を表２に示す。

＜ラミネート性の評価＞
実施例１のフィルム状接着剤を２枚用いて、ラミネート性の評価を行った。フィルム状接着剤同士を重ね合わせて、７０℃のホットロールラミネータでラミネータして積層体を得た。積層体において、片面の支持フィルムを剥離できた場合をラミネート性に優れるとして「Ａ」、フィルム状接着剤同士がはく離した場合を「Ｂ」と評価した。結果を表２に示す。

＜熱伝導率の測定＞
（積層体の作製）
Ｌｅｏｎ１３ＤＸ（株式会社ラミーコーポレーション製）を用いて、厚みが１００μｍ以上になるようにフィルム状接着剤を７０℃でラミネートして積層体を得た。

（測定試料の作製）
積層体に対して、１１０℃で３０分間、１７５℃で１８０分間の熱履歴を与え、測定試料を得た。

（熱伝導率の測定）
測定試料の熱伝導率は、下記式によって算出した。結果を表２に示す。
熱伝導率（Ｗ／ｍＫ）＝比熱（Ｊ／ｋｇ・Ｋ）×熱拡散率（ｍ^２／ｓ）×比重（ｋｇ／ｍ^３）
なお、比熱、熱拡散率、及び比重は以下の方法によって測定した。熱伝導率が高くなることは、放熱性により優れることを意味する。

（比熱（２５℃）の測定）
・測定装置：示差走査熱量測定装置（株式会社パーキンエルマージャパン製、商品名：ＤＳＣ８５００）
・基準物質：サファイア
・昇温速度：１０℃／分
・昇温温度範囲：２０℃〜１００℃

（熱拡散率の測定）
・測定装置：熱拡散率測定装置（ネッチ・ジャパン株式会社社製、商品名：ＬＦＡ４６７ ＨｙｐｅｒＦｌａｓｈ）
・測定試料の処理：測定試料の両面をカーボンスプレーで黒化処理
・測定方法：キセノンフラッシュ法
・測定雰囲気温度：２５℃

（比重の測定）
・測定装置：電子比重計（アルファミラージュ株式会社製、商品名：ＳＤ２００Ｌ）
・測定方法：アルキメデス法

（実施例２）
接着剤ワニスＡを接着剤ワニスＢに変更した以外は、実施例１と同様にして、実施例２のフィルム状接着剤を得た。実施例２のフィルム状接着剤を用いて、実施例１と同様の評価を行った。結果を表２に示す。

（比較例１）
接着剤ワニスＡを接着剤ワニスＣに変更した以外は、実施例１と同様にして、比較例１のフィルム状接着剤を得た。比較例１のフィルム状接着剤を用いて、実施例１と同様の評価を行った。結果を表２に示す。

（比較例２）
接着剤ワニスＡを接着剤ワニスＤに変更した以外は、実施例１と同様にして、比較例２のフィルム状接着剤を得た。比較例２のフィルム状接着剤を用いて、実施例１と同様の評価を行った。結果を表２に示す。

表２に示すとおり、実施例のフィルム状接着剤は、フィルムとしての充分な性質を有しているとともに、比較例のフィルム状接着剤よりも熱伝導率に優れていた。また、実施例１と実施例２との対比から、フィルム状接着剤が（ｆ）成分を含有することによって、熱伝導率がより一層向上することが判明した。以上の結果より、本開示のフィルム状接着剤が、優れた放熱性を有することが確認された。

１０…フィルム状接着剤、１０Ａ…ダイボンディングフィルム、１０ａ…ダイボンディングフィルム片、１０ｃ…接着部材、２０…支持フィルム、３０…粘着剤層、４０…基材、５０…ダイシングテープ、６０…接着剤片付き半導体チップ、７０…ワイヤーボンド、７２…ニードル、７４…吸引コレット、８０…支持基板、９２…樹脂封止材、９４…はんだボール、１００…ダイシング・ダイボンディング一体型フィルム、２００…半導体装置。

Claims (8)

1. 金属フィラーと、はんだと、ポリオールと、熱硬化性樹脂成分と、エラストマーとを含有する、ダイボンディングフィルム。
2. カルボキシ基を有する化合物に由来する構成単位を含むポリマーをさらに含有する、請求項１に記載のダイボンディングフィルム。
3. 前記はんだの溶融温度が１８０℃以下である、請求項１又は２に記載のダイボンディングフィルム。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載のダイボンディングフィルムを用いて、半導体チップと支持基板とを接着する工程を備える、半導体装置の製造方法。
5. 半導体チップと、
   前記半導体チップを搭載する支持基板と、
   前記半導体チップ及び前記支持基板の間に設けられ、前記半導体チップと前記支持基板とを接着する接着部材と、
   を備え、
   前記接着部材が、請求項１〜３のいずれか一項に記載のダイボンディングフィルムの硬化物である、半導体装置。
6. 金属フィラーと、はんだと、ポリオールと、熱硬化性樹脂成分と、エラストマーとを含有する、フィルム状接着剤。
7. カルボキシ基を有する化合物に由来する構成単位を含むポリマーをさらに含有する、請求項６に記載のフィルム状接着剤。
8. 前記はんだの溶融温度が１８０℃以下である、請求項６又は７に記載のフィルム状接着剤。

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