JP2002155262A - 接着剤組成物及び半導体装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】半導体素子等の電子部品とリードフレームや絶
縁性支持基板等の支持部材の接着材料として、良好な熱
時接着力及び実装時の高温半田付け熱履歴に耐える優れ
た信頼性を有し、かつ、低応力性、低温接着性にも優れ
る接着剤組成物を得る。 【解決手段】 Tgが200℃以下の熱可塑性樹脂100重量部
に対して、加熱硬化後の270℃における弾性率が5MPa以
上となる熱硬化性樹脂0.1〜200重量部を含有してなる接
着剤組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、接着剤組成物及び
半導体装置に関し、更に詳しくは、半導体素子等の電子
部品とリードフレームや絶縁性支持基板等の支持部材と
の接着材料、すなわちダイボンド用に好適な接着剤組成
物及び接着剤組成物を備えた半導体装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体素子等の電子部品とリードフレー
ムや絶縁性支持基板等の支持部材との接着材料として
は、従来、Au-Si共晶合金、半田、銀ペースト、接着フ
ィルム等が知られている。これらの中で、Au-Si共晶合
金は高価かつ弾性率が高いという問題があり、半田は融
点以上の温度に耐えられず、かつ弾性率が高いという問
題があるため、近年は、安価で弾性率が低い銀ペースト
や接着フィルムが主に使用されている。銀ペーストは耐
熱信頼性の点から熱硬化性樹脂を主成分としたものが主
流であり、接着フィルムはフィルム形成性の点から熱可
塑性樹脂を主成分としたものが主流である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】電子機器の小型・薄型
化による高密度実装の要求が急激に増加してきており、
半導体装置（半導体パッケージ）は、従来のピン挿入型
に代わり、高密度実装に適した表面実装型が主流になっ
てきた。この表面実装型パッケージは、リードあるいは
バンプをプリント基板等に直接はんだ付けするために、
赤外線リフローやベーパーフェーズリフロー、はんだデ
ィップ等により、パッケージ全体を加熱して実装され
る。この際、パッケージ全体が240℃前後の高温にさら
されるため、パッケージ内部に吸湿水分が存在すると、
水分の爆発的な気化により、パッケージクラック（以下
リフロークラックという）が発生する。このリフローク
ラックは、半導体パッケージの信頼性を著しく低下させ
るため、深刻な問題・技術課題となっている。

【０００４】ダイボンディング材に起因するリフローク
ラックの発生メカニズムは、次の通りである。半導体パ
ッケージは保管されている間に（１）ダイボンディング
材が吸湿し、（２）この吸湿水分がリフローはんだ付け
の実装時に、加熱によって水蒸気化し、（３）この蒸気
圧によってダイボンディング層の破壊やはく離が起こ
り、（４）リフロークラックが発生する。封止材の耐リ
フロークラック性が向上してきている中で、ダイボンデ
ィング材に起因するリフロークラックは、特に薄型パッ
ケージにおいて、重大な問題となっている。

【０００５】さらに、近年になって地球規模での環境保
全対策に伴い、欧州などを中心に、鉛に関する法的規制
がますます強化されてきており、それに伴って、実装半
田の鉛フリー化が推進され、高信頼性が求められる分野
では、現行のSn-Pb系からより融点の高いSn-Ag系半田に
切り替わるといわれている。実装半田が上記のSn-Ag系
に切り替わると、融点が高くなるため、リフロー炉の最
高温度は現行よりも20℃〜30℃高くなる。従って、ダイ
ボンド用の接着材料には、リフロー温度の上昇に耐え、
これまで以上に信頼性を向上させた材料が求められるよ
うになる。

【０００６】従来最も一般的に使用されている銀ペース
トでは、チップの大型化により、銀ペーストを塗布部全
面に均一に塗布することが困難になってきていること、
ペースト状であるため接着層にボイドが発生し易いこと
等によりリフロークラックが発生し易い。

【０００７】上記の問題を解決するため、銀ペーストを
フィルム化した接着フィルムが提案されている。フィル
ム状にすることにより、均一な接着面積が確保でき、ま
たボイドを大きく減らすこともできるため、ペースト状
よりも良好な耐リフロークラック性を確保することがで
きる。

【０００８】一方、近年使われ始めている銅リードフレ
ーム（熱により酸化を受けやすい）や絶縁性支持基板
（熱伝導性が低い）は、共に熱膨張係数が大きいため、
加熱接合時に反り易く、このような支持基板への接着に
接着フィルムを適用する場合、低応力で、かつ低温で接
着できる材料が強く望まれる。

【０００９】接着フィルムは、熱可塑性樹脂を主成分と
したものが主流であり、融点が低い熱可塑性樹脂を選ん
で用いると、接着温度を低くすることができ、リードフ
レームの酸化等、チップに与えるダメージを少なくする
ことができる。しかし、融点の低い熱可塑性樹脂を用い
た樹脂フィルムは、熱時の接着力が低いので、ダイボン
ド後の熱処理（ワイヤボンド工程、実装工程等）に耐え
られない。

【００１０】本発明の目的は、半導体素子等の電子部品
とリードフレームや絶縁性支持基板とを接着させる接着
剤組成物であって、実装時の高温半田付け熱履歴にも耐
え、かつ、銅リードフレームまたは絶縁性支持基板にも
好適に使用できる低応力・低温接着性を兼ね備える接着
剤組成物を提供することである。

【００１１】本発明者らは、熱可塑性樹脂を主成分とし
た接着剤組成物について、低応力性、低温接着性に加え
て、実装時の高温半田付け熱履歴に対する信頼性を高め
ることのできる手段を鋭意検討した結果、本発明を完成
するに至った。

【００１２】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明の接着
剤組成物は、Tgが200℃以下の熱可塑性樹脂100重量部に
対して、加熱硬化後の270℃における弾性率が10MPa以上
となる熱硬化性樹脂0.1〜200重量部を含有してなること
を特徴とする。

【００１３】さらに、本発明は、少なくとも半導体素子
と支持部材とを含む半導体装置であって、半導体素子と
支持部材とが、請求項１〜５のいずれか記載の接着剤組
成物により接着されている半導体装置を提供する。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の接着剤組成物は、Tgが20
0℃以下の熱可塑性樹脂100重量部に対して、加熱硬化後
の270℃における弾性率が5MPa以上となる熱硬化性樹脂
0.1〜200重量部を含有してなり、上記熱可塑性樹脂は、
Tgが200℃以下であれば限定されるものではなく、例え
ば、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエーテルイ
ミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエステルイミド樹
脂、フェノキシ樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリエーテル
スルホン樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリ
エーテルケトン樹脂等があるが、好ましいものはフェノ
キシ樹脂又はポリイミド樹脂である。熱可塑性樹脂のTg
が200℃を超えると、接着剤組成物が接着に要する温度
が高くなる。

【００１５】使用できるフェノキシ樹脂とは、高速液体
クロマトグラフィー（HLC）から求められた平均分子量
が5000以上の高分子量エポキシ樹脂に相当し、エポキシ
樹脂と同様に、ビスフェノールA型、F型、AD型、AF共重
合型、S型等の種類がある。分子量が大きいほどフィル
ム形成性が容易に得られる。平均分子量としては、５,
０００〜１５０,０００のものがあり、１０,０００〜８
０,０００程度のものが溶融粘度や他の樹脂との相溶性
等の点からより好ましい。

【００１６】使用できるポリイミド樹脂は、通常、テト
ラカルボン酸二無水物とジアミンとを反応させて製造で
きる。以下に、使用できるテトラカルボン酸二無水物を
例示する。ピロメリット酸二無水物、３,３’,４,４’
−ジフェニルテトラカルボン酸二無水物、２,２’,３,
３’−ジフェニルテトラカルボン酸二無水物、２,２-ビ
ス（３,４-ジカルボキシフェニル）プロパン二無水物、
２,２-ビス（２,３-ジカルボキシフェニル）プロパン二
無水物、１,１-ビス（２,３-ジカルボキシフェニル）エ
タン二無水物、１,１-ビス（３,４-ジカルボキシフェニ
ル）エタン二無水物、ビス（２,３-ジカルボキシフェニ
ル）メタン二無水物、ビス（３,４-ジルボキシフェニ
ル）メタン二無水物、ビス（３,４-ジカルボキシフェニ
ル）スルホン二無水物、

【００１７】３,４,９,１０-ペリレンテトラカルボン酸
二無水物 ビス（３,４-ジカルボキシフェニル）エーテル二無水
物、ベンゼン-１,２,３,４-テトラカルボン酸二無水物 ３,４,３’,４’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無
水物、２,３,２’,３-ベンゾフェノンテトラカルボン酸
二無水物、２,３,３’,４’-ベンゾフェノンテトラカル
ボン酸二無水物、１,２,５,６-ナフタレンテトラカルボ
ン酸二無水物、２,３,６,７-ナフタレンテトラカルボン
酸二無水物、１,２,４,５-ナフタレン-テトラカルボン
酸二無水物、１,４,５,８-ナフタレン-テトラカルボン
酸二無水物、

【００１８】２,６-ジクロルナフタレン-１,４,５,８-
テトラカルボン酸二無水物、２,７-ジクロルナフタレン
-１,４,５,８-テトラカルボン酸二無水物、２,３,６,７
-テトラクロルナフタレン-１,４,５,８-テトラカルボン
酸二無水物、フナンスレン-１,８,９,１０-テトラカル
ボン酸二無水物、ピラジン-２,３,５,６-テトラカルボ
ン酸二無水物、チオフェニン-２,３,４,５-テトラカル
ボン酸二無水物、２,３,３’,４’-ビフェニルテトラカ
ルボン酸二無水物、３,４,３’,４’-ビフェニルテトラ
カルボン酸二無水物、２,３,２’,３’-ビフェニルテト
ラカルボン酸二無水物、ビス（３,４-ジカルボキシフェ
ニル）ジメチルシラン二無水物、ビス（３,４-ジカルボ
キシフェニル）メチルフェニルシラン二無水物、ビス
（３,４-ジカルボキシフェニル）ジフェニルシラン二無
水物、１,４-ビス（３,４-ジカルボキシフェニルジメチ
ルシリル）ベンゼン二無水物 １,３-ビス（３,４-ジカルボキシフェニル）-１,１,３,
３-テトラメチルジシクロヘキサン二無水物、p-フェニ
レンビス（トリメリテート無水物）、

【００１９】エチレンテトラカルボン酸二無水物、１,
２,３,４-ブタンテトラカルボン酸二無水物、デカヒド
ロナフタレン-１,４,５,８-テトラカルボン酸二無水
物、４,８-ジメチル-１,２,３,５,６,７-ヘキサヒドロ
ナフタレン-１,２,５,６-テトラカルボン酸二無水物、
シクロペンタン-１,２,３,４-テトラカルボン酸二無水
物、ピロリジン-２,３,４,５-テトラカルボン酸二無水
物、１,２,３,４-シクロブタンテトラカルボン酸二無水
物、ビス（エキソービシクロ〔２,２,１〕ヘプタン-２,
３-ジカルボン酸二無水物）スルホン、ビシクロ-（２,
２,２）-オクト（７）−エン２,３,５-テトラカルボン
酸二無水物、２,２-ビス（３,４-ジカルボキシフェニ
ル）ヘキサフルオロプロパン二無水物、２,２-ビス〔４
-（３,４-ジカルボキシフェノキシ）フェニル〕ヘキサ
フルオロプロパン二無水物、４,４’-ビス（３,４-ジカ
ルボキシフェノキシ）ジフェニルスルフィド二無水物、
１,４-ビス（２-ヒドロキシヘキサフルオロイソプロピ
ル）ベンゼンビス（トリメリット酸二無水物）、１,３-
ビス（２-ヒドロシヘキサフルオロイソプロピル）ベン
ゼンビス（トリメリット酸二無水物）、５-（２,５-ジ
オキソテトラヒドロフリル）-３-シクロヘキセン-１,２
-ジカルボン酸二無水物、テトラヒドロフラン-２,３,
４,５-テトラカルボン酸二無水物、

【００２０】次の式（Ｉ）

【化４】 （ただし、ｎ＝２〜２０の整数を示す。）で表されるテ
トラカルボン酸二無水物、次の式（II）

【化５】 で表されるテトラカルボン酸二無水物が挙げられる。こ
れら２種以上を併用してもよい。特に好ましいテトラカ
ルボン酸二無水物は、前記の式（Ｉ）の酸二無水物およ
び前記の式（II）の酸二無水物である。式（Ｉ）および
式（II）のテトラカルボン酸二無水物のうち少なくとも
一方の含量が全テトラカルボン酸二無水物の３０モル％
以上であるのがさらに好ましい。

【００２１】前記式（Ｉ）のテトラカルボン酸二無水物
としては、nが２〜５のとき、１,２-（エチレン）ビス
（トリメリテート二無水物）、１,３-（トリメチレン）
ビス（トリメリテート二無水物）、１,４-（テトラメチ
レン）ビス（トリメリテート二無水物）、１,５-（ペン
タメチレン）ビス（トリメリテート二無水物）等があ
り、これら２種以上を併用してもよい。また、nが６〜
２０のとき、１,６-（ヘキサメチレン）ビス（トリメリ
テート二無水物）、１,７-（ヘプタメチレン）ビス（ト
リメリテートニ無水物）、１,８-（オクタメチレン）ビ
ス（トリメリテート二無水物）、１,９-（ノナメチレ
ン）ビス（トリメリテート二無水物）、１,１０-（デカ
メチレン）ビス（トリメリテート二無水物）、１,１２-
（ドデカメチレン）ビス（トリメリテート二無水物）、
１,１６-（ヘキサデカメチレン）ビス（トリメリテート
二無水物）、１,１８-（オクタデカメチレン）ビス（ト
リメリテート二無水物）等があり、これら２種以上を併
用してもよい。

【００２２】上記式（Ｉ）のテトラカルボン酸二無水物
は、無水トリメリト酸モノクロライド及び対応するジオ
ールから合成することができる。また、全テトラカルボ
ン酸二無水物に対して上記テトラカルボン酸二無水物の
含まれる量を好ましくは３０モル％以上とするのは、接
着フィルムの低温接着性を保つためである。

【００２３】また、前記式（II）のテトラカルボン酸二
無水物を、全テトラカルボン酸二無水物に対して好まし
くは３０モル％以上とするのは、接着フィルムの耐湿信
頼性を保つためである。

【００２４】前記ポリイミド樹脂の他の原料の一つであ
るジアミンの例を以下に挙げる。１,２-ジアミノエタ
ン、１,３-ジアミノプロパン、１,４-ジアミノブタン、
１,５-ジアミノペンタン、１,６-ジアミノヘキサン、
１,７-ジアミノヘプタン、１,８-ジアミノオクタン、
１,９-ジアミノノナン、１,１０-ジアミノデカン、１,
１１-ジアミノウンデカン、１,１２-ジアミノドデカン
等の脂肪族ジアミン、

【００２５】o-フェニレンジアミン、m-フェニレンジア
ミン、p-フェニレンジアミン、３,３’-ジアミノジフェ
ニルエーテル、３,４’-ジアミノジフェニルエーテル、
４,４’-ジアミノジフェニルエーテル、３,３’-ジアミ
ノジフェニルメタン、３,４’-ジアミノジフェニルメタ
ン、４,４’-ジアミノジフェニルメタン、３,３’-ジア
ミノジフェニルジフルオロメタン、３,４’-ジアミノジ
フェニルジフルオロメタン、４,４’-ジアミノジフェニ
ルジフルオロメタン、３,３’-ジアミノジフェニルスル
ホン、３,４’-ジアミノジフェニルスルホン、４,４’-
ジアミノジフェニルスルホン、３,３’-ジアミノジフェ
ニルスルフイド、３,４’-ジアミノジフェニルスルフイ
ド、４,４’-ジアミノジフェニルスルフイド、

【００２６】３,３’-ジアミノジフェニルケトン、３,
４’-ジアミノジフェニルケトン、４,４’-ジアミノジ
フェニルケトン、２,２-ビス（３−アミノフェニル）プ
ロパン、２,２’-（３,４’-ジアミノジフェニル）プロ
パン、２,２-ビス（４−アミノフェニル）プロパン、
２,２-ビス（３−アミノフェニル）ヘキサフルオロプロ
パン、２,２-（３,４’-ジアミノジフェニル）ヘキサフ
ルオロプロパン、２,２-ビス（４−アミノフェニル）ヘ
キサフルオロプロパン、１,３-ビス（３−アミノフェノ
キシ）ベンゼン、１,４-ビス（３−アミノフェノキシ）
ベンゼン、１,４-ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼ
ン、３,３’-（１−フェニレンビス（１−メチルエチレ
リデン））ビスアニリン、３,４’-（１,４−フェニレ
ンビス（１−メチルエチリデン））ビスアニリン、４,
４’−（１,４−フェニレンビス（１−メチルエチリデ
ン））ビスアニリン、２,２−ビス（４−（３−アミノ
フェノキシ）フェニル）プロパン、２,２−ビス（４−
（４−アミノフェノキシ）フェニル）プロパン、２,２
−ビス（４−（４−アミノフェノキシ）フェニル）ヘキ
サフルオロプロパン、ビス（４−（４−アミノフェニキ
シ）フェニル）ヘキサフルオロプロパン、ビス（４−
（３−アミノフェノキシ）フェニル）スルフィド、ビス
（４−（４−アミノフェノキシ）フェニル）スルフィ
ド、ビス（４−（３−アミノフェノキシ）フェニル）ス
ルホン、ビス（４−（４−アミノフェノキシ）フェニ
ル）スルホン等の芳香族ジアミン、また、次式（III）

【化６】 （式中、Q₁及びQ₂はそれぞれ独立に炭素数が１〜５のア
ルキレン基、又はフェニレン基を示し、Q₃、Q₄、Q₅及び
Q₆はそれぞれ独立に炭素数が１〜５のアルキル基、フェ
ニル基又はフェノキシ基を示し、ｍは１〜５０の整数を
示す。）で表されるシロキサン系ジアミン等が挙げられ
る。これらは２種以上を併用してもよい。

【００２７】前記式（III）のシロキサン系ジアミンと
しては、ｍが１のとき、１，１，３，３−テトラメチル
−１，３−ビス（４−アミノフェニル）ジシロキサン、
１，１，３，３−テトラフェノキシ−１，３−ビス（４
−アミノエチル）ジシロキサン、１，１，３，３−テト
ラフェニル−１，３−ビス（２−アミノエチル）ジシロ
キサン、１，１，３，３−テトラフェニル−１，３−ビ
ス（３−アミノプロピル）ジシロキサン、１，１，３，
３−テトラメチル−１，３−ビス（２−アミノエチル）
ジシロキサン、１，１，３，３−テトラメチル−１，３
−ビス（３−アミノプロピル）ジシロキサン、１，１，
３，３−テトラメチル−１，３−ビス（３−アミノブチ
ル）ジシロキサン、１，３−ジメチル−１，３−ジメト
キシ−１，３−ビス（４−アミノブチル）ジシロキサン
等が挙げられる。

【００２８】また、ｍが２のとき、１，１，３，３，
５，５−ヘキサメチル−１，５−ビス（４−アミノフェ
ニル）トリシロキサン、１，１，５，５−テトラフェニ
ル−３，３−ジメチル−１，５−ビス（３−アミノプロ
ピル）トリシロキサン、１，１，５，５−テトラフェニ
ル−３，３−ジメトキシ−１，５−ビス（４−アミノブ
チル）トリシロキサン、１，１，５，５−テトラフェニ
ル−３，３−ジメトキシ−１，５−ビス（５−アミノペ
ンチル）トリシロキサン、１，１，５，５−テトラメチ
ル−３，３−ジメトキシ−１，５−ビス（２−アミノエ
チル）トリシロキサン、１，１，５，５−テトラメチル
−３，３−ジメトキシ−１，５−ビス（４−アミノブチ
ル）トリシロキサン、１，１，５，５−テトラメチル−
３，３−ジメトキシ−１，５−ビス（５−アミノペンチ
ル）トリシロキサン、１，１，３，３，５，５−ヘキサ
メチル−１，５−ビス（３−アミノプロピル）トリシロ
キサン、１，１，３，３，５，５−ヘキサエチル−１，
５−ビス（３−アミノプロピル）トリシロキサン、１，
１，３，３，５，５−ヘキサプロピル−１，５−ビス
（３−アミノプロピル）トリシロキサン等が挙げられ
る。

【００２９】さらに、ｍが３〜５０のとき、次式（III
−ａ）、次式（III−ｂ）、次式（III−ｃ）等が挙げら
れる。

【化７】

【化８】

【化９】 これらシロキサン系ジアミンは２種以上を併用してもよ
い。好ましいシロキサン系ジアミンは、式（III）のシ
ロキサン系ジアミンである。ジアミンは、式（III）の
シロキサン系ジアミンが、全ジアミンに対して３モル％
以上含まれるのがさらに好ましい。より好ましい式（II
I）のシロキサン系ジアミンの含量は、５モル％以上、
更に好ましくは１０モル％以上である。３モル％未満で
は、低応力性、低温接着性、低吸湿性の特性を発揮でき
ない。

【００３０】テトラカルボン酸二無水物とジアミンの縮
合反応は、有機溶媒中で行う。この場合、テトラカルボ
ン酸二無水物とジアミンは等モル又はほぼ等モルで用い
るのが好ましく、各成分の添加順序は任意である。用い
る有機溶媒としては、ジメチルアセトアミド、ジメチル
ホルムアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、ジメチル
スルホキシド、ヘキサメチルホスホリルアミド、ｍ−ク
レゾール、ｏ−クロルフェノール等がある。

【００３１】縮合反応温度は好ましくは８０℃以下、よ
り好ましくは０〜５０℃である。反応が進行するにつれ
反応液の粘度が徐々に上昇する。この場合、ポリイミド
の前駆体であるポリアミド酸が生成する。

【００３２】ポリイミドは、上記反応物（ポリアミド
酸）を脱水閉環させて得ることができる。脱水閉環は１
２０℃〜２５０℃で熱処理する方法や化学的方法を用い
て行うことができる。１２０℃〜２５０℃で熱処理する
方法の場合、脱水反応で生じる水を系外に除去しながら
行うことが好ましい。この際、ベンゼン、トルエン、キ
シレン等を用いて水を共沸除去してもよい。なお、本発
明においてポリイミド樹脂とは、ポリイミド及びその前
駆体を総称する。ポリイミドの前駆体には、ポリアミド
酸のほか、ポリアミド酸が部分的にイミド化したものが
ある。

【００３３】化学的方法で脱水閉環させる場合は、閉環
剤として無水酢酸、無水プロピオン酸、無水安息香酸の
酸無水物、ジシクロヘキシルカルボジイミド等のカルボ
ジイミド化合物等を用いる。このとき必要に応じてピリ
ジン、イソキノリン、トリメチルアミン、アミノピリジ
ン、イミダゾール等の閉環触媒を用いてもよい。閉環剤
又は閉環触媒は、テトラカルボン酸二無水物１モルに対
し、それぞれ１〜８モルの範囲で使用するのが好まし
い。

【００３４】本発明の接着剤組成物に含まれる熱硬化性
樹脂は、熱により橋かけ反応を起こす反応性化合物であ
る。このような化合物としては、エポキシ樹脂、シアネ
ート樹脂、ビスマレイミド樹脂、フェノール樹脂、ユリ
ア樹脂、メラミン樹脂、アルキド樹脂、アクリル樹脂、
不飽和ポリエステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂、シ
リコーン樹脂、レゾルシノールホルムアルデヒド樹脂、
キシレン樹脂、フラン樹脂、ポリウレタン樹脂、ケトン
樹脂、トリアリルシアヌレート樹脂、ポリイソシアネー
ト樹脂、トリス（２−ヒドロキシエチル）イソシアヌラ
ートを含む樹脂、トリアリルトリメリタートを含む樹
脂、シクロペンタジエンからの熱硬化性樹脂、芳香族ジ
シアナミドの３量化による熱硬化性樹脂等がある。これ
らの中から、加熱硬化後の270℃における弾性率が5MPa
以上となる樹脂組成物を選ぶ。なお、これら熱硬化性樹
脂は２種以上を用いてもよい。本発明の接着剤組成物に
おいては、一般に表面実装型の半導体装置のリフロー温
度は270℃程度かそれよりやや低い温度であることか
ら、熱硬化性樹脂の270℃における弾性率が5Mpa以上で
あることが必要である。この弾性率が5Mpa未満では、接
着剤組成物の熱時の接着強度が低下する。

【００３５】硬化のために、硬化剤及び硬化促進剤（触
媒）を適宜、使用することができる。例えば、エポキシ
樹脂を使用する場合には、硬化剤としてはフェノール系
化合物、脂肪族アミン、脂環族アミン、芳香族ポリアミ
ン、ポリアミド、脂肪族酸無水物、脂環族酸無水物、芳
香族酸無水物、ジシアンジアミド、有機酸ジヒドラジ
ド、三フッ化ホウ素アミン錯体、イミダゾール類、第３
級アミン等が挙げられる。硬化促進剤（触媒）として
は、熱硬化性樹脂を硬化させるものであれば特に制限は
ない。シアネート樹脂を使用する場合には、コバルト、
亜鉛、銅等の金属塩や金属錯体を触媒とし、アルキルフ
ェノール、ビスフェノール化合物、フェノールノボラッ
ク等のフェノール系化合物を助触媒とすることができ
る。

【００３６】エポキシ樹脂は、分子内に少なくとも２個
のエポキシ基を含むもので、硬化性や硬化物特性の点か
らフェノールのグリシジルエーテル型のエポキシ樹脂が
好ましい。このような樹脂としては、ビスフェノールＡ
型のグリシジルエーテル、ビスフェノールＡＤ型のグリ
シジルエーテル、ビスフェノールＳ型のグリシジルエー
テル、ビスフェノールＦ型のグリシジルエーテル、水添
加ビスフェノールＡ型のグリシジルエーテル、エチレン
オキシド付加体ビスフェノールＡ型のグリシジルエーテ
ル、プロピレンオキシド付加体ビスフェノールＡ型のグ
リシジルエーテル、フェノールノボラック樹脂のグリシ
ジルエーテル、クレゾールノボラック樹脂のグリシジル
エーテル、ビスフェノールＡノボラック樹脂のグリシジ
ルエーテル、ナフタレン樹脂のグリシジルエーテル、３
官能型のグリシジルエーテル、４官能型のグリシジルエ
ーテル、ジシクロペンタジェンフェノール樹脂のグリシ
ジルエーテル、ダイマー酸のグリシジルエステル、３官
能型のグリシジルアミン、４官能型のグリシジルアミ
ン、ナフタレン樹脂のグリシジルアミン等が挙げられ
る。これらを２種以上用いてもよい。

【００３７】エポキシ樹脂硬化剤としては、特に制限さ
れるものではない。例えば、前記のフェノール系化合
物、脂肪族アミン、脂環族アミン、芳香族ポリアミン、
ポリアミド、脂肪族酸無水物、脂環族酸無水物、芳香族
酸無水物、ジシアンジアミド、有機酸ジヒドラジド、三
フッ化ホウ素アミン錯体、イミダゾール類、第３級アミ
ン等が挙げられるが、分子中に少なくとも２個のフェノ
ール性水酸基を有するフェノール系化合物が好ましい。
このようなものとしては、フェノールノボラック樹脂、
クレゾールノボラック樹脂、ｔ−ブチルフェノールノボ
ラック樹脂、ジシクロペンタジェンクレゾールノボラッ
ク樹脂、ジシクロペンタジェンフェノールノボラック樹
脂、キシリレン変性フェノールノボラック樹脂、ナフト
ールノボラック樹脂、トリスフェノールノボラック樹
脂、テトラキス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、ポリ−ｐ−ビニルフェノール樹
脂、フェノールアラルキル樹脂等が挙げられる。

【００３８】シアネート樹脂としては、例えば、 2,2’-ビス（4-シアネートフェニル）イソプロピリデン 1,1’-ビス（4-シアネートフェニル）エタン ビス（4-シアネート-3,5-ジメチルフェニル）メタン 1,3-ビス（4-シアネートフェニル-1-（1-メチルエチリ
デン））ベンゼン シアネーテッドフェノール-ジシクロペンタンジエンア
ダクト シアネーテッドノボラック ビス（4-シアナートフェニル）チオエーテル ビス（4-シアナートフェニル）エーテル レゾルシノールジシアネート 1,1,1-トリス（4-シアネートフェニル）エタン 2-フェニル-2-（4-シアネートフェニル）イソプロピリ
デン等があり、これらを２種以上用いてもよい。

【００３９】ビスマレイミド基を有する化合物（ビスマ
レイミド樹脂）としては、オルトビスマレイミドベンゼ
ン、メタビスマレイミドベンゼン、パラビスマレイミド
ベンゼン、１，４−ビス（ｐ−マレイミドクミル）ベン
ゼン、１，４−ビス（ｍ−マレイミドクミル）ベンゼン
のほか、次式（IV）〜（VII）で表されるイミド化合物
等がある。

【化１０】 （式中、ＸはＯ、ＣＨ₂、ＣＦ₂、ＳＯ₂、Ｓ、ＣＯ、Ｃ
（ＣＨ₃）₂ 又はＣ（ＣＦ ₃）₂を示し、Ｒ₁、Ｒ₂、Ｒ₃及
びＲ₄はそれぞれ独立に水素、低級アルキル基、低級ア
ルコキシ基、フッ素、塩素又は臭素を示し、Ｄはエチレ
ン性不飽和二重結合を有するジカルボン酸残基を示
す。）

【化１１】 （式中、ＹはＯ、ＣＨ₂、ＣＦ₂、ＳＯ₂、Ｓ、ＣＯ、Ｃ
（ＣＨ₃）₂又はＣ（ＣＦ₃）₂を示し、Ｒ₅、Ｒ₆、Ｒ₇及
びＲ₈はそれぞれ独立に水素、低級アルキル基、低級ア
ルコキシ基、フッ素、塩素又は臭素を示し、Ｄはエチレ
ン性不飽和二重結合を有するジカルボン酸残基を示す
る。）

【化１２】 （式中、ｑは０〜４の整数を示し、Ｄはエチレン性不飽
和二重結合を有するジカルボン酸残基を示す。）

【化１３】 （式中、Ｒ₁₀及びＲ₁₁はそれぞれ二価の炭化水素基、Ｒ
₁₂、Ｒ₁₃、R₁₄及びR₁₅はそれぞれ一価の炭化水素基を示
し、Ｄはエチレン性不飽和二重結合を有するジカルボン
酸残基を示し、ｌは１以上の整数を表す。）

【００４０】式（IV）のイミド化合物としては、例え
ば、４，４−ビスマレイミドジフェニルエーテル、４，
４−ビスマレイミドジフェニルメタン、４，４−ビスマ
レイミド−３，３’−ジメチル−ジフェニルメタン、
４，４−ビスマレイミドジフェニルスルホン、４，４−
ビスマレイミドジフェニルスルフィド、４，４−ビスマ
レイミドジフェニルケトン、２，２’−ビス（４−マレ
イミドフェニル）プロパン、３，４−ビスマレイミドジ
フェニルフルオロメタン、１，１，１，３，３，３−ヘ
キサフルオロ−２，２−ビス（４−マレイミドフェニ
ル）プロパン等がある。

【００４１】式（Ｖ）のイミド化合物としては、例え
ば、ビス（４−（４−マレイミドフェノキシ）フェニ
ル）エーテル、ビス（４−（４−マレイミドフェノキ
シ）フェニル）メタン、ビス（４−（４−マレイミドフ
ェノキシ）フェニル）フルオロメタン、ビス（４−（４
−マレイミドフェノキシ）フェニル）スルホン、ビス
（４−（３−マレイミドフェノキシ）フェニル）スルホ
ン、ビス（４−（４−マレイミドフェノキシ）フェニ
ル）スルフィド、ビス（４−（４−マレイミドフェノキ
シ）フェニル）ケトン、１，２−ビス（４−（４−マレ
イミドフェノキシ）フェニル）プロパン、１，１，１，
３，３，３−ヘキサフルオロ−２，２−ビス（４−（４
−マレイミドフェノキシ）フェニル）プロパン等があ
る。

【００４２】これらイミド化合物の硬化を促進するた
め、ラジカル重合剤を使用してもよい。ラジカル重合剤
としては、アセチルシクロヘキシルスルホニルパーオキ
サイド、イソブチリルパーオキサイド、ベンゾイルパー
オキサイド、オクタノイルパーオキサイド、アセチルパ
ーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、クメンハイド
ロパーオキサイド、アゾビスイソブチロニトリル等があ
る。このとき、ラジカル重合剤の使用量は、ビスマレイ
ミド樹脂１００重量部に対して概ね０．０１〜１．０重
量部が好ましい。

【００４３】本発明の接着剤組成物に含まれる熱硬化性
樹脂の含量は、熱可塑性樹脂100重量部に対して、0.1〜
200重量部、好ましくは0.1〜100重量部とする。200重量
部を超えるとフィルム形成性が悪くなる。

【００４４】また、本発明の接着剤組成物は、シランカ
ップリング剤を含有してもよい。本発明の接着剤組成物
に含まれるシランカップリング剤としては、例えば、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あり、これら２種以上を使用しても
よい。

【００４５】上記のシランカップリング剤の含量は、熱
可塑性樹脂１００重量部に対して、０．０１〜５０重量
部が好ましく、より好ましくは０．０５重量部から２０
重量部である。５０重量部を超えると保存安定性が悪く
なる。

【００４６】本発明の接着剤組成物には、接着性を損な
わない範囲でフィラーを配合してもよい。このようなフ
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、セラミック等の無機フィラー、カーボン、ゴム系
の有機フィラー等がある。フィラーのうち、前記金属フ
ィラーは、接着剤組成物に導電性又はチキソ性を付与す
る目的で添加され、無機フィラーは、接着剤組成物に低
熱膨張性、低吸湿性を付与する目的で添加され、有機フ
ィラーは接着剤組成物に靭性を付与する目的で添加され
る。これら金属フィラー、無機フィラー又は有機フィラ
ーはそれぞれ２種以上を用いることもできる。フィラー
を用いた場合の混合・混練は、通常の攪拌機、らいかい
機、三本ロール、ボールミル等の分散機を適宜、組み合
わせて行うことができる。

【００４７】フィラーを含有させる場合、フィラーの量
は、熱可塑性樹脂１００重量部に対し、０〜８０００重
量部、好ましくは０〜４０００重量部とする。８０００
重量部を超えると接着性が低下する。

【００４８】本発明の接着剤組成物を、例えばフィルム
状の形状で得る場合は、熱可塑性樹脂と、熱硬化性樹脂
と、好ましくはカップリング剤及び/又はフィラーとを
有機溶媒中で混合してワニスとし、基材上に前記ワニス
の層を形成させ、加熱乾燥し、基材を除去して得られ
る。他には、前記ワニスの層を、接着対象に直接形成さ
せても良い。例えば半導体ウエハ裏面にスピンコートさ
せて膜を形成して使用することができる。

【００４９】上記接着剤組成物のワニスに用いる有機溶
媒は、材料である熱可塑性樹脂等を均一に溶解、混練又
は分散できるものであれば制限はなく、例えば、ジメチ
ルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルピ
ロリドン、ジメチルスルホキシド、ジエチレングリコー
ルジメチルエーテル、トルエン、ベンゼン、キシレン、
メチルエチルケトン、テトラヒドロフラン、エチルセロ
ソルブ、エチルセロソルブアセテート、ブチルセロソル
ブ、ジオキサン、シクロヘキサノン、酢酸エチル等があ
る。

【００５０】加熱乾燥は、使用した溶媒が十分に揮散す
る条件、すなわち、おおむね６０℃〜２００℃の範囲
で、０．１〜９０分間加熱して行う。その後、フィルム
状の接着組成物は室温下で基材から剥がして使用する。
あるいは、基材付きのまま使用することもできる。

【００５１】上記ワニスの層の形成に使用する基材は、
上記の加熱・乾燥条件に耐えるものであれば特に限定す
るものではない。例えば、ポリエステルフィルム、ポリ
プロピレンフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィ
ルム、ポリイミドフィルム、ポリエーテルイミドフィル
ム、ポリエーテルナフタレートフィルム、メチルペンテ
ンフィルム等がある。これらのフィルムは２種以上組み
合わせて多層フィルムとしてもよい。また、これらのフ
ィルムは、シリコーン系やシリカ系の離型剤で処理され
たものであってもよい。

【００５２】得られた接着剤組成物を、ＩＣ、ＬＳＩ等
の半導体素子と、支持部材との接着に用いて、本発明の
半導体装置が得られる。例えば、前記したような半導体
素子と支持部材との間に本発明の接着剤組成物を挾み、
加熱圧着して、両者を接着させる。加熱圧着は、通常、
１００〜３００℃、０．１〜３００秒間、０．００５〜
２ＭＰａであるのが好ましい。その後、ワイヤボンディ
ング工程、必要に応じて封止材による半導体素子の封止
工程を経て、半導体装置とされる。支持部材としては、
４２アロイリードフレーム、銅リードフレーム等のリー
ドフレーム、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂等のプラス
チックフィルム、ガラス不織布等基材にポリイミド樹
脂、エポキシ樹脂等のプラスチックを含浸・硬化させた
もの、アルミナ等のセラミックス等が挙げられる。

【００５３】

【実施例】以下、実施例および比較例を挙げて本発明を
説明する。 （実施例１〜５、比較例１〜４）下記A〜Eのポリイミド
を用い、表１〜２の配合表に示す通り、No.１〜No.9の
ワニス（No.1〜5：本発明の実施例１〜５に関するも
の、No.6〜9：比較例１〜４に関するもの）を調合し
た。 ポリイミドA：1,10-(デカメチレン)ビス(トリメリテー
ト二無水物)：１００モル％と2,2-ビス（4-（4-アミノ
フェノキシ）フェニル）プロパン：５０モル％及び次式
（VIII）で表されるジアミン：５０モル％とから合成し
た。

【化１４】 ポリイミドB：ビスフェノールAビストリメリテート二無
水物：１００モル％と2,2-ビス（4-（4-アミノフェノキ
シ）フェニル）プロパン：２０モル％及び次式（III−
ａ）で表されるジアミン：８０モル％とから合成した。

【化１５】 ポリイミドC： 1,10-(デカメチレン)ビス(トリメリテー
ト二無水物)：１００モル％と2,2-ビス（4-（4-アミノ
フェノキシ）フェニル）プロパン：１００モル％とから
合成した。 ポリイミドD：1,2-（エチレン）ビス（トリメリテート
二無水物）：１００モル％と4,4’-ジアミノジフェニル
メタン：１００モル％とから合成した。 ポリイミドE：ピロメリット酸二無水物：５０モル％と
3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物：５
０モル％および4,4’-ビス(3-アミノフェノキシ)ビフェ
ニル：１００モル％とから合成した。

【００５４】なお、表１〜２において、種々の記号は下
記のものを意味する。 ESCN195：住友化学、クレゾールノボラック型エポキシ
樹脂（エポキシ当量２００） YH-434L：東都化成、４官能グリシジルアミン型エポキ
シ樹脂（エポキシ当量１１６） BEO-60E：新日本理化学、エチレンオキシド6モル付加体
ビスフェノールA型エポキシ樹脂（エポキシ当量373） BPO-60E：新日本理化学、プロピレンオキシド付加体ビ
スフェノール型エポキシ樹脂（エポキシ当量314） L-10：旭チバ、ビスフェノールF型シアネート樹脂 XU-366：旭チバ、フェニル-1-（1-メチルエチリデン）
ベンゼン型シアネート樹脂 H-1：明和化成、フェノールノボラック（OH当量１０
６） TrisP-PA：本州化学、トリスフェノールノボラック（OH
当量140） TrisP-TC：本州化学、トリスフェノールノボラック（OH
当量160） XL-225：三井東圧化学キシリレン変性フェノールノボラ
ック（OH当量１７５） A-1310：日本ユニカー、3-イソシアネートプロピルトリ
エトキシシラン A-189：日本ユニカー、3-メルカプトプロピルトリメト
キシシラン A-187：日本ユニカー、3-グリシドキシプロピルトリメ
トキシシラン A-1100：日本ユニカー、3-アミノプロピルトリエトキシ
シラン DMAc：ジメチルアセトアミド DMF：ジメチルホルムアミド NMP：N-メチルピロリドン なお、表１、表２に示す熱硬化性樹脂の硬化後の２７０
℃における弾性率の値は、レオメトリックス製の粘弾性
アナライザーRSA-2を用いて、昇温速度5℃/min、周波数
1Hzで測定した270℃における貯蔵弾性率E’により得
た。

【００５５】

【表１】

【００５６】

【表２】

【００５７】このワニスを30〜50μmの厚さに基材（ポ
リプロピレンフィルム）上に塗布し、80℃で10分、続い
て150℃で30分加熱し、その後、室温で基材から剥がし
て、フィルム状の接着剤組成物（以下、接着フィルムと
いう）を得た。

【００５８】（評価試験）実施例１〜５、比較例１〜４
で得られた接着フィルムについて、ピール接着力を測定
し、また、実施例１〜５、比較例１〜４で得られた接着
フィルムを用いて、銅リードフレームにシリコンチップ
を接着させたときのチップ反りを測定した。測定結果を
表３および表４に示す。

【００５９】

【表３】

【００６０】

【表４】

【００６１】なお、ピール接着力及びチップ反り測定法
は以下の通りである。 ＜ピール接着力の測定法＞接着フィルムを5mm×5mmの大
きさに切断し、これを5×5mmのシリコンチップと銅リー
ドフレームのダイパッド部の間に挟み、1000gの荷重を
かけて、180℃又は250℃で5秒間圧着させたのち、180℃
で、１時間加熱して接着フィルムを硬化させた。245℃
又は275℃で、20秒加熱時のチップ引き剥がし強さをプ
ッシュプルゲージで測定した。 ＜チップ反りの測定法＞接着フィルムを10mm×10mmの大
きさに切断し、これを銅リードフレームのダイパッド部
と10mm×10mmの大きさのシリコンチップとの間に挟み、
1000gの荷重をかけて、250℃、20秒間圧着させた後、室
温に戻し、これについて表面粗さ計を用い、チップ表面
で対角線方向に10mmスキャンし、ベースラインからの最
大高さ（μm）を求めて、チップ反りとした。

【００６２】

【発明の効果】本発明の接着剤組成物は、半導体素子等
の電子部品とリードフレームや絶縁性支持基板等の支持
部材の接着材料として、良好な熱時接着力及び実装時の
高温半田付け熱履歴に耐える優れた信頼性を有し、か
つ、低応力性、低温接着性にも優れる。従って、銅リー
ドフレーム及び絶縁性支持基板のダイボンド材としても
好適に使用できる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4J040 EB061 EB062 EC041 EC042 EC061 EC062 EC071 EC072 EC121 EC122 ED001 ED002 EE061 EE062 EG001 EG002 EH031 EH032 EJ011 EJ012 EJ031 EJ032 EL051 EL052 HD30 HD32 HD35 HD36 JA02 JA09 JB02 KA16 KA23 LA02 MA02 MA04 MA10 NA20 5F047 BA33

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Tgが200℃以下の熱可塑性樹脂100重量部
   に対して、加熱硬化後の270℃における弾性率が5MPa以
   上となる熱硬化性樹脂0.1〜200重量部を含有してなるこ
   とを特徴とする接着剤組成物。
2. 【請求項２】 熱可塑性樹脂100重量部に対して、シラ
   ンカップリング剤0.01〜50重量部を含有してなる請求項
   １記載の接着剤組成物。
3. 【請求項３】 熱可塑性樹脂がポリイミド樹脂またはフ
   ェノキシ樹脂である請求項１または２記載の接着剤組成
   物。
4. 【請求項４】 ポリイミド樹脂が、次の式（Ｉ） 【化１】 （ただし、ｎ＝２〜２０の整数を示す。）で表されるテ
   トラカルボン酸二無水物および次の式（II） 【化２】 で表されるテトラカルボン酸二無水物のうち少なくとも
   一方の含量が全テトラカルボン酸二無水物の３０モル％
   以上であるテトラカルボン酸二無水物と、ジアミンとを
   反応させて得られるポリイミド樹脂である請求項３記載
   の接着剤組成物。
5. 【請求項５】 ポリイミド樹脂が、テトラカルボン酸二
   無水物と、次の式（III） 【化３】 （式中、Q₁及びQ₂はそれぞれ独立に炭素数が１〜５のア
   ルキレン基、又はフェニレン基を示し、Q₃、Q₄、Q₅及び
   Q₆はそれぞれ独立に炭素数が１〜５のアルキル基、フェ
   ニル基又はフェノキシ基を示し、ｍは１〜５０の整数を
   示す。）で表されるシロキサン系ジアミンが全ジアミン
   の３モル％以上を含むジアミンとを反応させて得られる
   ポリイミド樹脂である請求項３または４記載の接着剤組
   成物。
6. 【請求項６】 少なくとも半導体素子と支持部材とを含
   む半導体装置であって、半導体素子と支持部材とが、請
   求項１〜５のいずれか記載の接着剤組成物により接着さ
   れていることを特徴とする半導体装置。