JPH07283246A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPH07283246A
JPH07283246A JP6095609A JP9560994A JPH07283246A JP H07283246 A JPH07283246 A JP H07283246A JP 6095609 A JP6095609 A JP 6095609A JP 9560994 A JP9560994 A JP 9560994A JP H07283246 A JPH07283246 A JP H07283246A
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JP
Japan
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group
epoxy resin
semiconductor device
present
semiconductor chip
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Pending
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JP6095609A
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English (en)
Inventor
Tetsunaga Niimi
哲永 新美
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyocera Chemical Corp
Original Assignee
Toshiba Chemical Corp
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10WGENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W72/00Interconnections or connectors in packages
    • H10W72/30Die-attach connectors

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  • Die Bonding (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【構成】 本発明は、(A)多官能エポキシ樹脂を80%
以上含むエポキシ樹脂、(B)硬化触媒として(a )有
機基を有するアルミニウム化合物および(b)Si に直
結したOH基もしくは加水分解性基を分子内に 1個以上
有するシリコーン化合物又はオルガノシラン化合物、
(C)絶縁性粉末を必須成分とする絶縁性ペーストを用
いて、半導体チップとリードフレームとを接着固定して
なることを特徴とする半導体装置である。 【効果】 本発明の半導体装置は、半導体チップの接着
性に優れ、反りやボイドの発生がなく、半導体チップの
大型化と表面実装に対応できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体チップのマウン
トにおいて反りやボイドの発生がなくまた接着性に優
れ、半導体チップの大型化や表面実装に対応した半導体
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】リードフレーム上の所定部分に、IC、
LSI等の半導体チップをマウントする工程は、素子の
長期信頼性に影響を与える重要な工程の一つである。従
来からこの接続方法として、半導体チップのシリコン面
をリードフレーム上の金メッキ面に加圧圧着するという
Au −Si 共晶法が主流であった。しかし、近年の貴金
属、特に金の高騰を契機として樹脂封止型半導体装置で
はAu −Si 共晶法から、半田を使用する方法、ペース
トを使用する方法等に急速に移行してきた。
【0003】しかし、ペーストを使用する方法では、ボ
イドの発生や、耐湿性、加水分解性に劣り、アルミニウ
ム電極の腐食を促進し、断線不良の原因となることが多
く、素子の信頼性はAu −Si 共晶法に比較して劣って
いた。また、近年IC、LSIやLED等の半導体チッ
プ大型化や装置の表面実装に伴い、ペレットクラックの
発生や接着力の低下が問題となっており、いろいろな対
策がとられているが十分ではなかった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の事情
に鑑みてなされたもので、接着強度に優れ、アルミニウ
ム電極の腐食による断線不良がなく、反りやボイド、チ
ップクラックの発生がなく、その上従来の特性も保持
し、半導体チップの大型化と表面実装に対応した信頼性
の高い半導体装置を提供しようとするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記の目的
を達成しようと鋭意研究を重ねた結果、後述する組成の
ペーストを用いることによって、上記の目的を達成でき
ることを見いだし、本発明を完成したものである。
【0006】即ち、本発明は、 (A)多官能エポキシ樹脂を80%以上含むエポキシ樹
脂、 (B)硬化触媒として(a )有機基を有するアルミニウ
ム化合物および(b )Si に直結したOH基もしくは加
水分解性基を分子内に 1個以上有するシリコーン化合物
又はオルガノシラン化合物、 (C)絶縁性粉末を必須成分とする絶縁性ペーストを用
いて、半導体チップとリードフレームとを接着固定して
なることを特徴とする半導体装置である。
【0007】以下、本発明を詳細に説明する。
【0008】本発明に用いる絶縁性ペーストは(A)エ
ポキシ樹脂、(B)硬化触媒および(C)絶縁性粉末を
必須成分とするものを使用する。絶縁性ペーストの成分
である(A)エポキシ樹脂としては、例えばエピコート
827,828,834,1001,1002,100
7,1009(シェル化学社製、商品名)、DER33
0,331,332,334,335,336,33
7,660(ダウ・ケミカル社製、商品名)、アラルダ
イトGY250,260,280,6061,608
4,6097,6099(チバガイギー社製、商品
名)、EPI−REZ510,5101(JONE D
ABNEY社製、商品名)、エピクロン810,100
1,1010,3010(大日本インキ化学工業社製、
商品名)、旭電化社製EPシリーズ等が挙げられ、これ
らは単独又は 2種以上混合して使用することができる。
また、これらのエポキシ樹脂の高純度タイプ品や希釈剤
として使用される単官能エポキシ樹脂類を配合すること
ができる。但し、単官能エポキシ樹脂類は20%以下、溶
剤類も 2%以下であり、多官能エポキシ樹脂が80%以上
含むことが望ましい。多官能エポキシ樹脂が80%未満で
あると硬化速度が著しく遅くなり速硬化性が損なわれ、
またボイドが発生しやすくなり好ましくない。溶剤類も
2%を超えるとボイドの発生が多くなり好ましくない。
【0009】本発明に用いる絶縁性ペーストの他の成分
である(B)硬化触媒としては、(a )有機基を有する
アルミニウム化合物および(b )Si に直結したOH基
もしくは加水分解性基を分子内に 1個以上有するシリコ
ーン化合物又はオルガノシラン化合物を併用するもので
ある。
【0010】(a )有機基を有するアルミニウム化合物
としては、例えばメチル基、エチル基、イソプロピル基
等のアルキル基、ベンジル基などの芳香族基、メトキシ
基、エトキシ基などのアルコキシ基、フェノキシ基など
のアシルオキシ基、アセチルアセトン等の有機基を有す
る化合物であり、具体的にはトリイソプロポキシアルミ
ニウム、ジイソプロポキシアセトオキシアルミニウム、
アルミニウムトリスアセチルアセトネート、アルミニウ
ムトリスエチルアセトアセトネート、トリスエチルアル
ミニウム等が挙げられ、これらは単独または 2種以上混
合して使用することができる。また(b )Si に直結し
たOH基もしくは加水分解性基を分子内に 1個以上有す
るシリコーン化合物としては、シロキサン骨格が直鎖状
又は分岐状のいずれでもよく、直鎖状のものは次の一般
式で示される。
【0011】
【化1】 (但し、式中R1 、R2 は水素原子、アルキル基、芳香
族基、不飽和アルキル基、ハロアルキル基、OH基また
はアルコキシル基等の加水分解性基を表す)ものであ
り、OH基もしくは加水分解性基を分子内に 1個以上含
むものである。これらのシリコーン化合物は単一の分子
量である必要はなく、また、いかなる平均分子量のもの
でも用いることができる。
【0012】また、(b )Si に直結したOH基もしく
は加水分解性基を分子内に 1個以上有するオルガノシラ
ン化合物としては、次の一般式で示されるものが使用さ
れ、これらは単独又は 2種以上混合して使用することが
できる。
【0013】
【化2】 (但し、式中R3 、R4 、R5 、R6 はアルキル基、芳
香族基、OH基またはアルコキシル基等の加水分解性基
を表し、R4 〜R6 のうち少なくとも 1個はOH基もし
くは加水分解性基である) 上述した硬化触媒は、(a )有機基を有するアルミニウ
ム化合物と(b )Siに直結したOH基もしくは加水分
解性基を分子内に 1個以上有するシリコーン化合物又は
オルガノシラン化合物を併用することが、本発明の目的
達成上重要なことである。
【0014】本発明に用いる(C)絶縁性粉末として
は、アルカリ金属イオン、ハロゲンイオン等の不純物を
含まないことが望ましい。このために必要であればイオ
ン交換水あるいはイオン交換樹脂で洗浄し不純物を取り
除くこともできる。具体的な絶縁性粉末としては、カー
ボランダム、炭化硼素、窒化硼素、窒化アルミニウム、
窒化チタン等の非酸化物セラミック粉末、ベリウム、マ
グネシウム、アルミニウム、チタン、シリコン等の酸化
物粉末が挙げられ、これらは単独又は 2種以上混合して
使用することができる。これらの絶縁性粉末は、いずれ
も平均粒径10μm以下であることが望ましい。平均粒径1
0μm を超えると組成物の性状がペースト状にならず、
塗布性能が低下し好ましくない。
【0015】本発明に用いる絶縁性ペーストは、上述し
たエポキシ樹脂、硬化触媒および絶縁性粉末を必須成分
とするが、本発明の目的に反しない限り、また、必要に
応じて粘度調整用の少量の溶剤、消泡剤、カップリング
剤、その他の添加剤を配合することができる。その溶剤
としては、ジオキサン、ヘキサノン、酢酸セロソルブ、
エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、ブチルセロソル
ブアセテート、ブチルカルビトールアセテート、イソホ
ロン等が挙げられ、これらは単独又は 2種以上混合して
使用することができる。これらの溶剤はエポキシ樹脂に
対して 2重量%以下の割合で添加配合することが望まし
い。配合量が 2重量%を超えるとボイドが発生しやすく
なり好ましくない。
【0016】この絶縁性ペーストは、常法に従い上述し
た各成分を十分混合した後、更に例えば三本ロール等に
よる混練処理を行い、その後減圧脱泡して製造すること
ができる。こうして製造した絶縁性ペーストは、シリン
ジに充填しディスペンサーを用いてリードフレーム上に
吐出させ半導体チップをマウントした後、短時間で硬化
させて、半導体装置を製造することができる。
【0017】
【作用】本発明の半導体装置は、エポキシ樹脂、特定の
硬化触媒および絶縁性粉末を必須成分とする絶縁性ペー
ストを用いることによって、短時間にチップを強固に接
着固定するとともに、特に接着性に優れ、ポイドの発生
がなく、大型チップの反り変形のない半導体装置を製造
することが可能となったものである。
【0018】
【実施例】次に本発明を実施例によって説明するが、本
発明はこれらの実施例って限定されるものではない。以
下の実施例および比較例において「部」とは特に説明の
ない限り「重量部」を意味する。
【0019】実施例1 エポキシ樹脂YL−980(油化シェルエポキシ社製、
商品名)29部、アルミニウムトリスアセチルアセトネー
ト 0.5部、ジフェニルジエトキシシラン 1部および絶縁
性粉末69.5部を混合し、さらにディスパーで混練して絶
縁性ペースト(A)を製造した。
【0020】実施例2 エポキシ樹脂YL−980(油化シェルエポキシ社製、
商品名)29部、フェニルグリシジルエーテル 1部、アル
ミニウムトリスエチルアセトネート 1部、ジフェニルジ
メトキシシラン 1部および絶縁性粉末68部を混合し、さ
らにディスパーで混練して絶縁性ペースト(B)を製造
した。
【0021】実施例3 エポキシ樹脂エピコート807(油化シェルエポキシ社
製、商品名)28部、フェニルグリシジルエーテル 1部、
アルミニウムトリスエチルアセトネート 0.5部、γ−グ
リシドキシプロピルトリメトキシシラン 2部および絶縁
性粉末68.5部を混合し、さらにディスパーで混練して絶
縁性ペースト(C)を製造した。
【0022】比較例1 市販のエポキシ樹脂ベースの溶剤型絶縁性ペースト
(D)を入手した。
【0023】実施例1〜3および比較例で得た絶縁性ペ
ースト(A)、(B)、(C)および(D)を用いて、
半導体チップとリードフレームとを接着硬化させて半導
体装置を製造した。これらについて、接着強度、ボイド
の有無、チップの反り、ブリード、チップクラックにつ
いて試験を行った。これらの結果を表1に示したが、い
ずれも本発明が優れており、本発明の顕著な効果が認め
られた。
【0024】
【表1】 *1 :銀メッキしたリードフレーム上に 4×12mm角の半
導体チップを接続し、25℃の温度でテンションゲージを
用いて測定した。 *2 :シリコンチップ裏面のボイドについて目視で調査
した。○印…ボイドなし。 *3 :硬化後の半導体チップの表面における反りを測定
した。 *4 :硬化後の接着層におけるブリードの有無を評価し
た。○印…良好、×印…不良。 *5 : 4×12mm角の半導体チップを接着固定した半導体
装置10個を−65℃× 0.5H+− 150℃× 0.5Hの冷熱サ
イクルを 100回繰り返した後、開封してチップクラック
をした半導体装置の数を確認した。
【0025】
【発明の効果】以上の説明および表1から明らかなよう
に、本発明の半導体装置は、半導体チップの接着性に優
れ、耐ブリード性等がよく、また、反りやボイドの発生
がなく、アルミニウム電極の腐食による断線不良のな
い、半導体チップの大型化と表面実装に対応した信頼性
の高いものである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (A)多官能エポキシ樹脂を80%以上含
    むエポキシ樹脂、 (B)硬化触媒として(a )有機基を有するアルミニウ
    ム化合物および(b )Si に直結したOH基もしくは加
    水分解性基を分子内に 1個以上有するシリコ―ン化合物
    又はオルガノシラン化合物、 (C)絶縁性粉末を必須成分とする絶縁性ペーストを用
    いて、半導体チップとリードフレームとを接着固定して
    なることを特徴とする半導体装置。
JP6095609A 1994-04-08 1994-04-08 半導体装置 Pending JPH07283246A (ja)

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JP6095609A JPH07283246A (ja) 1994-04-08 1994-04-08 半導体装置

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JP6095609A Pending JPH07283246A (ja) 1994-04-08 1994-04-08 半導体装置

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997022994A1 (en) * 1995-12-15 1997-06-26 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Method and device for electronic parts mounting and dispenser used therefor

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997022994A1 (en) * 1995-12-15 1997-06-26 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Method and device for electronic parts mounting and dispenser used therefor
US6206066B1 (en) 1995-12-15 2001-03-27 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Apparatus for mounting an electronic component
KR100317154B1 (ko) * 1995-12-15 2002-02-28 모리시타 요이찌 전자부품의조립방법과이에사용되는장치및디스펜서
US6527905B1 (en) 1995-12-15 2003-03-04 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Method for mounting electronic components and apparatus and dispenser used in the method

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