JPH10183096A - 接着剤、これを用いた半導体装置及びその製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐熱性、リフロークラックに対する耐性等の
特性に優れ、生産性にも優れた半導体装置に好適な接着
剤、リフロークラックに対して高い耐性を有する半導体
装置及びこの半導体装置を、優れた生産性で、高い加工
温度を必要とせず製造する方法を提供する。 【解決手段】 ガラス転移温度が８０〜２００℃であ
り、３００℃における溶融粘度が２００〜１０，０００
Pa・sであるポリイミド系樹脂を溶剤に溶解してなる接着
剤、金属フレームと半導体素子が前記の接着剤を用いて
接着された構造を有する半導体装置及び金属フレーム又
は半導体素子の接着面に前記の接着剤を塗布して半導体
素子を接着し、その後、ワイヤボンディングし、樹脂で
封止することを特徴とする半導体装置の製造法。

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、これを用
いた半導体装置及びその製造法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ＩＣなどの半導体装置では、信頼
性の要求が益々高まっている。一方で、パッケージの薄
型化、小型化が進行し、いわゆる表面実装法による基板
への取付が行われるが、これは赤外線リフロー炉などを
利用するため、半導体装置への熱負荷は一層過酷なもの
となっている。こうした状況から、実装時にリフロー炉
内で半導体装置内部に吸収された水分が膨張し、封止材
を剥離させ半導体装置にクラックを発生させる（以下、
リフロークラックと表現する）現象が問題となってい
る。

【０００３】ＩＣの製造工程においては、半導体素子を
保持し固定するためにリードフレームの一部であるいわ
ゆるダイパッドに接着剤を用いて、半導体素子を接合す
る（以下この工程をダイボンディングと表現する）。そ
の後の工程で半導体素子をリードフレームに電気的に接
続するが（ワイヤーボンド工程）、この際に金線で接続
するため、一般的に３００℃近い温度に加熱される。

【０００４】ダイボンディング用の接着剤としては、熱
硬化性のエポキシ樹脂に銀粉などのフィラーを充填した
いわゆる銀ペーストなどの接着剤（ダイボンディング
材）が広く用いられている。これらのダイボンディング
材は、液状であり塗布が容易であり、短時間で耐熱性に
優れた接着層を形成する事から広く用いられている。

【０００５】しかし、エポキシ樹脂系のダイボンディン
グ材は、硬化時の揮発分、熱分解ガスの発生が多く、チ
ップ周辺を汚染し封止材との密着性を悪化させたり、接
着剤の吸水量が多いなどの欠点があるため、リフローク
ラックを起こし易いといった問題がある。特に、使用さ
れるチップのサイズが大きくなった場合には、吸水量の
増加、硬化収縮に伴う熱応力の増大などから、更にリフ
ロークラックを起こし易くなる。

【０００６】これに対して芳香族ポリイミドは、優れた
耐熱性、電気特性を有していることから半導体装置にお
いても様々な形で用いられており、芳香族ポリイミドを
用いてダイボンディングを行う方法も種々検討されてい
る。しかし、高い耐熱性を持つ従来の芳香族ポリイミド
は、汎用溶剤に溶解しないため、ポリアミド酸の形で塗
布し長時間を掛けてイミド化させるか、又は一旦フィル
ム状に加工したポリイミドをチップに接着し更にリード
フレームと接着させるなどが必要であるため、工程が煩
雑になり生産性に劣り、しかもワイヤーボンド工程の温
度を超える非常に高い加工温度が必要とされるため、銅
フレームなど酸化劣化に弱い金属フレームでは使用でき
ないなどの問題がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】以上に述べた様に、ダ
イボンディング材として従来用いられてきたエポキシ樹
脂は、耐熱性、リフロークラックに対する耐性等に問題
があり、芳香族ポリイミドは、生産性が低い、高い加工
温度を必要とするなどといった問題があった。本発明
は、これらの課題を解決するものである。

【０００８】即ち、請求項１記載の発明は、耐熱性、リ
フロークラックに対する耐性等の特性に優れ、生産性に
も優れた半導体装置に好適な接着剤を提供する。請求項
２記載の発明は、請求項１記載の発明の効果に加え、よ
り優れたリフロークラックに対する耐性等を示す、半導
体装置に好適な接着剤を提供する。請求項３記載の発明
は、請求項２記載の発明の効果に加え、さらに優れたリ
フロークラックに対する耐性等を示す、半導体装置に好
適な接着剤を提供する。請求項４記載の発明は、請求項
３記載の発明の効果に加え、さらに優れたリフロークラ
ックに対する耐性等を示す、半導体装置に好適な接着剤
を提供する。請求項５記載の発明は、リフロークラック
に対して高い耐性を有する半導体装置を提供する。請求
項６記載の発明は、請求項５記載の発明の効果に加え、
さらに特定の形態で金属フレームに接着することによ
り、リフロークラックに対してより高い耐性を有する半
導体装置を提供する。請求項７記載の発明は、リフロー
クラックに対して高い耐性を有する半導体装置を、優れ
た生産性で、高い加工温度を必要とせず製造する方法を
提供する。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、ガラス転移温
度が８０〜２００℃であり、３００℃における溶融粘度
が２００〜１０，０００Pa・sであるポリイミド系樹脂を
溶剤に溶解してなる接着剤に関する。

【００１０】また本発明は、前記ポリイミド系樹脂が、
一般式（Ｉ）

【化３】 （式中、Ｒ¹は二価の有機基を示し、ｍは２〜２０の整
数を示す）で表される繰り返し単位を有するポリイミド
系樹脂である接着剤に関する。

【００１１】また本発明は、ポリイミド系樹脂が、一般
式（Ｉ）で示される繰り返し単位及び一般式（II）

【化４】 （式中、Ｒ²は二価の有機基を示し、ｎは４〜１２の整
数を示す）で表される繰り返し単位を有するポリイミド
系樹脂である接着剤に関する。

【００１２】また本発明は、前記一般式（Ｉ）で示され
る繰り返し単位の量がポリイミド系樹脂の繰り返し単位
総量の４０〜９０モル％であり、一般式（II）で示され
る繰り返し単位の量がポリイミド系樹脂の繰り返し単位
総量の５〜２０モル％である接着剤に関する。

【００１３】また本発明は、金属フレームと半導体素子
が前記接着剤を用いて接着された構造を有する半導体装
置に関する。また本発明は、前記金属フレームとして、
接着面に半導体素子の一部が露出する形状のものを用い
る半導体装置に関する。さらに本発明は、金属フレーム
又は半導体素子の接着面に前記接着剤を塗布して半導体
素子を接着し、その後、ワイヤボンディングし、樹脂で
封止することを特徴とする半導体装置の製造法に関す
る。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の接着剤で用いられるポリ
イミド系樹脂は、ガラス転移温度（以下Ｔｇとする）が
８０〜２００℃であり、３００℃における溶融粘度が２
００〜１０，０００Pa・sであり、本質的に熱可塑性のも
のである。ここで、ＴｇはＤＳＣ（示差走査熱量計）に
より昇温速度１０℃/minで測定された値をいう。Ｔｇが
８０℃未満では、高温での接着力が不足し、吸水性が増
しリフロークラックを起こす。一方、Ｔｇが２００℃を
超えると、十分な接着力を得るために３００℃を超える
高い接着温度が必要となってしまう。これらのバランス
の点から、Ｔｇは８０〜１５０℃が好ましく、１００〜
１５０℃がより好ましい。

【００１５】また、３００℃における溶融粘度が２００
Pa・s未満では、ダイボンディング又はワイヤーボンディ
ング工程において接着剤が流出し加熱ステージを汚染す
ることがあり、また、ワイヤーボンディング工程におい
てチップが移動するなどの問題が生じる。一方、１０，
０００Pa・sを超えると、凝集力が高くなりすぎ十分な接
着力が得られない。これらのバランスの点から、溶融粘
度は５００〜１０，０００Pa・sが好ましく、１，０００
〜８，０００Pa・sがより好ましい。

【００１６】上記の特性を有するポリイミド系樹脂とし
ては、例えば、前記一般式（Ｉ）で表される繰り返し単
位を有するポリイミド系樹脂があり、これを用いると、
ポリイミド系樹脂の耐熱性を損なうことなくＴｇを上記
範囲とすることができ、良好なリフロークラック耐性が
得られるので好ましい。このような繰り返し単位を有す
るためには、一般式（III）

【化５】 （式中、ｍは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を酸成分として用いればよい。

【００１７】このようなテトラカルボン酸二無水物とし
ては、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）、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（トリメリテート二無水物）、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）、１，１
８−（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、これらを２種以上併用してもよい。こ
れらは、ポリイミド系樹脂に用いるカルボン酸成分の総
量に対して４０〜１００モル％用いるのがリフロークラ
ック耐性に優れるので好ましく、４０〜９５モル％用い
るのがより好ましい。即ち、一般式（Ｉ）で示される繰
り返し単位がポリイミド系樹脂の繰り返し単位総量中に
４０〜１００モル％となるのが好ましく、４０〜９５モ
ル％となるのがより好ましい。なお、ここで、繰り返し
単位とは、ポリイミド樹脂中、１分子のジアミンと１分
子のテトラカルボン酸又はジカルボン酸による鎖の単位
をいう。

【００１８】さらに、前記ポリイミド系樹脂が、一般式
（Ｉ）で示される繰り返し単位及び前記一般式（II）で
表される繰り返し単位を有するポリイミド系樹脂である
と、ポリイミドの溶剤溶解性が改良され、またＴｇを低
下させることができ、リフロークラック耐性及び接着性
がさらに優れるので好ましい。

【００１９】一般式（II）で示される繰り返し単位を有
するためには、一般式（IV）

【化６】 （式中、ｎは４〜１２の整数を示す）で表されるジカル
ボン酸を酸成分の一部として用いればよい。

【００２０】このようなジカルボン酸としては、アジピ
ン酸（ｎ＝４）、ピメリン酸（ｎ＝５）、スベリン酸
（ｎ＝６）、アゼライン酸（ｎ＝７）、セバシン酸（ｎ
＝８）、ドデカン２酸（ｎ＝１２）などを挙げることが
できる。これらを２種以上併用してもよい。これらは、
ポリイミド系樹脂に用いるカルボン酸成分の総量に対し
て５〜２０モル％用いるのがリフロークラック耐性に優
れるので好ましく、８〜１５モル％用いるのがより好ま
しい。即ち、一般式（II）で示される繰り返し単位がポ
リイミド系樹脂の繰り返し単位総量に対して５〜２０モ
ル％となるのが好ましく、８〜１５モル％となるのがよ
り好ましい。

【００２１】さらに上記以外のカルボン酸成分を併用す
ることができるが、これらとしては、３，３′，４，
４′−テトラカルボキシベンゾフェノン、ビス（３，４
−ジカルボキシフェニル）ジメチルシラン、１，２，
３，４−ブタンテトラカルボン酸、ビス（エキソ−ビシ
クロ〔２，２，１〕ヘプタン−２，３−ジカルボン酸）
スルホン、２，２−ビス（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、１，３−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）、ピロメリット酸、３，
３′，４，４′−ビフェニルテトラカルボン酸、２，
３，３′，４′−ベンソフェノンテトラカルボン酸、
２，３，６，７−テトラカルボキシナフタレン、２，
２’−ビス（３、４−ジカルボキシフェニルプロパン、
３，４，９，１０−ペリレンテトラカルボン酸、ベンゼ
ン−１，２，３，４−テトラカルボン酸、２，６−ジク
ロルナフタレン−１，４，５，８−テトラカルボン酸、
ピロリジン−２，３，４，５，−テトラカルボン酸など
のテトラカルボン酸の二無水物が好ましいものとして挙
げることができる。中でも、３，３′，４，４′−テト
ラカルボキシベンゾフェノン、ビス（３，４−ジカルボ
キシフェニル）ジメチルシラン、２，２−ビス（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
ロパン等は、得られる樹脂のＴｇを低下させる効果が高
いので好ましい。

【００２２】前記一般式（Ｉ）又は（II）で示される構
造におけるＲで示される二価の有機基は、ジアミン成分
に起因する基であり、本発明のポリイミド系樹脂のＴｇ
及び溶融粘度を満たすように選択される。前記ジアミン
としては、２，２−ビス（３−アミノフェニル）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、１，６−ジアミノヘキサン、１，１２
−ジアミノドデカンなどのα，ω−ジアミノアルカン、
ｍ−キシリレンジアミン、２，２−ビス（３−アミノフ
ェニル）ヘキサフルオロプロパン、１，１−ビス（４−
（４−アミノフェノキシ）フェニル）シクロヘキサン、
１，３−ビス（３−アミノプロピル）テトラメチルジシ
ロキサン、ｏ−フェニレンジアミン、３，３′−ジアミ
ノジフェニルエーテル、３，３′−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メタ
ン、３，３′−ジアミノジフェニルスルホン、３，３′
−ジアミノジフェニルケトンなどを用いることができ
る。これらのなかで、１，１２−ジアミノドデカン、
３，３′−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等は、得られる樹脂のＴｇを低
下させる効果が高いので好ましい。

【００２３】本発明で用いるポリイミド系樹脂の原料に
は、通常、上記テトラカルボン酸二無水物及びジアミ
ン、さらに必要に応じてジカルボン酸が用いられ、一般
にカルボン酸とアミンの割合は、一方を他方に対して１
０モル％過剰の範囲内で使用することが好ましく、当量
で使用することが最も好ましい。また、原料として、酸
成分として、テトラカルボン酸自体、これから誘導され
る低級アルコールエステル、酸ハロゲン化物等、アミン
成分として相当するアミンを誘導し得るイソシアネート
化合物、低級カルボン酸アミドなどを用いることもでき
る。

【００２４】ポリイミドの合成方法としては、本発明の
ポリイミド系樹脂を溶解し得る溶剤、例えば、沸点が１
５０℃以上のＮ−メチルピロリドンなどの溶剤中で、カ
ルボン酸無水物とアミンを常温にて反応させ、前駆体で
あるポリアミド酸を合成し、さらにこれを加熱して脱水
閉環させる方法が用いられる。また、無水酢酸等の酸無
水物を用いて脱水閉環させる方法、無水酸とイソシアネ
ートを反応させる方法などの合成方法を用いることも可
能である。

【００２５】また、ジカルボン酸を併用する場合、その
添加方法としては、あらかじめジカルボン酸とジアミン
をアミン過剰で反応させアミノ末端を持つポリアミドを
合成し、これをジアミンの一部として添加することがで
きる。前駆体であるポリアミド酸を加熱して脱水閉環さ
せるには、１２０〜２５０℃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。熱処理する方法の場
合、通常、脱水反応で生じる水を系外に除去しながら行
うことができる。

【００２６】なお、本発明で用いられるポリイミド系樹
脂としては、全ての繰り返し単位が脱水閉環しイミド化
していることが好ましいが、前記樹脂物性を満たす範囲
において、ポリアミド酸又はその誘導体の繰り返し単位
が残存していてもよい。この場合、ポリイミド系樹脂の
繰り返し単位総量中の２０モル％以下が好ましい。ポリ
アミド酸又はその誘導体の繰り返し単位がこれを超える
と、接着力が低下する傾向にあり、また吸水率が上昇す
る傾向にある。

【００２７】前述のポリイミド系樹脂を溶解する溶剤と
しては、前記樹脂を溶解でき塗布後に蒸発させることが
できる溶剤であれば特に限定されない。例えば、Ｎ−メ
チルピロリドン、ジメチルアセトアミド、ジメチルスル
フォキシド、ジオキサン、ジグライム等を挙げることが
できる。これらは前記ポリイミド系樹脂との総量に対し
て、良好な接着層を形成できる点で、１０〜７０重量％
とするのが好ましく、２０〜５０重量％とするのがより
好ましい。

【００２８】また、前記の、一般式（Ｉ）で示される繰
り返し単位の量が繰り返し単位総量の４０〜９０モル％
であり、一般式（II）で示される繰り返し単位の量が繰
り返し単位総量の５〜２０モル％であるポリイミド系樹
脂は、シクロヘキサノン、キシレン、ＴＨＦなどの汎用
溶剤にも溶解できる為、環境及び作業者への影響を低減
することができ、かつポリイミドの溶剤溶解性に優れ固
形分濃度を高めることもでき、さらに接着剤の乾燥時間
を短くできるため、より高い生産性が得られるので好ま
しい。

【００２９】なお、接着剤を得る方法としては、合成時
に得られたポリイミド系樹脂の溶液をそのまま接着剤と
して用いても構わないし、溶液をポリイミドの貧溶媒で
ある、メタノール、水などに投入して一旦ポリイミド系
樹脂を単離して、再度溶剤に溶解しても良い。また、必
要に応じて、接着剤の常温での接着力の改良を目的とし
て、シランカップリング剤、チタンカップリング剤、金
属のアセチルアセトン錯体など一般に用いられる添加剤
を添加してもよい。さらに、耐熱性、接着性等をさらに
改良するために、エポキシ樹脂等を併用してもよく、こ
の場合、前記ポリイミド系樹脂との総量に対して、２０
重量％以下とするのがリフロークラック耐性等の面で好
ましい。

【００３０】以上により得られた接着剤を用いた半導体
装置の製造法において、接着は、予めシリコンウェーハ
ー等の半導体素子又は金属フレームの接着面に接着剤を
塗布し、溶剤を蒸発させておき、ダイボンディング時に
加熱することにより極めて短い時間で行うことが出来
る。加熱温度としては１５０〜３５０℃が接着力とフレ
ームの酸化のバランスの点で好ましい。また、接着剤を
予めフレーム等に塗布せずに使用する方法として、接着
剤のディスペンス装置とダイボンディング装置をインラ
イン上に配した装置を用い、前記接着剤を金属フレーム
上にディスペンスする工程と、ダイボンディング工程の
間に溶剤を蒸発させるための加熱工程を設けると、銀ペ
ーストと同等以上の生産性を実現することが出来るので
好ましい。

【００３１】図１に、本発明において用いられる金属フ
レームのタブ形状と半導体装置の接着状態を示す金属フ
レーム側からみた平面図（ａ，ｂ，ｃ）及び斜視図
（ｄ）を示す。金属フレームとしては、接着面積が小さ
く半導体素子の一部が金属フレームとの接着面側に露出
するタブ形状のフレーム（図１のａ，ｂ，ｄ）が好まし
い。ａ及びｂは、金属フレーム１とシリコンチップ２が
接着された状態の、金属フレーム側からの平面図であ
り、半導体素子の一部が金属フレームとの接着面側に露
出していることがわかる。一般に半導体素子と封止用樹
脂の接着力は、金属フレームと封止用樹脂のそれより高
いため、前記のように半導体素子の裏面を露出させた場
合、水分の膨張によるリフロークラックを抑制すること
ができる。また上記形状では金属フレームと半導体素子
の接着面積を抑えることができるので、吸水しやすい接
着剤自体の量と応力の集中する接着部分を減少でき、リ
フロークラック耐性を改善することができる。なお、図
１のｃは半導体素子が金属フレームとの接着面側に全く
露出しない形状の金属フレームを用いたものである。

【００３２】また、金属フレームは、ワイヤーボンディ
ング工程において加熱により半導体素子が移動すること
を防ぐためには、前記図１のａ若しくはｂの形状のよう
に金属フレーム下面よりチップを吸引出来る形状又は、
図１のｄ（シリコンチップ２を上面から金属フレーム１
で抑えた形態を示す斜視図である）に示すようにシリコ
ンチップを上面から金属フレームで抑えて固定した形状
であることが好ましい。その後、通常のワイヤボンディ
ング工程及び封止用樹脂による封止工程を経て本発明の
半導体装置を得ることができる。

【００３３】

【実施例】以下、実施例により本発明を詳細に説明す
る。 合成例１ ポリアミドの合成 加熱冷却装置、撹拌装置及び環流装置を備えた反応器に
水分を含まないＮ−メチルピロリドン１８０．０ｇ及び
キシレン１２０．０ｇを入れ、これに乾燥した２，２−
ビス（４−（４−アミノフェノキシ）フェニル）プロパ
ン（以下ＢＡＰＰと表記する）１２３．０ｇ及びセバシ
ン酸４０．４ｇを加えた。これを１００℃に加熱し２時
間反応させ、さらに１６０℃に加熱して環流装置を１２
０℃に保ち３時間反応させてポリアミド溶液を得た。溶
液の固形分は、５０重量％であり、溶液のアミノ基量と
固形分から計算されるポリアミドのアミノ基当量は８０
０g/eqであった。

【００３４】合成例２ ポリイミドａの合成 加熱冷却装置、撹拌装置及び環流装置を備えた反応器に
水分を含まないＮ−メチルピロリドン４４１．２ｇを入
れ、これに乾燥したジアミン（ＢＡＰＰ）３４．９ｇを
溶解し、さらに合成例１で合成したポリアミド溶液１
６．０ｇを加えた。さらに乾燥したデカメチレンビスト
リメリテート無水物（以下ＤＢＴＡと表記する）４７．
０ｇを反応器を２０℃以下に冷却しながら加えて４時間
反応させ、ポリアミド酸溶液を得た。これを１８０℃に
加熱し環流装置を１２０℃に保ち、３時間反応させてポ
リイミド溶液を得た。溶液を撹拌された水中に投じてポ
リイミドを析出させ、さらにこれを８０℃で減圧乾燥し
ポリイミドａを得た。得られたポリイミドａのガラス転
移温度は、１１８℃であり、３００℃での溶融粘度は
１，２００Pa・sであった。得られたポリイミドａを構成
するカルボン酸成分は、¹³Ｃ−ＮＭＲにより分析し検量
線を作成してカルボニル炭素を定量して求めたところ
（以下同様の方法で分析した）、ＤＢＴＡ９０モル％、
セバシン酸１０モル％であった。なお、溶融粘度はフロ
ーテスターを用いて１０³sec~¹の剪断速度で測定した。

【００３５】合成例３ ポリイミドｂの合成 材料として、Ｎ−メチルピロリドン５０２．６ｇ、３，
３′−ジアミノジフェニルスルフォン２４．８ｇ及び
２，３，３′，４′−テトラカルボキシジフェニルエー
テル３１．０ｇを用いたほかは合成例２と同様にしてポ
リイミドｂを得た。得られたポリイミドのガラス転移温
度は２４２℃であり、３００℃での溶融粘度は２４，０
００Pa・sであった。

【００３６】合成例４ ポリイミドｃの合成 材料として、Ｎ-メチルピロリドン３７０．０ｇ、ＢＡ
ＰＰ４１．０ｇ及びＤＢＴＡ５２．２ｇを用いたほかは
合成例２と同様にしてポリイミドｃを得た。得られたポ
リイミドのガラス転移温度は１２２℃であり、３００℃
での溶融粘度は２，８００Pa・sであった。得られたポリ
イミドｃを構成するカルボン酸成分は、ＤＢＴＡ１００
モル％である。

【００３７】合成例５ ポリイミドｄの合成 材料として、Ｎ−メチルピロリドン３６６．７ｇ、ＢＡ
ＰＰ１６．４ｇ、合成例１で合成したポリアミド溶液６
４．０ｇ及びＤＢＴＡ３１．３ｇを原料として用いたほ
かは合成例２と同様にしてポリイミドｄを得た。得られ
たポリイミドｄのガラス転移温度は１０８℃であり、３
００℃での溶融粘度は２０Pa・sであった。得られたポリ
イミドｄを構成するカルボン酸成分は、ＤＢＴＡ６０モ
ル％、セバシン酸４０モル％であった。

【００３８】合成例６ ポリイミドｅの合成 材料として、Ｎ−メチルピロリドン４４１．２ｇ、ＢＡ
ＰＰ３４．９ｇ、合成例１で合成したポリアミド溶液１
６．０ｇ、ＤＢＴＡ２６．１ｇ及び２，３，３′，４′
−テトラカルボキシジフェニルエーテル１５．５ｇを原
料として用いたほかは合成例２と同様にしてポリイミド
ｅを得た。得られたポリイミドｅのガラス転移温度は１
４８℃であり、３００℃での溶融粘度は２２００Pa・sで
あった。得られたポリイミドｅを構成するカルボン酸成
分は、ＤＢＴＡ５０モル％、セバシン酸１０モル％、
２，３，３′，４′−テトラカルボキシジフェニルエー
テル４０モル％であった。

【００３９】合成例７ ポリイミドｆの合成 材料として、Ｎ−メチルピロリドン４４１．２ｇ、４，
４′−ビス（４，４′−ビスアミノフェノキシ）アセト
フェノン１２．４ｇ、ＢＡＰＰ１４．４ｇ、合成例１で
合成したポリアミド溶液１６．０ｇ及びＤＢＴＡ４１．
８ｇを原料として用いたほかは合成例２と同様にしてポ
リイミドｆを得た。得られたポリイミドｆのガラス転移
温度は１３５℃であり、３００℃での溶融粘度は３００
０Pa・sであった。得られたポリイミドｆを構成するカル
ボン酸成分は、ＤＢＴＡ９０モル％、セバシン酸１０モ
ル％であった。

【００４０】実施例１〜５及び比較例１〜３（接着剤） 得られたポリイミドを表１に示した不揮発分濃度で溶解
して接着剤を製造した。

【００４１】

【表１】

【００４２】実施例６〜１１及び比較例４〜６（半導体
装置） 前記接着剤を使用し、半導体装置を製造した。図２は、
ここで用いた半導体装置の製造装置の一部を示す概念図
である。図２において金属フレーム１は、搬送装置３に
よりディスペンサー４の位置に移動し、接着剤５を塗布
される。接着剤５を塗布された金属フレーム１はさらに
移動し、加熱ステージ６で加熱され接着剤の溶剤が蒸発
しポリイミドの層が形成される。次に、この金属フレー
ム１は、加熱ステージ７を備えたダイボンダー８におい
て加熱され、これにチップ２を圧着してダイボンディン
グを行う。次いで、チップ２と金属フレーム１のリード
がワイヤーボンダー９にてワイヤーボンドされる。この
時、加熱ステージ１０に吸引装置１１を設けチップ２を
吸引する事により、チップの移動を防止する事ができ
る。

【００４３】具体的には、まず、ディスペンサー４にお
いて接着剤を塗布した。このときの糸引きによるフレー
ム１の他の部分への接着剤の付着を評価し、付着のない
ものを○、付着のあるものを×として表２に示した。加
熱ステージ６では、２００℃、２０秒間加熱し溶剤を蒸
発させ、さらにダイボンダー８に移動し、加熱ステージ
７で２８０℃に加熱し、加熱ステージ上にて金属フレー
ム１に５mm角のチップ２を載せ、１３０ｇの荷重を１０
秒間加えチップ２を接着した。この工程を２０回行った
後の、加熱ステージ７の汚染性を、加熱ステージへの樹
脂の付着が目視により認められないものを○、付着の認
められたものを×として評価し、また、金属フレーム１
とチップ２の常温での剥離接着力をテンションゲージを
用いて評価し、表２に示した。常温での接着力が１００
ｇ／チップ以下では移動時にチップの剥離が起こる場合
がある。

【００４４】さらにチップ２が接着された金属フレーム
１を加熱ステージ１０に吸引装置１１を備えたワイヤー
ボンダー９において３２０℃に加熱した状態でワイヤー
ボンディングした。このときのワイヤーの接着状態につ
いて評価しワイヤーボンド性として、ズレ及びワイヤの
剥離のないものを○、ズレ又はワイヤの剥離のあるもの
を×として表２に示した。つづいて、組み立てたものを
トランスファーモールド装置にて樹脂封止し半導体装置
を製造した。封止材としては、日立化成工業(株)製ＣＥ
Ｌ−９２００を用いた。

【００４５】リフロークラック耐性を評価するため、製
造した半導体装置を８５℃、湿度８５％で吸湿させ、赤
外線リフロー炉で２４０℃、１０秒処理した。半導体装
置が１０％以上に膨れるかクラックが生じた時間を耐リ
フロー時間として測定した。その結果を表２及び表３に
示した。

【００４６】

【表２】

【００４７】

【表３】

【００４８】

【発明の効果】請求項１記載の接着剤は、耐熱性、リフ
ロークラックに対する耐性等の特性に優れ、しかも生産
性に優れるので、半導体装置に好適である。請求項２記
載の接着剤は、請求項１記載の接着剤の効果を奏し、さ
らに、より優れたリフロークラックに対する耐性等を示
す。請求項３記載の接着剤は、請求項２記載の接着剤の
効果を奏し、さらに優れたリフロークラックに対する耐
性等を示す。請求項４記載の接着剤は、請求項３記載の
接着剤の効果を奏し、さらに優れたリフロークラックに
対する耐性を示し、また固形分濃度を高めることができ
るので乾燥時間を短くでき、生産性を高めることができ
る。請求項５記載の半導体装置は、リフロークラックに
対して高い耐性を有する。請求項６記載の半導体装置
は、請求項５記載の半導体装置の効果を奏し、さらに特
定の形態の金属フレームに接着することにより、リフロ
ークラックに対してより高い耐性を有する。請求項７記
載の半導体装置の製造法は、リフロークラックに対して
高い耐性を有する半導体装置を、優れた生産性で、高い
加工温度を必要とせず製造できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明において用いられる金属フレームのタブ
形状と半導体素子の接着状態を示す、金属フレーム側か
ら見た平面図（ａ，ｂ，ｃ）及び斜視図（ｄ）である。

【図２】本発明において用いられる半導体装置の製造装
置の一例を示す、製造装置の一部の概念図である。

【符号の説明】

１ …金属フレーム ２ …チップ ３ …搬送装置 ４ …ディスペンサー ５ …接着剤 ６ …加熱ステージ ７ …加熱ステージ ８ …ダイボンダー ９ …ワイヤボンダー １０…加熱ステージ １１…吸引装置

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガラス転移温度が８０〜２００℃であ
   り、３００℃における溶融粘度が２００〜１０，０００
   Pa・sであるポリイミド系樹脂を溶剤に溶解してなる接着
   剤。
2. 【請求項２】 ポリイミド系樹脂が、一般式（Ｉ） 【化１】 （式中、Ｒ¹は二価の有機基を示し、ｍは２〜２０の整
   数を示す）で表される繰り返し単位を有するポリイミド
   系樹脂である請求項１記載の接着剤。
3. 【請求項３】 ポリイミド系樹脂が、一般式（Ｉ）で示
   される繰り返し単位及び一般式（II） 【化２】 （式中、Ｒ²は二価の有機基を示し、ｎは４〜１２の整
   数を示す）で表される繰り返し単位を有するポリイミド
   系樹脂である請求項２記載の接着剤。
4. 【請求項４】 一般式（Ｉ）で示される繰り返し単位の
   量がポリイミド系樹脂の繰り返し単位総量の４０〜９０
   モル％であり、一般式（II）で示される繰り返し単位の
   量がポリイミド系樹脂の繰り返し単位総量の５〜２０モ
   ル％である請求項３記載の接着剤。
5. 【請求項５】 金属フレームと半導体素子が請求項１、
   ２、３又は４記載の接着剤を用いて接着された構造を有
   する半導体装置。
6. 【請求項６】 金属フレームとして、接着面に半導体素
   子の一部が露出する形状のものを用いる請求項５記載の
   半導体装置。
7. 【請求項７】 金属フレーム又は半導体素子の接着面に
   請求項１、２、３又は４記載の接着剤を塗布して半導体
   素子を接着し、その後、ワイヤボンディングし、樹脂で
   封止することを特徴とする半導体装置の製造法。