JPH10237156A - 半導体用ダイアタッチ樹脂ペースト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低汚染性及び耐半田クラック性に優れたダイ
ボンディング用樹脂ペーストを提供する。 【解決手段】（Ａ）式（１）又は式（２）で示されるシ
リコーンエポキシ樹脂、（Ｂ）脂環式エポキシ樹脂、
（Ｃ）カチオン重合系触媒および（Ｄ）無機フィラーを
必須成分とし、式（１）又は式（２）で示されるシリコ
ーンエポキシ樹脂が全エポキシ樹脂中少なくとも５重量
％以上であり、脂環式エポキシ樹脂が全エポキシ樹脂中
少なくとも５重量％以上であることを特徴とする半導体
用ダイアタッチ樹脂ペースト。 【化１】 【化２】

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＩＣ、ＬＳＩ等の
半導体素子を基板等に接着する樹脂ペーストに関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】近年のエレクトロニクス産業の著しい発
展に伴い、トランジスタ、ＩＣ、ＬＳＩ、超ＬＳＩと半
導体素子における回路の集積度は急激に増大している。
このため、半導体素子の大きさも、従来長辺が数ｍｍ程
度だったものが１０数ｍｍと飛躍的に増大している。
又、リードフレームは従来の４２アロイから、熱伝導性
も良く安価である銅材が主流となりつつある。一方、半
導体製品の実装は表面実装法になり、しかも高密度実装
化のため半導体製品自体の大きさは小さく、且つ薄くな
ってきている。このような半導体製品の動向に従い、半
導体製品の構成材料に対する要求性能も変化してきてお
り、半導体素子と金属フレームを接合するダイボンディ
ング用樹脂ペーストに対しても、従来要求されていた接
合の信頼性のみならず、大型チップと銅フレームの熱膨
張率の差に基づく熱応力を吸収緩和する応力緩和特性、
更に薄型パッケージでの表面実装に基づく耐半田クラッ
ク特性が要求され始めている。

【０００３】この様な耐半田クラック性のダイボンディ
ング用樹脂ペーストの条件としては、低応力性、低吸水
性、低汚染性の様な項目があげられる。これらの項目の
うち、低応力性、低吸水性に関しては樹脂、硬化剤、添
加剤等広汎にわたる研究開発がなされており実用化され
ている。一方、汚染性に関しては、一般にダイボンディ
ング用樹脂ペーストは、樹脂と無機充填材から構成され
ているが、塗布作業性を考慮するためにペーストの粘度
が限定される。樹脂は元来粘稠な液体、又は固形である
ため、ペースト化するには希釈剤を加え低粘度化する必
要がある。その希釈剤としては、例えば、モノエポキ
シ、脂肪族ポリエポキシ等の反応性希釈剤、又は溶剤で
代表される非反応性希釈剤がある。反応性希釈剤の場合
においては、ペーストの硬化中にアウトガスとして一部
が揮散し、基板、チップ表面等を汚染し易く、更に封止
樹脂組成物で封止したときの封止樹脂と基板やチップ表
面との密着性が悪くなり、封止樹脂組成物やペーストに
採用されている低応力性が生かされず、ストレスがかか
った時の界面剥離やパッケージクラックが起きやすくな
るという欠点があった。又、半田クラック性とは関係な
いが、反応性希釈剤は、揮発し易く一般に作業環境に難
点がある。このため硬化時に排気を十分にしなければな
らない等の問題があり、環境面で好ましくない。一方、
非反応性希釈剤を用いる場合は、基板、チップへの汚染
は殆どないが、ペースト層にボイドが発生し易い、ペー
スト厚みが一定しない等の問題があった。又、液状エポ
キシ樹脂、液状の硬化剤、銀粉及びその他の成分の組み
合わせがあるが、一般にリードフレームにペーストを塗
布する時に糸引き不良が発生し易く、実際の作業に適用
するには問題があった。従って希釈剤、又は溶剤を添加
しない低汚染性で、且つ耐半田クラック性に優れたペー
ストの開発が望まれていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、低汚染性及
び耐半田クラック性に優れたダイボンディング用樹脂ペ
ーストを提供するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、（Ａ）式
（１）又は式（２）で示されるシリコーンエポキシ樹
脂、（Ｂ）脂環式エポキシ樹脂、（Ｃ）カチオン重合系
触媒および（Ｄ）無機フィラーを必須成分とし、式
（１）又は式（２）で示されるシリコーンエポキシ樹脂
が全エポキシ樹脂中少なくとも５重量％以上であり、脂
環式エポキシ樹脂が全エポキシ樹脂中少なくとも５重量
％以上であることを特徴とする半導体用ダイアタッチ樹
脂ペーストである。

【０００６】

【化１】

【０００７】

【化２】

【０００８】本発明に用いる式（１）又は式（２）で示
されるシリコーンエポキシ樹脂は、低弾性率、低吸水率
の特徴を有してかつ構造中にジシロキサンユニットを有
するため接着性も優れている。式（１）又は式（２）中
のＲ₁、Ｒ₂の２価の脂肪族基は炭素数６以上のものは工
業化されていない。これらの中で式（１）ではＲ₁、Ｒ₂
としてはプロピレンが、式（２）ではＲ₁、Ｒ₂はエチレ
ンが好ましい。全エポキシ樹脂中に含まれる式（１）又
は式（２）のエポキシ樹脂は５重量％以上が好ましい。
５重量％未満では接着後のチップの反りが急激に大きく
なり、低応力性の特徴がなくなる。

【０００９】本発明に用いる式（１）又は式（２）以外
のエポキシ樹脂としては、例えばビスフェノールＡ、ビ
スフェノールＦやフェノールノボラックとエピクロルヒ
ドリンとの反応で得られるジグリシジルエーテルで常温
で液状のものが挙げられ、単独又は混合して用いても良
い。本発明に用いる脂環式エポキシ樹脂としては、エポ
キシシクロヘキシルメチル−エポキシシクロヘキサンカ
ルボン酸エステル、ジエポキシリモネンビス（エポキシ
シクロヘキシルメチル）のコハク酸、アジピン酸、セバ
チン酸など脂肪族２塩基酸のジエステル類、ビニルシク
ロヘキセンジオキサイド、ジシクロペンタジエンジオキ
サイド及びこれらの低級アルキル誘導体などが例として
挙げられるが全エポキシ中５重量％以上であることが好
ましい。５重量％未満であると粘度低下効果が乏しく作
業性が低下するので好ましくない。

【００１０】本発明の目的のためにはエポキシシクロヘ
キシルメチル−エポキシシクロヘキサンカルボン酸エス
テルタイプのものが高沸点で揮発することがなくしかも
低粘度であり特に好ましい。本発明で用いるカチオン重
合触媒は、ＢＦ₃，ＳｂＦ₆，ＰＦ₆，ＺｎＣｌ₂，ＳｎＣ
ｌ₄，ＦｅＣｌ₃，ＡｌＣｌ₃などとアミンの錯体を作っ
ているものがある。ここでは式（３）で示されるフッ化
アンチモンを有する芳香族スルホニウム塩をγ−ブチル
ラクトン等の溶剤に溶解した後使用する。これの触媒量
はエポキシ樹脂１００部に対して０．０１〜２０重量％
で配合することが好ましい。０．０１重量部未満である
と硬化するためには多量の時間を費やす必要があり、ま
た２０重量％を越えると接着力が著しく低下するので好
ましくない。

【００１１】

【化３】

【００１２】本発明で用いる無機フィラーとしては炭酸
カルシウム、シリカ、アルミナ等の絶縁フィラー、銀
粉、金粉、ニッケル粉、銅粉等の導電性フィラーが挙げ
られるが用途によりこれらを複数混合しても良い。更に
ニードル詰りを防止するため、これらの粒径は５０μｍ
以下が好ましい。本発明における樹脂ペーストは必要に
より消泡剤、カップリング剤、界面活性剤等の添加剤を
用いることができる。本発明のペーストの製造方法とし
ては、例えば予備混合して三本ロール等を用いてペース
トを得て真空下脱泡する等がある。

【００１３】

【実施例】以下、実施例を用いて本発明を具体的に説明
する。なお配合割合は、重量部である。 実施例１〜６ ・式（１）に示すＲ₁，Ｒ₂：プロピル基を有するシリコ
ーンエポキシ樹脂（Ａ成分） ・式（１）に示すＲ₁，Ｒ₂：エチレン基を有するシリコ
ーンエポキシ樹脂（Ｂ成分） ・ビスフェノールＦグリシジルエーテル
（Ｃ成分） ・３，４−エポキシシクロヘキシルメチル−３’，４’
−エポキシシクロヘキサンカルボン酸エステル（Ｄ成
分） ・式（３）に示すＲ₁，Ｒ₂，Ｒ₃：メチル基を有するフ
ッ化スルホニウム塩（Ｅ成分） ・ターシャリブチルフェニルグリシジルエーテル（反応
性希釈剤）（Ｆ成分） ・平均粒径３μｍのフレーク状銀粉（Ｇ成分） ・平均粒径６μｍの球状シリカフィラー（Ｈ成分） を表１に示す割合で配合し、三本ロールで充分に混練、
脱泡後、樹脂ペーストを得て、各種性能を評価した。評
価結果を表１に示す。

【００１４】比較例１〜３ 表２に示す割合で配合し、実施例と同様にして導電性樹
脂ペーストを得て、実施例と同様にして各種性能を評価
した。評価結果を表２に示す。

【００１５】評価方法 粘 度 ：２５℃でＥ型粘度計を用いて回転数２．５
ｒｐｍでの粘度を測定した。 体積抵抗率：スライドガラス上にペーストを幅４ｍｍ、
厚さ３０μｍに塗布し、１６０℃のオーブン中で１２０
分間硬化した後硬化物の体積抵抗率を測定した。 接着強度 ：ペーストを用いて、２×２ｍｍのシリコン
チップを銅フレームにマウントし、１６０℃のオーブン
中で１２０分間硬化した。硬化後プッシュプルゲージを
用い２５０℃での熱時ダイシェア強度（吸水前）を測定
した。又硬化後のサンプルを８５℃、相対湿度８５％、
７２時間吸水処理し２４０℃での熱時ダイシェア強度
（吸水後）を測定した。 吸 水 率：テフロンシート上にペーストを５０×５０
×０．１ｍｍになるように塗布し２００℃のオーブン中
で６０分間硬化した後、８５℃、相対湿度８５％、７２
時間吸水処理を行ない、処理前後の重量変化より吸水率
を算出した。 ボ イ ド：リードフレームに１０ｍｍ×１０ｍｍのガ
ラスチップをマウントし硬化後、外観でボイドをチェッ
クした。被着面積の１５％以下のボイドならば良好、１
５％を越えるものを不良とした。 耐パッケージクラック性：スミコンＥＭＥ−７３２０
（住友ベークライト（株）・製）の封止材料を用い、下
記の条件で成形したパッケージを８５℃、相対湿度８５
％、１６８時間吸水処理した後、ＩＲリフロー（２４０
℃、１０秒）にかけ、断面観察により内部クラックの数
を測定し耐パッケージクラック性の指標とした。 パッケージ ：８０ｐＱＦＰ（１４×２０×２ｍｍ厚さ） チップサイズ ：７．５×７．５ｍｍ（アルミ配線のみ） リードフレーム ：４２アロイ 成 形 ：１７５℃、２分間 ポストモールドキュア ：１７５℃、４時間 全パッケージ数 ：１２

【００１６】

【表１】

【００１７】

【表２】

【００１８】

【発明の効果】本発明は、反応性希釈剤、溶剤の含有な
いため、硬化時のアウトガスによる基材の汚染が殆どな
く、且つ硬化物層にボイドの発生もなく、耐半田クラッ
ク性及び半田耐湿性に優れるものである。

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【手続補正書】

【提出日】平成９年３月１４日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００９

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００９】本発明に用いる式（１）又は式（２）以外
のエポキシ樹脂としては、例えばビスフェノールＡ、ビ
スフェノールＦやフェノールノボラックとエピクロルヒ
ドリンとの反応で得られるジグリシジルエーテルで常温
で液状のものが挙げられ、単独又は混合して用いても良
い。本発明に用いる脂環式エポキシ樹脂としては、エポ
キシシクロヘキシルメチル−エポキシシクロヘキサンカ
ルボン酸エステル、ジエポキシリモネン、ビス（エポキ
シシクロヘキシルメチル）のコハク酸、アジピン酸、セ
バチン酸など脂肪族２塩基酸のジエステル類、ビニルシ
クロヘキセンジオキサイド、ジシクロペンタジエンジオ
キサイド及びこれらの低級アルキル誘導体などが例とし
て挙げられるが全エポキシ中５重量％以上であることが
好ましい。５重量％未満であると粘度低下効果が乏しく
作業性が低下するので好ましくない。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （Ａ）式（１）又は式（２）で示される
   シリコーンエポキシ樹脂、（Ｂ）脂環式エポキシ樹脂、
   （Ｃ）カチオン重合系触媒および（Ｄ）無機フィラーを
   必須成分とし、式（１）又は式（２）で示されるシリコ
   ーンエポキシ樹脂が全エポキシ樹脂中少なくとも５重量
   ％以上であり、脂環式エポキシ樹脂が全エポキシ樹脂中
   少なくとも５重量％以上であることを特徴とする半導体
   用ダイアタッチ樹脂ペースト。 【化１】 【化２】