JPH11100564A - ポリアミド酸とエポキシ樹脂を主体とする接着剤及びそれを用いる半導体装置の製造法 - Google Patents
ポリアミド酸とエポキシ樹脂を主体とする接着剤及びそれを用いる半導体装置の製造法Info
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- JPH11100564A JPH11100564A JP9263578A JP26357897A JPH11100564A JP H11100564 A JPH11100564 A JP H11100564A JP 9263578 A JP9263578 A JP 9263578A JP 26357897 A JP26357897 A JP 26357897A JP H11100564 A JPH11100564 A JP H11100564A
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- epoxy resin
- adhesive
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- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W72/00—Interconnections or connectors in packages
- H10W72/30—Die-attach connectors
Landscapes
- Epoxy Resins (AREA)
- Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
- Die Bonding (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 作業性に優れ、かつ低温でチップと金属フレ
ームを高い接着力で接着できる接着剤及びリフロークラ
ックに対して高い耐性を有する半導体装置を製造する方
法を提供する。 【解決手段】 a)溶剤に可溶なポリアミド酸96〜6
0重量部、b)エポキシ樹脂 3〜39重量部及びc)
硬化剤1〜20重量部配合し、さらに、溶剤を含有して
なる接着剤並びに金属フレーム上にチップを前記接着剤
を用いて接着し、全体を樹脂封止することを特徴とする
半導体装置の製造法。
ームを高い接着力で接着できる接着剤及びリフロークラ
ックに対して高い耐性を有する半導体装置を製造する方
法を提供する。 【解決手段】 a)溶剤に可溶なポリアミド酸96〜6
0重量部、b)エポキシ樹脂 3〜39重量部及びc)
硬化剤1〜20重量部配合し、さらに、溶剤を含有して
なる接着剤並びに金属フレーム上にチップを前記接着剤
を用いて接着し、全体を樹脂封止することを特徴とする
半導体装置の製造法。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、チツプと金属フレ
ームを接着した後、樹脂封止した半導体装置およびその
製造方法に関するものである。
ームを接着した後、樹脂封止した半導体装置およびその
製造方法に関するものである。
【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、赤外線リフロー炉などの利用により
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。
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、赤外線リフロー炉などの利用により
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、チツプを保持
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チップを接合する(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
でシリコンチツプをリードフレームに電気的に接続する
(ワイヤーボンドエ程)が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。
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チップを接合する(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
でシリコンチツプをリードフレームに電気的に接続する
(ワイヤーボンドエ程)が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。
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、希釈剤など高沸点の揮発物の発生や熱分解ガス
の発生が多くチツプ周辺を汚染し封止材との密着性を悪
化させたり、接着剤が吸水しやしすいためリフロークラ
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い場合には、吸水量の増加、硬化
収縮にともなう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。
グ材は、希釈剤など高沸点の揮発物の発生や熱分解ガス
の発生が多くチツプ周辺を汚染し封止材との密着性を悪
化させたり、接着剤が吸水しやしすいためリフロークラ
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い場合には、吸水量の増加、硬化
収縮にともなう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接着面に塗
布し長時間を掛けてイミド化させたり、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工程が煩雑になるため、生産性に
劣り、しかもワイヤーボンド工程での温度を超える非常
に高い加工温度が必要とされ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。
また、ポリアミド酸は、接着剤として用いようとした場
合には、一般に金属に対する接着力がエポキシ樹脂など
に比べ劣っている。
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接着面に塗
布し長時間を掛けてイミド化させたり、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工程が煩雑になるため、生産性に
劣り、しかもワイヤーボンド工程での温度を超える非常
に高い加工温度が必要とされ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。
また、ポリアミド酸は、接着剤として用いようとした場
合には、一般に金属に対する接着力がエポキシ樹脂など
に比べ劣っている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】請求項1又は2に記載
の本発明は、作業性に優れ、かつ低温でチップと金属フ
レームを高い接着力で接着できる接着剤を提供するもの
である。請求項3に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製造する方法を提供
するものである。
の本発明は、作業性に優れ、かつ低温でチップと金属フ
レームを高い接着力で接着できる接着剤を提供するもの
である。請求項3に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製造する方法を提供
するものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、a)溶剤に可
溶なポリアミド酸96〜60重量部、b)エポキシ樹脂
3〜39重量部及びc)硬化剤1〜20重量部を配合
し、さらに溶剤を含有してなる接着剤に関する。
溶なポリアミド酸96〜60重量部、b)エポキシ樹脂
3〜39重量部及びc)硬化剤1〜20重量部を配合
し、さらに溶剤を含有してなる接着剤に関する。
【0009】本発明は、また、ポリアミド酸が、a)下
記一般式(I)
記一般式(I)
【化3】 (ただし、一般式(I)中、nは4〜12の整数を示
す)に示すテトラカルボン酸二無水物40〜95モル
%、b)下記一般式(II)
す)に示すテトラカルボン酸二無水物40〜95モル
%、b)下記一般式(II)
【化4】 (ただし、一般式(II)中、nは4〜12の整数を示
す)に示す脂肪族ジカルボン酸5〜20モル%、c)そ
の他のカルボン酸無水物0〜55モル%からなるカルボ
ン酸成分とd)ジアミン成分を反応させて得られるもの
である上記の接着剤に関する。
す)に示す脂肪族ジカルボン酸5〜20モル%、c)そ
の他のカルボン酸無水物0〜55モル%からなるカルボ
ン酸成分とd)ジアミン成分を反応させて得られるもの
である上記の接着剤に関する。
【0010】本発明は、また、金属フレーム上にチップ
を上記いずれかの接着剤を用いて接着し、全体を樹脂封
止することを特徴とする半導体装置の製造法に関する。
を上記いずれかの接着剤を用いて接着し、全体を樹脂封
止することを特徴とする半導体装置の製造法に関する。
【0011】
【発明の実施の形態】一般式(I)で示されるテトラカ
ルボン酸二無水物としてはヘキサメチレンビストリメリ
テート二無水物、デカメチレンビストリメリテートニ無
水物、ドデカメチレンビストリメリテート二無水物など
がある。−般式(I)に示されるテトラカルボン酸二無
水物を用いることにより、ポリアミド酸の耐熱性を損な
うことなくガラス転移温度を低下させることができる。
このためには、ポリアミド酸の酸成分中40モル%以上
使用することが好ましい。また、溶剤溶解性、低い溶融
粘度の観点から一般式(II)で示されるジカルボン酸を
使用する必要があるため、酸成分中95モル%以下で使
用することが好ましく、60〜92モル%使用すること
がさらに好ましい。
ルボン酸二無水物としてはヘキサメチレンビストリメリ
テート二無水物、デカメチレンビストリメリテートニ無
水物、ドデカメチレンビストリメリテート二無水物など
がある。−般式(I)に示されるテトラカルボン酸二無
水物を用いることにより、ポリアミド酸の耐熱性を損な
うことなくガラス転移温度を低下させることができる。
このためには、ポリアミド酸の酸成分中40モル%以上
使用することが好ましい。また、溶剤溶解性、低い溶融
粘度の観点から一般式(II)で示されるジカルボン酸を
使用する必要があるため、酸成分中95モル%以下で使
用することが好ましく、60〜92モル%使用すること
がさらに好ましい。
【0012】一般式(II)で示されるジカルボン酸とし
ては、アジピン酸、セバシン酸、ドデカン−2酸などが
ある。また、−般式(II)で示される脂肪族ジカルボン
酸は、ポリアミド酸の溶剤溶解性を改良し、ガラス転移
温度を低下させることができる。さらに脂肪族ジカルボ
ン酸を共重合することによりポリアミド酸の溶融粘度を
低下させることが可能である。脂肪族ジカルボン酸は、
酸成分中5〜20モル%使用することが好ましく、8〜
15モル%使用することがさらに好ましい。脂肪族ジカ
ルボン酸が少なすぎると、溶剤溶解性の改善が不十分で
あり、多すぎるとポリアミド酸樹脂の耐熱性が低下し高
温に加熱したとき分解ガスが発生しリフロークラック耐
性を低下させる。
ては、アジピン酸、セバシン酸、ドデカン−2酸などが
ある。また、−般式(II)で示される脂肪族ジカルボン
酸は、ポリアミド酸の溶剤溶解性を改良し、ガラス転移
温度を低下させることができる。さらに脂肪族ジカルボ
ン酸を共重合することによりポリアミド酸の溶融粘度を
低下させることが可能である。脂肪族ジカルボン酸は、
酸成分中5〜20モル%使用することが好ましく、8〜
15モル%使用することがさらに好ましい。脂肪族ジカ
ルボン酸が少なすぎると、溶剤溶解性の改善が不十分で
あり、多すぎるとポリアミド酸樹脂の耐熱性が低下し高
温に加熱したとき分解ガスが発生しリフロークラック耐
性を低下させる。
【0013】その他の酸成分として3,3′,4,4′
−テトラカルボキシベンゾフェノン二無水物、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、1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸二無水
物、ビス(エキソ−ビシクロ〔2,2,1〕ヘプタン−
2,3−ジカルボン酸)スルホン二無水物、2,2−ビ
ス(3,4−ジカルボキシフェノキシフェニル)ヘキサ
フルオロプロパン二無水物、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
メリット酸二無水物)、ピロメリット酸二無水物、3,
3′、4,4′−ビフェニル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、2,3,6,7−テトラカルボキシナフ
タレン二無水物、2,2′−ビス(3,4−ジカルボキ
シフェニル)プロパン二無水物、3,4,9,10−ペ
リレンテトラカルボン酸二無水物、ベンゼン−1,2,
3,4−テトラカルボン酸二無水物、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、ピロリジン−2,3,4,5−テトラカルボン酸二
無水物などを挙げることができる。これらは、酸成分中
0〜55モル%の範囲で使用されることが好ましく、3
2モル%以下で使用することがさらに好ましい。
−テトラカルボキシベンゾフェノン二無水物、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、1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸二無水
物、ビス(エキソ−ビシクロ〔2,2,1〕ヘプタン−
2,3−ジカルボン酸)スルホン二無水物、2,2−ビ
ス(3,4−ジカルボキシフェノキシフェニル)ヘキサ
フルオロプロパン二無水物、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
メリット酸二無水物)、ピロメリット酸二無水物、3,
3′、4,4′−ビフェニル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、2,3,6,7−テトラカルボキシナフ
タレン二無水物、2,2′−ビス(3,4−ジカルボキ
シフェニル)プロパン二無水物、3,4,9,10−ペ
リレンテトラカルボン酸二無水物、ベンゼン−1,2,
3,4−テトラカルボン酸二無水物、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、ピロリジン−2,3,4,5−テトラカルボン酸二
無水物などを挙げることができる。これらは、酸成分中
0〜55モル%の範囲で使用されることが好ましく、3
2モル%以下で使用することがさらに好ましい。
【0014】ジアミン成分としては、o−フェニレンジ
アミン、m−キシリレンジアミン、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、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、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
ヘキサンなどの芳香族ジアミンおよびその異性体、1,
6−ジアミノヘキサン、1,12−ジアミノドデカンな
どの脂肪族ジアミノアルカンなどがある。
アミン、m−キシリレンジアミン、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、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、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
ヘキサンなどの芳香族ジアミンおよびその異性体、1,
6−ジアミノヘキサン、1,12−ジアミノドデカンな
どの脂肪族ジアミノアルカンなどがある。
【0015】実際にポリアミド酸の合成に用いられる原
料としては、酸成分から誘導される低級アルコールエス
テル、酸ハロゲン化物を使用してもよく、またアミン成
分として相当するアミンを誘導し得る低級カルボン酸ア
ミドなどを用いてもよい。ポリアミド酸の合成方法とし
ては、ポリアミド酸を溶解し得る溶剤中で酸成分とジア
ミン成分を5〜40℃で反応させ合成することができ
る。また、脂肪族ジカルボン酸の添加方法としては、あ
らかじめ脂肪族ジカルボン酸とジアミンをジアミン過剰
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
使用してもよい。
料としては、酸成分から誘導される低級アルコールエス
テル、酸ハロゲン化物を使用してもよく、またアミン成
分として相当するアミンを誘導し得る低級カルボン酸ア
ミドなどを用いてもよい。ポリアミド酸の合成方法とし
ては、ポリアミド酸を溶解し得る溶剤中で酸成分とジア
ミン成分を5〜40℃で反応させ合成することができ
る。また、脂肪族ジカルボン酸の添加方法としては、あ
らかじめ脂肪族ジカルボン酸とジアミンをジアミン過剰
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
使用してもよい。
【0016】本発明で用いられる芳香族ポリアミド酸
は、これを加熱して得られるポリイミド樹脂のガラス転
移温度は、示差走査型熱分析計(Differencial Scannin
g Colorimeter、DSC)により昇温速度10℃/分で測
定された値が好ましくは80℃以上200℃以下のもの
が好ましく、80℃以上150℃以下のものがより好ま
しい。このガラス転移温度が低すぎると、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し易
くなり、ガラス転移温度が高すぎると、接着時にエポキ
シ樹脂の硬化が進み樹脂の塗れ性が低下するため接着力
が低下する傾向がある。
は、これを加熱して得られるポリイミド樹脂のガラス転
移温度は、示差走査型熱分析計(Differencial Scannin
g Colorimeter、DSC)により昇温速度10℃/分で測
定された値が好ましくは80℃以上200℃以下のもの
が好ましく、80℃以上150℃以下のものがより好ま
しい。このガラス転移温度が低すぎると、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し易
くなり、ガラス転移温度が高すぎると、接着時にエポキ
シ樹脂の硬化が進み樹脂の塗れ性が低下するため接着力
が低下する傾向がある。
【0017】接着剤を得る方法としては、合成時に得ら
れたポリアミド酸の溶液をそのまま接着剤として用いて
もよく、合成時に得られたポリアミド酸の溶液をポリア
ミド酸の貧溶媒である、メタノールなどに投入してポリ
アミド酸を単離して、再度溶解してもよい。
れたポリアミド酸の溶液をそのまま接着剤として用いて
もよく、合成時に得られたポリアミド酸の溶液をポリア
ミド酸の貧溶媒である、メタノールなどに投入してポリ
アミド酸を単離して、再度溶解してもよい。
【0018】本発明で用いられるエポキシ樹脂として
は、1分子中に2個以上のエポキシ基を有する化合物で
あれば特に制限はないが、例えばフェノールノボラック
型エポキシ樹脂〔N−730S(大日本インキ化学工業
(株)商品名)、Quatrex−2010(ダウ・ケミカル社
商品名)〕、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂〔Y
DCN−702(東都化成工業(株)商品名)、EOCN
−100(日本化薬(株)商品名)〕、ビスフェノール
A型エポキシ樹脂〔AER−X8501(旭化成工業
(株)商品名)、エピコート828、YL−980(こ
れらはいずれも油化シェルエポキシ(株)商品名)〕、ビ
スフェノールF型エポキシ樹脂〔YDF−170(東都
化成(株)商品名)〕、ビスフェノールAD型エポキシ樹
脂〔R−1710(三井石油化学工業(株)商品名)〕、
多官能エポキシ樹脂〔EPPN−501(日本化薬(株)
商品名)、TACTIX−742(ダウ・ケミカル社商
品名)、VG−3010(三井石油化学工業(株)商品
名)、1032S(油化シェルエポキシ(株)商品
名)〕、ナフタレン骨格を有するエポキシ樹脂〔HP−
4032(大日本インキ化学工業(株)商品名)〕、脂環
式エポキシ樹脂〔EHPE−3150(ダイセル化学工
業(株)商品名)〕、アミン型エポキシ樹脂〔ELM−1
00(住友化学工業(株)商品名)、YH−434L(東
都化成(株)商品名)〕、レゾルシン型エポキシ樹脂〔デ
ナコールEX−201(ナガセ化成工業(株)商品名〕、
ネオペンチルグリコール型エポキシ樹脂〔デナコールE
X−212(ナガセ化成工業(株)商品名〕、エチレン・
プロピレングリコール型エポキシ樹脂〔デナコールEX
−810、811、850、851、821、830、
832、841、861(ナガセ化成工業(株)商品
名〕、下記一般式(III)で表されるエポキシ樹脂〔E
−XL−24、E−XL−3L(三井東圧化学(株)商品
名〕などが挙げられる。また、これらのエポキシ樹脂を
適宜組合わせて用いてもよい。
は、1分子中に2個以上のエポキシ基を有する化合物で
あれば特に制限はないが、例えばフェノールノボラック
型エポキシ樹脂〔N−730S(大日本インキ化学工業
(株)商品名)、Quatrex−2010(ダウ・ケミカル社
商品名)〕、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂〔Y
DCN−702(東都化成工業(株)商品名)、EOCN
−100(日本化薬(株)商品名)〕、ビスフェノール
A型エポキシ樹脂〔AER−X8501(旭化成工業
(株)商品名)、エピコート828、YL−980(こ
れらはいずれも油化シェルエポキシ(株)商品名)〕、ビ
スフェノールF型エポキシ樹脂〔YDF−170(東都
化成(株)商品名)〕、ビスフェノールAD型エポキシ樹
脂〔R−1710(三井石油化学工業(株)商品名)〕、
多官能エポキシ樹脂〔EPPN−501(日本化薬(株)
商品名)、TACTIX−742(ダウ・ケミカル社商
品名)、VG−3010(三井石油化学工業(株)商品
名)、1032S(油化シェルエポキシ(株)商品
名)〕、ナフタレン骨格を有するエポキシ樹脂〔HP−
4032(大日本インキ化学工業(株)商品名)〕、脂環
式エポキシ樹脂〔EHPE−3150(ダイセル化学工
業(株)商品名)〕、アミン型エポキシ樹脂〔ELM−1
00(住友化学工業(株)商品名)、YH−434L(東
都化成(株)商品名)〕、レゾルシン型エポキシ樹脂〔デ
ナコールEX−201(ナガセ化成工業(株)商品名〕、
ネオペンチルグリコール型エポキシ樹脂〔デナコールE
X−212(ナガセ化成工業(株)商品名〕、エチレン・
プロピレングリコール型エポキシ樹脂〔デナコールEX
−810、811、850、851、821、830、
832、841、861(ナガセ化成工業(株)商品
名〕、下記一般式(III)で表されるエポキシ樹脂〔E
−XL−24、E−XL−3L(三井東圧化学(株)商品
名〕などが挙げられる。また、これらのエポキシ樹脂を
適宜組合わせて用いてもよい。
【0019】
【化5】 (ただし、式中、nは0〜5の整数である)
【0020】硬化剤としては、フェノールノボラック型
樹脂、クレゾールノボラック型樹脂、ジシアンジアミ
ド、イミダゾール又は2−エチル−4メチル−イミダゾ
ール等のイミダゾール誘導体等を用いることができる。
また、硬化促進剤としてトリフェニルフォスフィン等の
トリアリールフォスフィン、トリシクロヘキシルフォス
フィン等のトリシクロアルキルフォスフィン、トリブチ
ルフォスフィン、トリオクチルフォスフィン等のトリア
ルキルフォスフィン等の三級フォスフィン化合物、テト
ラフェニルフォスフィンテトラフェニルボレート等の四
級フォスフォニウム塩などを含有してもよい。また、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。
樹脂、クレゾールノボラック型樹脂、ジシアンジアミ
ド、イミダゾール又は2−エチル−4メチル−イミダゾ
ール等のイミダゾール誘導体等を用いることができる。
また、硬化促進剤としてトリフェニルフォスフィン等の
トリアリールフォスフィン、トリシクロヘキシルフォス
フィン等のトリシクロアルキルフォスフィン、トリブチ
ルフォスフィン、トリオクチルフォスフィン等のトリア
ルキルフォスフィン等の三級フォスフィン化合物、テト
ラフェニルフォスフィンテトラフェニルボレート等の四
級フォスフォニウム塩などを含有してもよい。また、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。
【0021】本発明の接着剤に用いられる溶剤として
は、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
げることができるが、ポリアミド酸およびエポキシ樹脂
を溶解し塗布後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。特に、前記したポリアミド酸Xは、
シクロヘキサノン、キシレン、テトラヒドロフラン(T
HF)などの汎用溶剤に溶解できる為、環境および作業
者への影響を低減する事ができ、かつポリアミド酸の溶
剤溶解性に優れ固形分濃度を高める事ができ、接着剤の
乾燥時間を短くでき、より高い生産性を提供できる。
は、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
げることができるが、ポリアミド酸およびエポキシ樹脂
を溶解し塗布後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。特に、前記したポリアミド酸Xは、
シクロヘキサノン、キシレン、テトラヒドロフラン(T
HF)などの汎用溶剤に溶解できる為、環境および作業
者への影響を低減する事ができ、かつポリアミド酸の溶
剤溶解性に優れ固形分濃度を高める事ができ、接着剤の
乾燥時間を短くでき、より高い生産性を提供できる。
【0022】ポリアミド酸、エポキシ樹脂及び硬化剤
は、溶剤に可溶なポリアミド酸96〜60重量部、好ま
しくは95〜80重量部、エポキシ樹脂3〜39重量
部、好ましくは5〜20重量部、硬化剤1〜20重量
部、好ましくは2〜10重量部、及び硬化促進剤0〜3
重量部、好ましくは1〜2重量部となるように配合され
る。ポリアミド酸が多すぎると接着力が劣り、少なすぎ
ると接着乾燥後の接着剤が脆くなり、耐リフロークラッ
ク性が低下する。エポキシ樹脂が多すぎると接着乾燥後
の接着剤が脆くなり、また、吸水率が大きくなり、耐リ
フロークラック性が低下し、エポキシ樹脂が少なすぎる
と接着力が低下する。硬化剤が多すぎると過剰となり、
吸水率の上昇、接着力の低下が起こりやすくなり、硬化
剤が少なすぎるとエポキシ樹脂の硬化が不十分になり、
耐熱性が低下する。
は、溶剤に可溶なポリアミド酸96〜60重量部、好ま
しくは95〜80重量部、エポキシ樹脂3〜39重量
部、好ましくは5〜20重量部、硬化剤1〜20重量
部、好ましくは2〜10重量部、及び硬化促進剤0〜3
重量部、好ましくは1〜2重量部となるように配合され
る。ポリアミド酸が多すぎると接着力が劣り、少なすぎ
ると接着乾燥後の接着剤が脆くなり、耐リフロークラッ
ク性が低下する。エポキシ樹脂が多すぎると接着乾燥後
の接着剤が脆くなり、また、吸水率が大きくなり、耐リ
フロークラック性が低下し、エポキシ樹脂が少なすぎる
と接着力が低下する。硬化剤が多すぎると過剰となり、
吸水率の上昇、接着力の低下が起こりやすくなり、硬化
剤が少なすぎるとエポキシ樹脂の硬化が不十分になり、
耐熱性が低下する。
【0023】硬化促進剤は、接着時にエポキシ樹脂の反
応を完全に進め接着力を高めるために使用することが好
ましいが、多すぎると接着剤の室温での安定性が低下し
やすくなるため、好ましくは0〜3重量部、より好まし
くは1〜2重量部で使用される。ポリアミド酸、エポキ
シ樹脂及び硬化剤並びに必要に応じて使用される硬化促
進剤は、上記の配合で全体が、100重量部になるよう
に使用される。これらの成分は、溶剤に溶解して使用さ
れることが好ましいが、溶剤は上記の成分の総量100
重量部に対して50〜400重量部使用することが好ま
しい。
応を完全に進め接着力を高めるために使用することが好
ましいが、多すぎると接着剤の室温での安定性が低下し
やすくなるため、好ましくは0〜3重量部、より好まし
くは1〜2重量部で使用される。ポリアミド酸、エポキ
シ樹脂及び硬化剤並びに必要に応じて使用される硬化促
進剤は、上記の配合で全体が、100重量部になるよう
に使用される。これらの成分は、溶剤に溶解して使用さ
れることが好ましいが、溶剤は上記の成分の総量100
重量部に対して50〜400重量部使用することが好ま
しい。
【0024】本発明の接着剤は、予めシリコンウェーハ
ーあるいは金属フレームの接着面に塗布し溶剤を蒸発さ
せて接着剤塗布膜を形成しておき、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接着を行うこと
が出来る。また、接着剤を銀ペーストと同様に金属フレ
ーム上にディスペンスしダイボンディング工程の前に溶
剤を蒸発させるための加熱工程を設けることにより銀ペ
ーストと同等以上の生産性を実現することができる。
ーあるいは金属フレームの接着面に塗布し溶剤を蒸発さ
せて接着剤塗布膜を形成しておき、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接着を行うこと
が出来る。また、接着剤を銀ペーストと同様に金属フレ
ーム上にディスペンスしダイボンディング工程の前に溶
剤を蒸発させるための加熱工程を設けることにより銀ペ
ーストと同等以上の生産性を実現することができる。
【0025】本発明において半導体装置に用いられる金
属フレームとしては、接着面積が小さくチップの一部が
金属フレームの裏面側に露出するタブ形状のフレームが
より好ましい。具体的なタブの形状を、図1、図2、図
3に例示する。図1、図2、図3はそれぞれ金属フレー
ムのタブ形状の一例を示す平面図である。金属フレーム
は、ワイヤーボンディングエ程において加熱によりチッ
プが移動する事を防ぐため金属フレーム下面よりチツプ
を吸引できる形状、あるいは、チツプ上面から金属フレ
ームでチツプを抑えて固定することができる形状である
ことが好ましい。一般にチツプと、封止用の樹脂の接着
力は、金属フレームと封止材のそれより高くチツプ裏面
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ので好ましい。また接着面積を接
着力が得られる必要最低限に抑えることにより、吸水し
やすい接着剤並びに応力の集中する接着部分が減少しリ
フロークラック耐性が改善される。
属フレームとしては、接着面積が小さくチップの一部が
金属フレームの裏面側に露出するタブ形状のフレームが
より好ましい。具体的なタブの形状を、図1、図2、図
3に例示する。図1、図2、図3はそれぞれ金属フレー
ムのタブ形状の一例を示す平面図である。金属フレーム
は、ワイヤーボンディングエ程において加熱によりチッ
プが移動する事を防ぐため金属フレーム下面よりチツプ
を吸引できる形状、あるいは、チツプ上面から金属フレ
ームでチツプを抑えて固定することができる形状である
ことが好ましい。一般にチツプと、封止用の樹脂の接着
力は、金属フレームと封止材のそれより高くチツプ裏面
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ので好ましい。また接着面積を接
着力が得られる必要最低限に抑えることにより、吸水し
やすい接着剤並びに応力の集中する接着部分が減少しリ
フロークラック耐性が改善される。
【0026】
【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、攪拌装置およ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お
よびキシレン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および
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120℃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800g/eqであった。
る。 合成例1(ポリアミドの合成) 加熱冷却装置、攪拌装置およ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お
よびキシレン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および
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120℃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800g/eqであった。
【0027】合成例2(ポリアミド酸aの合成) 加熱冷却装置、撹枠装置およ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BAPP34.9gを溶解し、これ
に合成例1で合成したポリアミド溶液16.09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二
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4時間反応させ、ポリ
アミド酸溶液を得た。このポリアミド酸溶液を120℃
で1時間、180℃で3時間、ついで300℃で2時間
加熱して得られたポリイミドのガラス転移温度は118
℃であった。
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BAPP34.9gを溶解し、これ
に合成例1で合成したポリアミド溶液16.09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二
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4時間反応させ、ポリ
アミド酸溶液を得た。このポリアミド酸溶液を120℃
で1時間、180℃で3時間、ついで300℃で2時間
加熱して得られたポリイミドのガラス転移温度は118
℃であった。
【0028】合成例3(ポリアミド酸bの合成) 加熱冷却装置、撹枠装置およ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N−メチルピロ
リドン502.6gを入れこれに乾燥した3,3′−ジ
アミノジフェニルスルフォン24.8gを溶解し、これ
に合成例1で合成したポリアミド溶液16.09を加え
た。さらに乾燥した2,3,3′、4′−テトラカルボ
キシジフェニルエーテル31.0gを反応器を20℃以
下に冷却しながら加え4時間反応させ、ポリアミド酸溶
液を得た。このポリアミド酸溶液を合成例2と同様に加
熱して得られたポリイミドのガラス転移温度は、242
℃であった。
に水分を含まないN−メチルピロリドンN−メチルピロ
リドン502.6gを入れこれに乾燥した3,3′−ジ
アミノジフェニルスルフォン24.8gを溶解し、これ
に合成例1で合成したポリアミド溶液16.09を加え
た。さらに乾燥した2,3,3′、4′−テトラカルボ
キシジフェニルエーテル31.0gを反応器を20℃以
下に冷却しながら加え4時間反応させ、ポリアミド酸溶
液を得た。このポリアミド酸溶液を合成例2と同様に加
熱して得られたポリイミドのガラス転移温度は、242
℃であった。
【0029】合成例4(ポリアミド酸cの合成) 加熱冷却装置、撹枠装置および環流装置を備えた反応器
に水分を含まないシクロヘキサノン370.0gを入れ
これに乾燥したBAPP41.0gを溶解し、これに合
成例1で合成したポリアミド溶液16.0gを加えた。
さらに乾燥したDBTA52.2gを反応器を20℃以
下に冷却しながら加え4時間反応させ、ポリアミド酸溶
液を得た。このポリアミド酸溶液を合成例2と同様に加
熱して得られたポリイミドのガラス転移温度は、122
℃であった。
に水分を含まないシクロヘキサノン370.0gを入れ
これに乾燥したBAPP41.0gを溶解し、これに合
成例1で合成したポリアミド溶液16.0gを加えた。
さらに乾燥したDBTA52.2gを反応器を20℃以
下に冷却しながら加え4時間反応させ、ポリアミド酸溶
液を得た。このポリアミド酸溶液を合成例2と同様に加
熱して得られたポリイミドのガラス転移温度は、122
℃であった。
【0030】実施例1〜3および比較例1〜3 表1に示す配合で各成分を混合し接着剤を作製した。各
接着剤、を図1の形状の金属フレームにデイスペンサー
によりに塗布した。次に、金属フレームを加熱ステージ
で200℃、20秒間加熱し接着剤中の溶剤を蒸発さ
せ、ついで、この金属フレームをダイボンディング装置
の280℃に加熱された加熱ステージ上に載置し、その
上に5mm角のチップを載せ130gの荷重を10秒間加
えチップを接着した。このとき加熱ステージの汚染を調
べた。このとき、加熱ステージ上に樹脂の付着が認めら
れないものを○として評価した。加熱ステージの汚染
は、加熱が不均一になり、さらにフレームの汚染を誘起
し、耐リフロークラック性を低下させる原因となる。
接着剤、を図1の形状の金属フレームにデイスペンサー
によりに塗布した。次に、金属フレームを加熱ステージ
で200℃、20秒間加熱し接着剤中の溶剤を蒸発さ
せ、ついで、この金属フレームをダイボンディング装置
の280℃に加熱された加熱ステージ上に載置し、その
上に5mm角のチップを載せ130gの荷重を10秒間加
えチップを接着した。このとき加熱ステージの汚染を調
べた。このとき、加熱ステージ上に樹脂の付着が認めら
れないものを○として評価した。加熱ステージの汚染
は、加熱が不均一になり、さらにフレームの汚染を誘起
し、耐リフロークラック性を低下させる原因となる。
【0031】また、得られた金属フレームとチツプ接合
物についてテンションゲージを用いてフレーム裏側から
チップの露出部分に加重を加えて常温での剥離接着力を
評価した。これらの結果を表1に示す。常温での接着力
が100gf/chip以下では移動時にチップの剥離が起こ
る場合がある。つづいて、金属フレームとチツプ接合物
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。封止材として日立化成工業(株)製CEL
−9200を用いた。リフロークラツク耐性を評価する
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℃で10秒処理した。半
導体装置の10%以上に膨れもしくはクラックが生じた
時間を耐リフロー時間として測定した。その結果を表1
に示す。表1中、HP−850Nはフェノールノボラッ
ク樹脂(日立化成工業(株)製)、2E4MZは2−エチ
ル−4メチルーイミダゾール、TPPKはテトラフェニ
ルフォスフォニウムテトラフェニルボレートである。
物についてテンションゲージを用いてフレーム裏側から
チップの露出部分に加重を加えて常温での剥離接着力を
評価した。これらの結果を表1に示す。常温での接着力
が100gf/chip以下では移動時にチップの剥離が起こ
る場合がある。つづいて、金属フレームとチツプ接合物
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。封止材として日立化成工業(株)製CEL
−9200を用いた。リフロークラツク耐性を評価する
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℃で10秒処理した。半
導体装置の10%以上に膨れもしくはクラックが生じた
時間を耐リフロー時間として測定した。その結果を表1
に示す。表1中、HP−850Nはフェノールノボラッ
ク樹脂(日立化成工業(株)製)、2E4MZは2−エチ
ル−4メチルーイミダゾール、TPPKはテトラフェニ
ルフォスフォニウムテトラフェニルボレートである。
【0032】
【表1】
【0033】
【発明の効果】請求項1又は2における接着剤は、高い
接着力でチップと金属フレームを接着することが出来、
樹脂封止したときにリフロークラック耐性に優れる。請
求項3における方法により、半導体装置を、高い生産性
で製造することが出来る。
接着力でチップと金属フレームを接着することが出来、
樹脂封止したときにリフロークラック耐性に優れる。請
求項3における方法により、半導体装置を、高い生産性
で製造することが出来る。
【図1】金属フレームのタブ形状の一例を示す平面図で
ある。
ある。
【図2】金属フレームのタブ形状の他の例を示す平面図
である。
である。
【図3】金属フレームのタブ形状の他の例を示す平面図
である。
である。
1 金属フレーム 2 チップ
Claims (3)
- 【請求項1】 a)溶剤に可溶なポリアミド酸96〜6
0重量部、b)エポキシ樹脂 3〜39重量部及びc)
硬化剤1〜20重量部配合し、さらに、溶剤を含有して
なる接着剤。 - 【請求項2】 ポリアミド酸が、a)下記一般式(I) 【化1】 (ただし、一般式(I)中、nは4〜12の整数を示
す)に示すテトラカルボン酸二無水物40〜95モル
%、b)下記一般式(II) 【化2】 (ただし、一般式(II)中、nは4〜12の整数を示
す)に示す脂肪族ジカルボン酸5〜20モル%、c)そ
の他のカルボン酸無水物0〜55モル%からなるカルボ
ン酸成分とd)ジアミン成分を反応させて得られるもの
である請求項1記載の接着剤。 - 【請求項3】 金属フレーム上にチップを請求項1又は
2に記載の接着剤を用いて接着し、全体を樹脂封止する
ことを特徴とする半導体装置の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9263578A JPH11100564A (ja) | 1997-09-29 | 1997-09-29 | ポリアミド酸とエポキシ樹脂を主体とする接着剤及びそれを用いる半導体装置の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9263578A JPH11100564A (ja) | 1997-09-29 | 1997-09-29 | ポリアミド酸とエポキシ樹脂を主体とする接着剤及びそれを用いる半導体装置の製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11100564A true JPH11100564A (ja) | 1999-04-13 |
Family
ID=17391506
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9263578A Pending JPH11100564A (ja) | 1997-09-29 | 1997-09-29 | ポリアミド酸とエポキシ樹脂を主体とする接着剤及びそれを用いる半導体装置の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11100564A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101144758B1 (ko) | 2003-09-09 | 2012-05-09 | 제이엔씨 주식회사 | 열경화성 수지 조성물 및 경화막 |
| KR101505890B1 (ko) * | 2006-12-26 | 2015-03-25 | 제이엔씨 주식회사 | 열경화성 수지 조성물 및 경화막 |
-
1997
- 1997-09-29 JP JP9263578A patent/JPH11100564A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101144758B1 (ko) | 2003-09-09 | 2012-05-09 | 제이엔씨 주식회사 | 열경화성 수지 조성물 및 경화막 |
| KR101505890B1 (ko) * | 2006-12-26 | 2015-03-25 | 제이엔씨 주식회사 | 열경화성 수지 조성물 및 경화막 |
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|---|---|---|---|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040908 |
|
| A977 | Report on retrieval |
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|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070531 |
|
| A02 | Decision of refusal |
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