JPH11335630A - ダイアタッチペースト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 接着力を維持しさらに吸湿後の吸湿率及び接
着力の低下が少なくより厳しいレベル（吸湿処理）での
耐半田クラック性を有するダイアタッチペーストを提供
する。 【解決手段】 下記（Ａ）〜（Ｇ）を必須成分とし、そ
れぞれの重量比が［ａ］〜［ｅ］で表されるダイアタッ
チペースト。 （Ａ）ヒドロキシアルキル（メタ）アクリル酸、ポリア
ルキレングリコール、及びジイソシアネートを反応させ
て得られる ウレタンジ（メタ）アクリレート、（Ｂ）
（メタ）アクリル変性ポリブタジエン、（Ｃ）式（１）
で示されるモノアクリレート、（Ｄ）リン酸基含有（メ
タ）アクリレート、（Ｅ）脂環式エポキシ基を含むアル
コキシシラン、（Ｆ）有機過酸化物又はアゾ化合物、
（Ｇ）銀粉。 （R₁Ｃ₁₀以上の基）

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、低応力性、吸湿後
の接着性及び速硬化性に優れた半導体接着用ペーストに
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年半導体パッケージの生産量は増加の
一歩をたどっており、これに伴う製造コスト削減は重要
な課題となっている。半導体パッケージ組立にはダイア
タッチペーストで半導体とリードフレームを接着する工
程が有るが、この工程に関しては時間短縮、及び低温硬
化が生産上のポイントである。硬化の過程はバッチ式オ
ーブン法、インラインで硬化させる方法に大別される
が、コスト削減という観点からインラインで硬化させる
方法が広まりつつある。インラインで用いられるいわゆ
る速硬化性ペーストを用いた場合の通常のダイ接着工程
は、１５０℃から２００℃で３０秒から６０秒の間で行
われる。しかし今後は更に低温、短時間硬化可能なペー
ストの開発が望まれている。

【０００３】一方、パッケージとしての信頼性は、特に
大チッフ゜における耐半田クラック性が重要であが、ダイア
タッチペーストとしては特に低応力性、接着性（吸湿
時）が重要である。ダイアタッチペーストのベースレジ
ンはエポキシ樹脂を中心に、シアネート樹脂、ビスマレ
イミド樹脂、等が知られているが、例えば３０秒以内に
硬化が可能であり且つ耐半田クラック性に適した特性を
維持する材料は全く見いだされていなかった。又、特性
を満足したとしても常温での粘度上昇が激しすぎ使用に
適さない材料しかなかった。またその他の樹脂としては
アクリレート樹脂が候補としてあげられるが、硬化収縮
等の問題があり接着性に乏しく実用に適するものは見い
だされていなかった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
アクリレート樹脂の欠点を改良すべく検討を行った結
果、ウレタンジアクリレート又はメタクリレート樹脂、
特定のカッフ゜リンク゛剤、重合開始剤の組み合わせが優れた接
着性、低応力性、耐半田クラック性を維持し、且つ非常
に短時間でも硬化が可能なダイアタッチペーストである
ことを見出した。しかし、耐半田クラック性に関しては
より吸湿処理条件の厳しいレベルでは半田リフロ―後にダ
イアタッチ層の剥離に伴うクラックが生じることが解っ
た。そこで，疎水性のアクリレートまたはメタクリレー
ト変性ブタジエンを組み合わせる事により接着力を維持
しさらに吸湿後の吸湿率及び接着力の低下が少なくより
厳しいレベル（吸湿処理）での耐半田クラック性を有す
るタ゛イアタッチヘ゜―ストを得ることを見いだし本願発明を完成
させるに至ったものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、下記（Ａ）
〜（Ｇ）を必須成分とし、それぞれの重量比が［ａ］〜
［ｅ］で表されるダイアタッチペーストである。 （Ａ）ヒドロキシアルキルアクリル酸又はメタクリル
酸、ポリアルキレングリコール、及びジイソシアネート
を反応させて得られる ウレタンジアクリレート又はメ
タクリレート、（Ｂ）アクリル又はメタクリル変性ポリ
ブタジエン、（Ｃ）一般式（１）で示されるモノアクリ
レート、（Ｄ）一般式（２）で示されるリン酸基含有ア
クリレート又は一般式（３）で示されるリン酸基含有メ
タクリレート、（Ｅ）脂環式エポキシ基を含むアルコキ
シシラン、（Ｆ）有機過酸化物又はアゾ化合物、（Ｇ）
銀粉。 ［ａ］ １≦（Ａ）／（Ｂ）≦ ２５ ［ｂ］ ０．３≦｛（Ａ）＋（Ｂ）｝／（Ｃ）≦ ６．
０ ［ｃ］ ０．００１≦｛（Ｄ）＋（Ｅ）｝／｛（Ａ）＋
（Ｂ）＋（Ｃ）｝≦ ０．０５ ［ｄ］ ０．１≦（Ｄ）／（Ｅ）≦ １０ ［ｅ］ ０．００１≦（Ｆ）／｛｛Ａ｝＋（Ｂ）＋
（Ｃ）｝≦ ０．０５

【０００６】

【化１】 （式中、R₁:脂環族、及び又は芳香族基を含み、炭素数
１０以上の置換基）

【０００７】

【化２】 （式中、ａ：０又は１、ｂ：１又は２、ｃ：１又は２、
ｂ＋ｃ＝３）

【０００８】

【化３】 （式中、ａ：０又は１、ｂ：１又は２、ｃ：１又は２、
ｂ＋ｃ＝３）

【０００９】本発明に用いられるウレタンジアクリレー
トは常法によりヒドロキシアルキルアクリル酸、ポリア
ルキレングリコール、ジイソシアネートの反応により合
成される。ヒドロキシアルキルアクリル酸の例としては
２−ヒドロキシエチルアクリレート又はメタクリレー
ト、２−ヒドロキシプロピルアクリレート又はメタクリ
レート、がある。ポリアルキレングリコールの例として
はポリエチレングリコールやポリプロピレングリコー
ル,ポリブチレングリコール、等がある。

【００１０】又、ジイソシアネートの例としてはヘキサ
メチレンジイソシアネート、イソフォロンジイソシアネ
ート、トルエンジイソシアネート及びその水素添加物等
がある。次に、アクリル変性又はメタクリル変性ポリブ
タジエンの例としては、ポリブタジエンに無水マレイン
酸を付加させヒドロキシアルキルメタクリレートで無水
マレイン酸を付加開環反応させたもの、ポリブタジエン
の二重結合をエポキシ化しアクリル酸又はメタクリル酸
でエポキシ基を開環付加させたもの等がある。

【００１１】また、ウレタンジアクリレート(A)とアク
リル又はメタクリル変性ポリブタジエン(B)の配合比(A)
/(B)は1≦(A)/(B)≦25であることが必要である。1を下
回ると初期接着性が劣り、25より高いと耐湿接着性が低
下する。

【００１２】ウレタンジアクリレート又はメタクリレー
ト(A)とアクリル又はメタクリル変性ポリブタジエン(B)
は粘度が高いためこのままではペースト化できない。そ
こで希釈剤としてアクリル基を一つ含むモノアクリレー
トを添加する。更に本発明に使用されるモノアクリレー
トは式（１）で示され、さらには置換基Ｒ₁が脂環族、
及び又は芳香族基を含み置換基Ｒ₁中の全炭素数が１０
個以上であることが必須である。この条件を満たす事に
より希釈剤としての効果だけでなく嵩高い置換基を有す
るため硬化中の収縮を押さえることができ、界面の接着
信頼性を高めることができる。脂環族、芳香族基を含ま
ず炭素数が１０個以上の置換基の場合は硬化収縮に関し
ては低減できるが脂肪族炭化水素の特性により接着性が
低下してしまうので好ましくない。モノアクリレートの
例としては

【００１３】

【化４】

【００１４】等が挙げられ、一種又は複数を添加する事
ができる。ウレタンジアクリレート又はメタクリレート
(A)とアクリル又はメタクリル変性ポリブタジエン(B)に
対するモノアクリレートの割合｛(A)+(B)｝/(C)は0.3≦
｛(A)+(B)｝/(C)≦6.0であることが好ましい。0.3を下
回ると架橋密度極端に低下し、熱時接着力が低下する。
一方、6.0を上回ると粘度が高すぎ、塗布作業性が悪く
なり好ましくない。

【００１５】更に、構成成分(A)+(B)+(C)+(D)+(E)+(F)
に対するアクリル又はメタクリル変性ポリブタジエン
(B)の配合比(B)/｛(A)+(B)+(C)+(D)+(E)+(F)｝は0.01≦
(B)/｛(A)+(B)+(C)+(D)+(E)+(F)｝であることが好まし
い。0.01を下回ると耐湿接着性が損なわれるためであ
る。

【００１６】次に、リン酸基を含むアクリレート又はメ
タクリレートの例としては、

【化５】 の構造を有し、aは０又は１、ｂは１又は２、ｃは１又
は２、更にｂ＋ｃ＝３なる化合物が市販されている。

【００１７】次に、脂環式エポキシ基を含むアルコキシ
シランとは例えば、信越シリコーン製KBM-303等が知ら
れている。式（２）で示されるリン酸基含有アクリレー
ト又は式（３）で示されるリン酸基含有メタクリレート
(D)と脂環式エポキシ基を含むアルコキシシラン（E）の
総添加量{(D)+(E)}はウレタンジアクリレート又はメタ
クリレート(A)＋アクリル又はメタクリル変性ポリブタ
ジエン(B)＋モノアクリレート(C)の総重量{(A)+(B)+
(C)}に対しての配合比｛(D)+(E)｝/｛(A)+(B)+(C)｝は
0.001≦｛(D)+(E)}/{(A)+(B)+(C)}≦0.05であることが
好ましい。0.001を下回ると接着性に効果を示さず、0.0
5より多いとかえって接着性が低下する。

【００１８】さらには、本発明において成分(D)と成分
(E)は必須成分であり一方がかけても本発明を具現する
事はできない。その構成比(D)／(E)は0.1≦(D)／(E)≦1
0が好ましい。0.1を下回るとアルコキシシランの濃度が
低くなり接着界面への効果が低下する。また10を越える
とリン酸基濃度が高くなり必要以上に接着界面に作用し
接着性を低下させてしまう。また脂環式エホ゜キシ樹脂と速
やかに反応するのに伴いヘ゜―スト粘度の上昇が起こるので
好ましくない。

【００１９】成分（D）と(E)の作用としてはは両者が混
合することにより、脂環式エホ゜キシが重合し、側鎖にアル
コキシシランがあるオリコ゛マ―が生成し、界面への接着が
強固になると推定される。

【００２０】次に有機過酸化物の例としては、キュミル
パーオキシネオデカネート、ｔ−ブチルパーオキシネオ
デカネート、１−シクロヘキシル−１−メチルエチルパ
ーオキシネオデカネート、１，１，３，３−テトラメチ
ルブチルパーオキシネオデカネート、１，１，３，３−
テトラメチルブチルパーオキシ−２−エチルヘキサネー
ト、ビス（４−ブチルシクロヘキシル）パーオキシジカ
ーボネート、ｔ−ブチルパーオキシイソプロピルモノカ
ーボネート、１，１−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）−
３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、ｔ−ブチルパ
ーオキシベンゾエート、ｔ−ブチルパーオキシ３，５，
５−トリメチルヘキサネート、ｔ−ブチルパーオキシ−
２−エチルヘキシルモノカーボネート、ｔ−ヘキシルパ
ーオキシ−２−エチルヘキサネート等があり、アゾ化合
物の例としては、２，２’−アゾビスイソブチロニトリ
ル、１，１’−アゾビス（１−アセトキシ−１−フェニ
ルエタン）等がある。

【００２１】これら有機過酸化物及び／又はアゾ化合物
は単独あるいは硬化性を制御するため２種類以上を混合
して用いることもできる。更に、樹脂の保存性を向上す
るために各種重合禁止剤を予め添加しておくことも可能
である。

【００２２】これら有機過酸化物及び／又はアゾ化合物
(F)の添加量としては、配合比(F)/{(A)+(B)+(C)}が0.00
1≦(F)/{(A)+(B)+(C)}≦0.05であることが好ましい。0.
001より少ないと硬化速度が遅くなり、0.05より多いと
接着強度が低下したり、ヘ゜―ストのホ゜ットライフが悪くなり好
ましくない。

【００２３】次に銀粉(G)の例としては、フレーク状が
好ましく、さらには平均粒径としては、０．５μｍ〜１
５μｍが好ましい。平均粒径が０．５μｍより小さいと
製品粘度が高くなり、ロール等の混練が不可能となり、
また平均粒径が１５μｍより大きいとディスペンサー等
を用いたペースト塗布時のノズル詰まり、または接着剤
層の厚みが制御しにくく好ましくない。添加量として
は、全ペーストに対し６０重量％から８５重量％の範囲
であることが好ましい。６０％に満たない場合、体積抵
抗率が高くなり、８５％を超えるとペースト粘度が高く
なり、塗布作業性において好ましくない。

【００２４】本発明における樹脂ペーストは必要により
前述の重合禁止剤、消泡剤、界面活性剤、溶剤、チキソ調
整剤等の添加剤を用いることができる。

【００２５】以下本発明を実施例で具体的に説明する。

【００２６】

【実施例】実施例１ ヒドロキシエチルアクリレート、ポリブチレングリコール、イソフォロンジイソ シアネートを反応して得られるウレタンジアクリレート（ウレタンジアクリレー ト1東亞合成（株）・製、Ｍー１６００） 23.75重量部 メタクリル変性ポリブタジエンとして無水マレイン酸付加ポリブタジエンのヒド ロキシアルキルメタクリレート変性樹脂（メタクリル変性ホ゜リフ゛タシ゛エン１、日本石油（ 株）・製MM-1000-80） 1.25重量部 モノアクリレートとしてフェノキシジエチレングリコールモノアクリレート （モノアクリレ―ト１、新中村化学工業（株）・製、ＡＭＰ−２０ＧＹ） ２５重 量部 リン酸基含有メタクリレート（リン酸基含有メタクリレ―ト１、日本化薬（株）、ＫＡ ＹＡＭＥＲ，ＰＭ−２１） ０．５重量部 脂環式エホ゜キシ基含有アルコキシシラン（脂環式エホ゜キシ基含有アルコキシシラン１、信越化学工業（株 ）、KBM−303） ０．２５重量部 有機過酸化物重合開始剤（重合開始剤１、日本油脂（株）、パークミルＮＤ） ０．５重量部 銀粉１（デグサ社製、ＳＦ−６５） １３０重量部 銀粉２（（株）徳力化学研究所・製、ＴＣＧー１） ２０重量部 を混合し、再度３本ロールにて分散混練し、続いて真空
下脱泡処理をして銀ペーストを得た。

【００２７】得られた銀ペーストの粘度は、Ｅ型回転粘
度計を用いて２．５ｒｐｍでの値を測定した。更に４２
アロイ製フレームに得られた銀ペーストを塗布後６ｍｍ
角のチップをマウントし、熱盤上（１７５℃、４０秒）
にて硬化させた。接着強度は常温（２５℃）及び熱時
（２５０℃）にて自動せん断強度測定装置(DAGE社製,BT
-100）を用いて測定した。その結果、ワイヤーボンディ
ング温度（約２５０℃）又は硬化後８５℃、８５％ＲＨ
処理後の熱時強度においても十分な接着強度が得られる
ことが確認され、超音波探傷機を用いてもチップの剥離
は全く観測されなかった（表１に示す）。

【００２８】その他の評価方法 ワイヤーボンディング後の剥離：リードフレームに６ｍ
ｍＸ１５ｍｍのチップをマウント後硬化し、２５０℃に
てワイヤーボンディングを行いチップの剥離の有無を観
察した。

【００２９】反り値：低応力性の評価として測定した。
厚み２００μｍの銅フレームに６ｍｍＸ１５ｍｍＸ０．
３ｍｍのシリコンチップをペーストを用いて１７５℃、
４０秒でペースト厚が２０μｍになるように接着し、接
触式表面粗さ計を用いて長手方向のチップの変位を測定
しその高低差により反り値を測定した。

【００３０】耐半田クラック性：スミコンＥＭＥ−７３
２０（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Ｘ３回）にかけ、断面観察により内
部クラックの数を測定し耐半田クラック性の指標とし
た。

【００３１】 パッケージ：８０ｐＱＦＰ（１４Ｘ２０Ｘ２ｍｍ） チップサイズ：７．５ｘ７．５ｍｍ（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 総合評価：ダイアタッチペーストとして使用できるもの
を○、使用不可能なものを×として評価した。

【００３２】実施例２〜８、比較例１〜１３ 表１、表２及び表３に示した組成、条件以外は全く実施
例１と同一の方法にて銀ペーストを得、その特性を評価
した。結果は表１、表２及び表３に示してあるとおりで
ある。

【００３３】

【表１】

【００３４】

【表２】

【００３５】

【表３】

【００３６】表中の化合物の説明

【化６】

【００３７】重合開始剤２：２，２’−アゾビスイソブ
チロニトリル、 アクリル変性ポリブタジエン：メタクリル変性ポリブタ
ジエンと同様の反応によって得られるポリマー（日本石
油社製：MAC-1000-80）

【００３８】

【発明の効果】本発明は、特定の嵩高いモノアクリレー
ト又はメタクリレートとウレタンジアクリレート又はメ
タクリレート、リン酸基を含むアクリレート又はメタク
リレート、脂環式エポキシ基を含むアルコキシシランの
組み合わせにより初期接着力、低応力性を発現させ、更
にアクリル又はメタクリル変性ポリブタジエンを適当量
配合することにより、初期接着、低応力性を維持し且つ
耐湿接着性が優れ結果として耐半田クラック性がより優
れる事がわかった。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｃ０９Ｊ 175/14 Ｃ０９Ｊ 175/14 Ｈ０１Ｌ 21/52 Ｈ０１Ｌ 21/52 Ｅ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下記（Ａ）〜（Ｇ）を必須成分とし、そ
   れぞれの重量比が［ａ］〜［ｅ］で表されるダイアタッ
   チペースト。 （Ａ）ヒドロキシアルキルアクリル酸又はメタクリル
   酸、ポリアルキレングリコール、及びジイソシアネート
   を反応させて得られる ウレタンジアクリレート又はメ
   タクリレート、（Ｂ）アクリル又はメタクリル変性ポリ
   ブタジエン、（Ｃ）一般式（１）で示されるモノアクリ
   レート、（Ｄ）一般式（２）で示されるリン酸基含有ア
   クリレート又は一般式（３）で示されるリン酸基含有メ
   タクリレート、（Ｅ）脂環式エポキシ基を含むアルコキ
   シシラン、（Ｆ）有機過酸化物又はアゾ化合物、（Ｇ）
   銀粉。 ［ａ］ １≦（Ａ）／（Ｂ）≦ ２５ ［ｂ］ ０．３≦｛（Ａ）＋（Ｂ）｝／（Ｃ）≦ ６．
   ０ ［ｃ］ ０．００１≦｛（Ｄ）＋（Ｅ）｝／｛（Ａ）＋
   （Ｂ）＋（Ｃ）｝≦ ０．０５ ［ｄ］ ０．１≦（Ｄ）／（Ｅ）≦ １０ ［ｅ］ ０．００１≦（Ｆ）／｛｛Ａ｝＋（Ｂ）＋
   （Ｃ）｝≦ ０．０５ 【化１】 （式中、R₁:脂環族、及び又は芳香族基を含み、炭素数
   １０以上の置換基） 【化２】 （式中、ａ：０又は１、ｂ：１又は２、ｃ：１又は２、
   ｂ＋ｃ＝３） 【化３】 （式中、ａ：０又は１、ｂ：１又は２、ｃ：１又は２、
   ｂ＋ｃ＝３）