JP2000186261A - 銅フレーム用接着剤、半導体パッケージ及び半導体パッケージの製造法 - Google Patents

銅フレーム用接着剤、半導体パッケージ及び半導体パッケージの製造法

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JP2000186261A
JP2000186261A JP10362424A JP36242498A JP2000186261A JP 2000186261 A JP2000186261 A JP 2000186261A JP 10362424 A JP10362424 A JP 10362424A JP 36242498 A JP36242498 A JP 36242498A JP 2000186261 A JP2000186261 A JP 2000186261A
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Jun Taketazu
潤 竹田津
Hiroki Hayashi
弘樹 林
Katsuhide Aichi
且英 愛知
Masanori Nomura
真紀 野村
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Abstract

(57)【要約】 【課題】銅リードフレームを用いた半導体パッケージに
於いて、リフロー炉を通して半導体パッケージを基板上
に実装するとき、パッケージクラックの無い高信頼性の
半導体パッケージを得ることができる接着剤及びこれを
用いた半導体装置を提供する。 【解決手段】化３の一般式（１）で示される構造を有す
るエポキシ化合物と、グリシジル基を有するアクリレー
ト化合物とを含む銅フレーム用接着剤。 【化３】 エポキシ化合物が、テトラグリシジルジアミノジフェニ
ルメタン、トリグリシジルパラアミノフェノール及びト
リグリシジルメタアミノフェノールから選ばれた少なく
とも１種が好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、銅リードフレーム
を用いた半導体パッケージに於いて、リフロー炉を通し
て半導体パッケージを基板上に実装するとき、パッケー
ジクラックの無い高信頼性の半導体パッケージを得るこ
とができる接着剤及びこれを用いた半導体装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置を製造する際の、半導体素子
とリードフレーム（支持部材）の接合方法として、エポ
キシ樹脂、ポリイミド樹脂等の有機材料に銀粉等を分散
させてペースト状態とし、これを接着剤とする方法が主
に用いられている。この方法は、一般に銀ペーストをデ
ィスペンサーやスタンピングマシンを用いてリードフレ
ームに塗布した後、半導体素子を接着し、加熱硬化させ
て接合するものである。また、リードフレームの材質に
は、従来鉄−ニッケルの合金である４２アロイが用いら
れてきた。しかし、リードフレームの熱・電気伝導性、
配線基板との密着性等の点から、最近では材質に銅合金
を用いた銅リードフレームの割合が大きくなってきてい
る。また、半導体装置の生産性向上のため、銀ペースト
の加熱硬化工程が、従来のオーブンを用いたバッチ硬化
方式から、熱盤上で連続短時間硬化するライン硬化方式
に移行してきている。この方法では、銀ペーストを塗布
したリードフレームが加熱した熱盤上にさらされるた
め、銀ペーストが急激に加熱されることで銀ペースト層
中にボイドが発生したり、銀ペーストの硬化が不十分で
ワイヤーボンド工程中に半導体素子がリードフレームか
ら剥離してしまうという問題点がある。
【０００３】さらに、高密度、高効率実装のため、半導
体装置の実装方法は、半導体装置のリードを基板に直接
半田付けする表面実装が主流となっている。この表面実
装には、基板全体を赤外線などで加熱するリフローソル
ダリングが用いられ、パッケージは２００℃以上の高温
に加熱される。この時、パッケージ内部、特に接着剤層
中に水分が含まれると、この水分が気化してダイパッド
と封止材の間に回り込み、パッケージにクラック（リフ
ロークラック）が発生する。このリフロークラックは、
半導体装置の信頼性を著しく低下させるものであるが、
特に銅リードフレームでは、４２アロイフレームに比べ
リフロークラックの発生率が高い。さらに、オーブン硬
化とライン硬化を比較した場合、リフロークラックの発
生率はライン硬化の方が高い。このことから、銅リード
フレームを用い連続短時間硬化した場合、リフロークラ
ックが発生する可能性が極めて高く、深刻な問題・技術
課題となっている。このような問題に対する解決策とし
て、半導体装置全体を防湿梱包し、表面実装の直前に開
封して使用する方法や、表面実装の直前に前記半導体装
置を１００℃で２４時間乾燥させ、その後実装を行う方
法が提案されている。また、リードフレームに半導体素
子を接着する接着剤で、リフロークラックの防止を目的
としたものとしては、例えば水分吸着剤を含有する接着
剤（特開平６−１８１２２７号公報）や、エポキシ基を
２個以上含有するエポキシ樹脂と、シリコーン変性フェ
ノールアラルキル樹脂を含有する接着剤（特開平６−３
２６１３９号公報）などがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、半導体
装置の防湿梱包や乾燥を行う方法は、製造工程が長くな
り、手間もかかるといった不都合がある。また、特開平
６−１８１２２７号公報や、特開平６−３２６１３９号
公報では、４２アロイリードフレームに対する耐リフロ
ークラック性は良好なものの、銅リードフレームでは耐
リフロークラック性を満足しない。本発明は、前記の従
来技術の欠点を除去し、リフロークラックの無い接着剤
およびこれを用いた半導体装置を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の銅フレーム用接
着剤は、化２の一般式（１）で示される構造を有するエ
ポキシ化合物と、グリシジル基を有するアクリレート化
合物とを含むものである。
【０００６】
【化２】 エポキシ化合物がとしては、テトラグリシジルジアミノ
ジフェニルメタン、トリグリシジルパラアミノフェノー
ル及びトリグリシジルメタアミノフェノールから選ばれ
た少なくとも１種が好ましい。
【０００７】本発明により、液状接着剤を銅フレームに
塗布し、チップを搭載し、加熱処理し、その後樹脂封止
した半導体パッケージであって、前記接着剤は８５℃、
湿度８５％で４８ｈ処理後、２５０℃におけるピール強
度が１ｋｇｆ／８×８ｍｍ以上の特性を有しており、８
５℃、湿度６０％で１６８時間処理後２４０℃１０ｓｅ
ｃのリフロー処理で接着剤層に剥離・破壊が発生しない
半導体パッケージが提供される。半導体パッケージの製
造法は、前記の液状接着剤を銅フレームに塗布し、チッ
プを搭載し、加熱処理し、その後樹脂封止する工程を備
えるものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明の接着剤で使用されるエポ
キシ化合物としては、例えばテトラグリシジルジアミノ
ジフェニルメタン、トリグリシジルパラアミノフェノー
ル、トリグリシジルメタアミノフェノール、ジグリシジ
ルアニリン、ジグリシジルトルイジン、テトラグリシジ
ルメタキシリレンジアミン、ジグリシジルジボロモアニ
リン、テトラグリシジルビスアミノメチルシクロヘキサ
ン、トリグリシジルイソシアヌレート、トリグリシジル
シアヌレート、アミン変性フェノールノボラックのエポ
キシ化物、アミン変性クレゾールノボラックのエポキシ
化物などがあり、これらは単独または２種類以上併せて
使用することができる。
【０００９】本発明のグリシジル基を有するアクリレー
ト化合物としては、例えばグリシジルアクリレート、グ
リシジルメタクリレート、エポキシ化ステアリルアルコ
ールとアクリル酸のエステル、エポキシ化ステアリルア
ルコールとメタクリル酸のエステルがある。これらは単
独または２種類以上併せて使用することができる。
【００１０】本発明の接着剤の、一般式（１）で示され
る構造を分子骨格中に有するエポキシ化合物とグリシジ
ル基を有するアクリレート化合物との混合比は、９０／
１０〜１０／９０（重量比）が好ましく、更に好ましく
は８０／２０〜５０／５０であり、リードフレーム上に
接着剤を塗布するときの作業性と半田リフロー工程温度
での接着力の点から、７０／３０〜５５／４５が最も好
ましい。
【００１１】本発明の接着剤に含まれる、一般式（１）
で示される構造を分子骨格中に有するエポキシ化合物の
割合が９０重量％を越える場合、接着剤の粘度が高く、
リードフレーム上に接着剤を塗布するときの作業性に乏
くなる傾向にあり、また１０重量％未満では半田リフロ
ー工程温度での接着力が低く、接着剤にクラックが発生
し、これが原因で半導体装置にクラックが発生し信頼性
に劣る場合がある。
【００１２】本発明で使用される銅リードフレームとし
て、例えば、ＭＦ２０２（三菱電機社製商品名）、ＥＦ
ＴＥＣ６４Ｔ（古河電気工業社製商品名）等がある。
【００１３】本発明の接着剤は、８５℃、湿度８５％で
４８ｈ処理後、２５０℃におけるピール強度が、１ｋｇ
ｆ／８×８ｍｍ以上であり、室温で１００Ｐａ・ｓ以下
の液体である。
【００１４】本発明の接着剤には必要に応じて充填材を
使用することができ、充填材としてシリカ粉、アルミナ
粉、石英粉、窒化ホウ素粉、窒化アルミ粉、カーボンブ
ラック、炭化珪素粉、銀粉等の無機充填剤や、ＭＢＳ
（メチルメタクリレート−ブタジエン−スチレン共重合
体）シリコーン、フッ素等の粒子状の有機充填剤が用い
られ、粒径、形状等に制限はないが、銀粉が好ましく、
フレーク状、樹枝状、球形、不定形等の銀粉が使用可能
である。例えば、シルベストＴＣＧ−１（徳力化学研究
所製商品名）、シルフレークＡｇｃ−Ａ（福田金属箔粉
工業社製商品名）等がある。充填剤の使用量は、接着剤
１００重量部に対し、１０〜１０００重量部が好まし
く、更に好ましくは１００〜８００重量部である。本発
明の、８５℃、湿度６０％で１６８ｈ処理後２４０℃１
０ｓｅｃのＩＲリフロー処理で接着剤に剥離・破壊が発
生しない半導体パッケージは、本発明の液状接着剤を銅
フレームに塗布し、チップを搭載し、１５０℃〜２５０
℃で１ｍｉｎ未満加熱処理後、樹脂封止して製造され
る。
【００１５】
【実施例】以下、本発明を実施例により説明する。 実施例１ ジアミノジフェニルメタンテトラグリシジル ２０ｇ （ＹＨ４３４Ｌ 東都化成製商品名） グリシジルメタクリレート（Ｇ 共栄化学製商品名） １０ｇ ジシアンジアミド ３ｇ ２−エチル−４メチルイミダゾール ０．６ｇ ターシャリブチルパーオキシベンゾエート ３ｇ 銀粉 ７０ｇ をらいかい機により混合し、接着剤を得た。この接着剤
を用いてピール接着力の試験及び半田リフロークラック
評価試験を行った。図１の表１に試験結果を示す。
【００１６】 実施例２ アミノフェノールトリグリシジル ２０ｇ （ＥＬＭ−１００ 住友化学商品名） グリシジルメタクリレート（Ｇ 共栄社化学製） １０ｇ ジシアンジアミド ２ｇ ２−エチル−４メチルイミダゾール ０．６ｇ ターシャリブチルパーオキシベンゾエート ３ｇ 銀粉 ７０ｇ をらいかい機により混合し、接着剤を得た。この接着剤
を用いてピール接着力の試験及び半田リフロークラック
評価試験を行った。図１の表１に試験結果を示す。
【００１７】 比較例１ ビスフェノール−Ａジグリシジル ２０ｇ （ＹＬ９８０ 油化シェルエポキシ製商品名） グリシジルメタクリレート（Ｇ 共栄社化学製） １０ｇ ジシアンジアミド ３ｇ ２−エチル−４メチルイミダゾール ０．６ｇ ターシャリブチルパーオキシベンゾエート ３ｇ 銀粉 ７０ｇ をらいかい機により混合し、接着剤を得た。この接着剤
を用いてピール接着力の試験及び半田リフロークラック
評価試験を行った。図１の表１に試験結果を示す。
【００１８】ピール接着力試験 実施例１〜３および比較例１で得られた接着剤を用い
て、以下に示すようなピール接着力試験を行った。 評価試験方法：銅リードフレームと８ｍｍ×８ｍｍ×
０．４ｍｍのシリコンチップを上記接着剤を用いて２０
０℃、５９秒加熱して接着し、その後１７５℃で５時間
加熱処理し試験片を得た。この試験片を、温度８５℃、
湿度８５％に設定された恒温恒湿機中で４８時間吸湿さ
せた後、２５０℃、２０秒加熱時の引き剥がし強さを、
プッシュプルゲージを用いて測定した（図２）。
【００１９】半田リフロークラック評価試験 実施例１〜３および比較例１で得られた接着剤を用い
て、以下に示すような半田リフロークラック試験を行っ
た。 評価試験方法：銅リードフレームと８ｍｍ×１０ｍｍ×
０．３ｍｍのシリコンチップを上記接着剤を用いて２０
０℃５９秒加熱して接着した。その後封止材（日立化成
製 ＣＥＬ−４６２０）により封止し、半田リフロー試
験用パッケージ（ＱＦＰ、１４ｍｍ×２０ｍｍ×１．４
ｍｍ）を組み立てた。そのパッケージを温度８５℃、湿
度６０％に設定された恒温恒湿機中で１６８時間吸湿さ
せた。その後、２４０℃、１０秒のＩＲリフローを行
い、パッケージの外部クラックの発生数を顕微鏡（倍
率：１５倍）で観察した。さらに、このパッケージ中の
接着剤層の断面を、顕微鏡（倍率：５００倍）で観察
し、吸湿前のパッケージの接着剤層と比較した。
【００２０】試験の結果、実施例１〜４の接着剤を使用
したパッケージはクラックの発生及び接着剤層の破壊が
見られなかったが、比較例に接着剤を使用したサンプル
は全数パッケージのクラック及び接着剤層の破壊が発生
していた。
【００２１】
【発明の効果】本発明になる接着剤は、半導体パッケー
ジの接着剤として使用した場合に、半田リフロー時のリ
フロークラックの発生を低減し、半導体パッケージの生
産性と信頼性とを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１〜３および比較例１で得られた接着剤
の試験結果を示す表１。
【図２】プッシュプルゲージの正面図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 愛知 且英 茨城県つくば市和台48 日立化成工業株式 会社筑波開発研究所内 (72)発明者 野村 真紀 茨城県つくば市和台48 日立化成工業株式 会社筑波開発研究所内 Ｆターム(参考） 4J040 EC121 GA13 JA02 JB02 LA06 LA07 LA08 MA01 MA02 NA20 5F047 AA11 BA23 BA34 BB11 BB16

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】化１の一般式（１）で示される構造を有す
    るエポキシ化合物と、グリシジル基を有するアクリレー
    ト化合物とを含む銅フレーム用接着剤。 【化１】
  2. 【請求項２】エポキシ化合物が、テトラグリシジルジア
    ミノジフェニルメタン、トリグリシジルパラアミノフェ
    ノール及びトリグリシジルメタアミノフェノールから選
    ばれた少なくとも１種である請求項１記載の銅フレーム
    用接着剤。
  3. 【請求項３】液状接着剤を銅フレームに塗布し、チップ
    を搭載し、加熱処理し、その後樹脂封止した半導体パッ
    ケージであって、前記接着剤は８５℃、湿度８５％で４
    ８ｈ処理後、２５０℃におけるピール強度が１ｋｇｆ／
    ８×８ｍｍ以上の特性を有しており、８５℃、湿度６０
    ％で１６８時間処理後２４０℃１０ｓｅｃのＩＲリフロ
    ー処理で接着剤層に剥離・破壊が発生しない半導体パッ
    ケージ。
  4. 【請求項４】請求項１又は２記載の液状接着剤を銅フレ
    ームに塗布し、チップを搭載し、加熱処理し、その後樹
    脂封止する工程を備える半導体パッケージの製造法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000344859A (ja) * 1999-06-07 2000-12-12 Toshiba Chem Corp 導電性ペースト
CN112912427A (zh) * 2018-10-24 2021-06-04 住友电木株式会社 导电性树脂组合物和半导体装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000344859A (ja) * 1999-06-07 2000-12-12 Toshiba Chem Corp 導電性ペースト
CN112912427A (zh) * 2018-10-24 2021-06-04 住友电木株式会社 导电性树脂组合物和半导体装置
CN112912427B (zh) * 2018-10-24 2023-08-22 住友电木株式会社 导电性树脂组合物和半导体装置

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