JP2000302949A - 液状樹脂組成物及びそれを用いた半導体装置 - Google Patents

液状樹脂組成物及びそれを用いた半導体装置

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JP2000302949A
JP2000302949A JP11116155A JP11615599A JP2000302949A JP 2000302949 A JP2000302949 A JP 2000302949A JP 11116155 A JP11116155 A JP 11116155A JP 11615599 A JP11615599 A JP 11615599A JP 2000302949 A JP2000302949 A JP 2000302949A
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Kazuto Onami
一登 濤
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    • H01L24/28Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 鉛フリー化の動向に伴い、リフロー温度が2
60℃に変更されても良好な耐リフロー性を示す高信頼
性の液状樹脂組成物を提供し、ひいては本発明の液状樹
脂組成物を使用することで高信頼性のパッケージを提供
することである。 【解決手段】 フィラー(A)、常温で液状のエポキシ
樹脂(B)、硬化剤(C)からなり、常温で液状のエポ
キシ樹脂(B)のうち少なくとも50wt%が加水分解
性塩素量が1000ppm以下である化合物を用いた液
状樹脂組成物である。更に液状樹脂組成物をダイアタッ
チペーストとして用いた半導体装置である。

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
導体素子を金属フレーム等に接着する液状樹脂組成物に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年の環境問題への意識の向上に伴い半
導体製品を有機基板に搭載する工程で使用されていた半
田を鉛フリーの半田に置き換える検討が盛んになされて
いる。このためリフロー温度も従来の220℃あるいは
240℃から260℃へ変更する必要があり、半導体製
品構成部材もより高温での耐リフロー性が要求され始め
ている。しかし、従来のダイアタッチ材では240℃ま
でのリフロー温度では使用可能であったが260℃リフ
ローに耐えるものは存在しなかった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は鉛フリー化の
動向に伴い、リフロー温度が260℃に変更されても良
好な耐リフロー性を示す高信頼性の液状樹脂組成物を提
供し、ひいては本発明の液状樹脂組成物を使用すること
で高信頼性のパッケージを提供することである。
【0004】
【課題を解決するための手段】フィラー(A)、常温で
液状のエポキシ樹脂(B)、硬化剤(C)からなり、常
温で液状のエポキシ樹脂(B)のうち少なくとも50w
t%が加水分解性塩素量が1000ppm以下である下
記式(1)で示される化合物である液状樹脂組成物であ
る。更に好ましい態様としては、硬化物のTMA法によ
り測定したTgが150℃以上である液状樹脂組成物で
ある。
【化1】
【0005】また、上記の液状樹脂組成物をダイアタッ
チ材として使用して作製した半導体装置である。
【0006】
【発明の実施の形態】本発明に用いるフィラー(A)は
用いる分野が半導体用途のためハロゲンイオン、アルカ
リ金属イオン等のイオン性不純物量が10ppm以下で
あることが望ましい。また要求特性により銀、金、銅、
ニッケルなどの金属フィラー、シリカ、窒化アルミ、窒
化ボロンなどの無機フィラーをあるいは焼成フェノール
粒子、ポリイミド粒子等の有機フィラーを単独あるいは
併用して使用可能である。
【0007】形状としてはフレーク状、繊維状、樹脂
状、不定形あるいは球状のものを単独あるいは混合して
用いることができる。さらに粒径に関しては通常平均粒
径が2〜10μm、最大粒径は50μm程度のものが好
ましく、比較的細かいフィラーと粗いフィラーを混合し
て用いてもよい。
【0008】また本発明に用いるエポキシ樹脂は常温で
液状の物に限定しているが、常温で液状の物でないとフ
ィラーとの混練において溶剤を必要とする。溶剤は気泡
の原因となり硬化物の接着強度、熱伝導率を低下させて
しまうので好ましくない。ここで常温で液状のエポキシ
樹脂とは例えば常温で固形のものでも常温で液状のエポ
キシ樹脂と混合することで常温で安定して液状を示す物
を含む。
【0009】本発明に用いるエポキシ樹脂としては加水
分解性塩素量が1000ppm以下である式(1)で示
される化合物をエポキシ樹脂に対して少なくとも50w
t%含まれる。式(1)で示される化合物がエポキシ樹
脂に対して50wt%未満の場合、未使用の場合よりも
Tgは向上するが260℃でのリフローに十分耐えうる
程の硬化は期待できない。
【0010】式(1)で示される化合物を含め一般にグ
リシジルアミンタイプのエポキシ樹脂は、特にカーボン
コンポジット、構造用接着剤などの用途で使用されてい
るが市販の物は加水分解性塩素量が例えば1〜5%と多
く半導体用途での使用は困難である。また精製技術の向
上に伴い加水分解性塩素量の少ない樹脂も出現している
が、式(1)で示される化合物の加水分解性塩素量は1
000ppm以下が好ましく、1000ppmを越える
場合には、得られた液状樹脂組成物の含有塩素量が多く
なりすぎ半導体製品の信頼性の悪化につながるので使用
できない。また260℃での耐リフロー性の向上には、
高温時の物性低下を抑えるために高耐熱性が必要であ
り、Tgは150℃以上あることが好ましい。Tgが1
50℃未満であると260℃でのリフロー性が劣り、樹
脂硬化物にクラックや剥離が発生する。
【0011】式(1)で示される化合物のみをエポキシ
樹脂として使用しても差し支えないが、他のエポキシ樹
脂との併用も可能である。併用可能なエポキシ樹脂は、
例えば、ビスフェノールA、ビスフェノールF、フェノ
ールノボラック、クレゾールノボラック類とエピクロル
ヒドリンとの反応により得られるポリグリシジルエーテ
ル、1、6ージヒドロキシナフタレンジグリシジルエー
テル、ブタンジオールジグリシジルエーテル、ネオペン
チルグリコールジグリシジルエーテル等の脂肪族エポキ
シ、ジグリシジルヒダントイン等の複素環式エポキシ、
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、アリサイクリックジエポキシーアジ
ペイトのような脂環式エポキシ、さらにはn−ブチルグ
リシジルエーテル、バーサティック酸グリシジルエステ
ル、スチレンオサイド、エチルヘキシルグリシジルエー
テル、フェニルグリシジルエーテル、クレジルグリシジ
ルエーテル、ブチルフェニルグリシジルエーテル等のよ
うな通常のエポキシ樹脂の希釈剤として用いられるもの
があり、これらは単独でも混合して用いても差し支えな
い。
【0012】本発明で使用される硬化剤についてはイオ
ン性不純物が極めて少ないことが好ましい点を除きフェ
ノール系化合物、有機酸無水物、アミン化合物などの使
用が可能であり構造については特に限定されない。また
必要に応じ、3級アミン、イミダゾール類、トリフェニ
ルホスフィン、テトラフェニルホスフィンテトラフェニ
ルボレート等といった硬化促進剤として知られている化
合物を添加することもでき、さらに可とう性付与剤、消
泡剤、カップリング剤等を用いることもできる。
【0013】本発明の製造方法は例えば各成分を予備混
合した後、3本ロールを用いて混練し、混練後真空下脱
泡し樹脂ペーストを得るなどがある。この様にして得ら
れた液状樹脂組成物をダイアタッチ材として用い、公知
の方法にて半導体装置を得ることが出来る。
【0014】
【実施例】以下実施例を用いて本発明を具体的に説明す
る。配合割合は重量部で示す。 <実施例1〜3>粒径1〜30μmで平均粒径3μmの
フレーク状銀粉(以下銀粉)とビスフェノールAとエピ
クロルヒドリンとの反応により得られるジグリシジルビ
スフェノールA(エポキシ当量180、常温で液体、以
下ビスAエポキシ)、クレジルグリシジルエーテル(エ
ポキシ当量185)、4−(ジグリシジルアミノ)フェ
ニルグリシジルエーテル(分子蒸留品:エポキシ当量1
03、加水分解性塩素量540ppm、25℃での粘度
6.8ポイズ 以下エポキシB)、フェノールノボラッ
ク(水酸基当量104、軟化点80〜90℃)、ジシア
ンジアミド、ジアザビシクロウンデセンを第一表に示す
割合で配合し、3本ロールで混練して液状樹脂組成物を
得た。この液状樹脂組成物を真空チャンバーにて2mm
Hgで30分間脱泡した後以下の方法により各種性能を
評価した。
【0015】・粘度:E型粘度計(3°コーン)を用い
25℃、2.5rpmでの値を測定し粘度とした。 ・Tg:4×20×0.4mmの試験片を作製し(硬化
条件150℃60分)引っ張りモードのTMAで測定し
TMA曲線の屈曲点をもってTgとした。(測定長:1
0mm、温度範囲:−100℃〜300℃、昇温速度:
10℃/分)
【0016】・接着強度:6×6mmのシリコンチップ
を液状樹脂組成物を用いて銅フレームにマウントし15
0℃オーブン中60分間硬化した。硬化後自動マウント
強度測定装置(DAGE PC−2400)を用い24
0℃ならびに260℃での熱時ダイシェア強度を測定し
た。また硬化後のサンプルを85℃85%72時間吸水
処理し240℃ならびに260℃での熱時ダイシェア強
度を測定した。吸湿処理による保持率を計算し80%以
上の場合を合格とした。 ・イオン性不純物 :200℃60分硬化した後粉砕し
た試料2gおよび純水40mlを抽出釜にいれ125℃
20時間抽出した上澄みを検液としイオンクロマトグラ
フにより塩素量およびナトリウム量の測定を行った。
【0017】・リフロー性:14×20×2.0mmの
QFP(銅フレーム、ダイパッド:9.5×9.5m
m)フレームに液状樹脂組成物を用い9×9×0.38
mmのシリコンダイをマウント、150℃60分硬化し
た後、ビフェニル系封止材(フィラー含有率:88wt
%)にてモールドした。このパッケージを85℃85%
RHの条件で168時間吸湿処理後IRリフローを3回
通した。リフロー温度は240℃10秒および260℃
10秒で行った。リフロー処理後のパッケージを透過型
の超音波探傷装置により剥離の観察をおこない、剥離面
積がダイパッド面積の5%以上のものを不良とし、10
パッケージ中の不良パッケージ数をもってリフロー性の
指標とした。
【0018】<実施例4>用いるフィラーとして市販の
破砕シリカ(平均粒径3μm、最大粒径16μm以下シ
リカ)を使用した他は実施例1と同様にして液状樹脂組
成物を作製し評価した。
【0019】<比較例1〜4>第一表に示す配合割合で
実施例1と全く同様にして導電性樹脂ペーストを作製し
た。なお比較例3、4では使用するエポキシ樹脂として
4−(ジグリシジルアミノ)フェニルグリシジルエーテ
ル(エポキシ当量104、加水分解性塩素量1800p
pm、25℃での粘度19ポイズ 以下エポキシC)を
使用した。
【0020】評価結果を第一表に示す。
【表1】
【0021】
【発明の効果】本発明の液状樹脂組成物は260℃の高
温でも金属フレームに対する密着性に優れるため、リフ
ロー温度が260℃になっても半田処理時にクラックが
発生しない従来になかった高信頼性の半導体素子接着用
の液状樹脂組成物であり、この液状樹脂組成物を用いて
半導体素子を接着することによりリフロー性に優れ非常
に信頼性の高い半導体装置が得られる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4J002 CD012 CD022 CD052 CD062 CD082 CD131 DA016 DA076 DA086 DF016 DJ016 DK006 EF007 EJ007 EN007 FD016 FD147 GQ05 4J036 AD08 AF06 AF08 AH01 AH11 DC31 DC46 FA02 FB07 FB14 JA06 5F047 AA11 BA23 BA34 BB11 BB16

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (A)フィラー、(B)常温で液状のエ
    ポキシ樹脂、(C)硬化剤からなり、常温で液状のエポ
    キシ樹脂(B)のうち、少なくとも50wt%が加水分
    解性塩素の量が1000ppm以下である下記式(1)
    で示される化合物であることを特徴とする液状樹脂組成
    物。 【化1】
  2. 【請求項2】 該液状樹脂組成物の硬化物のTMA法に
    よるTgが150℃以上である請求項1記載の液状樹脂
    組成物。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の液状樹脂組成物をダイア
    タッチ材として使用した半導体装置。
JP11116155A 1999-04-23 1999-04-23 液状樹脂組成物及びそれを用いた半導体装置 Pending JP2000302949A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001106874A (ja) * 1999-10-07 2001-04-17 Sumitomo Bakelite Co Ltd 半導体用樹脂ペースト及びそれを用いた半導体装置
JP2012231090A (ja) * 2011-04-27 2012-11-22 Sekisui Chem Co Ltd 電子部品用接合材

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JPH10237157A (ja) * 1997-02-27 1998-09-08 Sumitomo Bakelite Co Ltd 液状樹脂組成物および該液状樹脂組成物を使用して作製した半導体装置

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