JP2001089735A - 電子デバイス用接着剤 - Google Patents

電子デバイス用接着剤

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JP2001089735A
JP2001089735A JP27162799A JP27162799A JP2001089735A JP 2001089735 A JP2001089735 A JP 2001089735A JP 27162799 A JP27162799 A JP 27162799A JP 27162799 A JP27162799 A JP 27162799A JP 2001089735 A JP2001089735 A JP 2001089735A
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JP
Japan
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powder
adhesive
parts
electronic devices
glycidyl ether
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JP27162799A
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Hideki Yokota
英樹 横田
Tatsuya Onishi
龍也 大西
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Kyocera Chemical Corp
Original Assignee
Toshiba Chemical Corp
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/26Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/28Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
    • H01L24/29Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/181Encapsulation

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体装置の信頼性向上に関与できるリフロ
ー半田耐熱性、熱時接着性にすぐれた電子デバイス用接
着剤を提供する。 【解決手段】 (A)次式で示されるMn≧5000の
ポリヒドロキシポリエーテル、 (但し、式中、Rは水素原子又はメチル基を、R′は水
素原子又はグリシジル基をそれぞれ表す)(B)ビスフ
ェノールA型などエポキシ樹脂、(C)触媒としてイミ
ダゾールおよび(D)銀などの導電性粉末又はシリカな
ど絶縁性粉末を必須成分としてなることを特徴とする電
子デバイス用接着剤である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の組立
におけるチップマウントや各種電子部品類の接着等に使
用するもので、高信頼性化に対応した電子デバイス用接
着剤に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体装置において、金属薄板(リード
フレーム)上の所定部分にIC、LSI等の半導体チッ
プを搭載する工程は、素子の長期信頼性に影響を与える
重要な工程の一つである。従来からこの搭載方法とし
て、低融点の合金(半田)を用いてろう付けをする方
法、樹脂ペーストを使用する方法等がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、半田を使用す
る方法は、一部で実用化されているが半田や半田ボール
が飛散して電極等に付着し、腐食断線の原因となる可能
性が指摘されている。
【0004】また、従来の導電性などの樹脂ペーストを
用いた半導体装置では、素子の長期信頼性をなくす原因
の1つとして、チップ・基板間の導電性ペーストの界面
を発生源とするモールド樹脂の剥離やクラックが問題と
なっている。これらは、導電性ペーストの基板からの剥
離がきっかけとなってできると考えられている。これら
の評価方法として、半導体の信頼性評価としてはリフロ
ー半田耐熱性、実装後温度サイクル評価が行われる。
【0005】本発明は、上記の事情に鑑みてなされたも
ので、半導体装置の信頼性向上に関与できるリフロー半
田耐熱性、熱時接着性にすぐれた電子デバイス用接着剤
を提供しようとするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記の目的
を達成しようと鋭意研究を重ねた結果、後述する樹脂組
成物を用いることによって、上記の目的を達成できるこ
とを見いだし、本発明を完成したものである。
【0007】即ち、本発明は、(A)次式で示されるポ
リヒドロキシポリエーテル、
【化2】 (但し、式中、Rは水素原子又はメチル基を、R′は水
素原子又はグリシジル基を、nはMn≧5000に対応
する整数をそれぞれ表す)(B)エポキシ樹脂、(C)
触媒としてイミダゾールおよび(D)粉末を必須成分と
してなることを特徴とする電子デバイス用接着剤であ
り、また、(D)の粉末が、導電性粉末または絶縁性粉
末のいずれかであることを特徴とする電子デバイス用接
着剤である。
【0008】以下、本発明を詳細に説明する。
【0009】本発明に用いる(A)ポリヒドロキシポリ
エーテルとしては、次の一般式で示されるエポキシ系ポ
リマーで、平均分子量5000以上の高分子量のもので
ある。
【0010】
【化3】 (但し、式中、Rは水素原子又はメチル基を、R′は水
素原子又はグリシジル基をそれぞれ表す) 具体的なものとしては、例えば、YP−50(東都化成
(株)社製、商品名)が挙げられる。(A)ポリヒドロ
キシポリエーテルの配合割合は、前記デバイス用接着剤
中の樹脂成分(A)+(B)を100(重量部)とした
場合、(A)=1〜50(重量部)の範囲で含有するこ
とがよい。
【0011】本発明に用いる(B)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ものであ
れば、特に制限なく使用できる。例えば、ビスフェノー
ルAグリシジルエーテル、ビスフェノールFグリシジル
エーテル、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、脂環
式エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、
グリシジルアミン型エポキシ樹脂等が挙げられ、これら
は単独又は2種以上混合して使用することができる。
【0012】本発明に用いる(C)イミダゾールとして
は、触媒として用いるもので、イミダゾール系化合物で
あれば特に制限されることはない。具体的には、例え
ば、2PHZ,2E4MZ(四国化成社製、商品名)等
が挙げられる。
【0013】本発明に用いる(D)粉末としては、導電
性粉末又は絶縁性粉末が用いられる。まず、導電性粉末
を用いた場合としては、例えば、銀粉末、銅粉末、ニッ
ケル粉末等の金属粉末、およびカーボン等を好適に使用
することがてき、これらは単独又は2種以上混合して使
用することができる。また、導電性を有する粉末であれ
ば特に金属粉末に限定されるものではなく、例えば表面
のみに金属層を備えた粉末でもよい。また、導電性粉末
の形状については特に限定するものではないが、導電性
粉末の粒径は、50μm以下とすることが好ましい。導
電性粉末の粒径が50μmを超えると、導電性が不安定
になる。なお、粒径とは同一の体積からなる球の直径と
して定義している。
【0014】さらに、前記樹脂成分と導電性粉末の混合
比は、デバイス用接着剤中の樹脂成分(A+B)および
導電性粉末(D)の含有量を100(重量部)とした場
合、(A+B)/(D)=40/60〜5/95(重量
部)の範囲とすることが望ましい。導電性粉末(D)が
60重量部未満である場合は、十分な導通性を得ること
が困難となり、95重量部を超える場合は、作業性や密
着性が低下する。
【0015】次に、絶縁性粉末を用い場合としては、例
えば、シリカ、酸化チタン、窒化ケイ素、酸化アルミニ
ウム等の絶縁性粉末を好適に使用することができ、これ
らは単独または2種以上混合して使用することができ
る。また、絶縁性を有する粉末であれば特に限定される
ことではない。また、絶縁性粉末の形状については、限
定するものではないが、粒径は50μm以下とすること
が好ましい。なお、粒径とは同一の体積からなる球の直
径として定義している。
【0016】さらに、前記樹脂成分と絶縁性粉末の混合
比は、デバイス用接着剤中の樹脂成分(A+B)および
絶縁性粉末(D)の含有量を100(重量部)とした場
合、(A+B)/(D)=45/55〜5/95(重量
部)の範囲とすることが望ましい。絶縁性粉末(D)が
55重量部未満である場合は、十分な絶縁性を得ること
が困難となり、95重量部を超える場合は、作業性や密
着性が低下する。
【0017】本発明において、上記の必須成分のほか、
例えば、電子デバイス用接着剤の粘度を調整するための
溶剤、エポキシ基の開環重合に対する反応性を備えた希
釈剤、消泡剤、カップリング剤およびその他の各種の添
加剤を必要に応じて配合することができる。
【0018】具体的な溶剤としては、酢酸セロソルブ、
エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、ブチルセロソル
ブアセテート、ブチルカルビトールアセテート、ジエチ
レングリコールジメチルエーテル、ジアセトンアルコー
ル、N−メチルピロリドン、ジメチルホルムアミド、γ
−ブチロラクトン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリ
ジノン等が挙げられ、これらは単独又は2種以上混合し
て使用することができる。
【0019】また、希釈剤としては、n−ブチルグリシ
ジルエーテル、アリルグリシジルエーテル、2−エチル
ヘキシルグリシジルエーテル、スチレンオキサイド、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、p−sec−ブチルフェニルグリシジルエーテル、
グリシジルメタクリレート、t−ブチルフェニルグリシ
ジルエーテル、ジグリシジルエーテル、(ポリ)エチレ
ングリコールグリシジルエーテル、(ポリ)プロピレン
グリコールグリシジルエーテル、ブタンジオールグリシ
ジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジル
エーテル、1,6−ヘキサンジオールグリシジルエーテ
ル等が挙げられ、これらは単独又は2種以上混合して使
用することができる。
【0020】さらに、カップリング剤としては、例え
ば、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランや
γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン等を挙げ
ることができる。
【0021】本発明の電子デバイス用接着剤は、上述し
た各成分である(A)ポリヒドロキシポリエーテル、
(B)エポキシ樹脂、(C)触媒としてイミダゾール、
(D)粉末およびその他添加剤を、常法に従い十分混合
した後、更にディスパース、ニーダ、三本ロールミル等
による混練処理を行い、その後、減圧脱泡して製造する
ことができる。こうして製造した電子デバイス用接着剤
は、シリンジに充填され、ディスペンサを用いてリード
基体、すなわちリードフレーム上に吐出し、接着剤を介
して半導体チップを金属板や樹脂基板上にマウントし、
加熱により硬化させる。なお、本発明に係る接着剤を硬
化するにあたっては、通常120℃〜200℃で1時間
〜2時間の加熱により実施される。
【0022】
【作用】本発明の電子デバイス用接着剤は、樹脂中に高
分子量のポリヒドロキシポリエーテルを導入したことに
より、リフロー半田耐熱性、熱時接着性に優れ、この接
着剤を用いることによって、半導体装置の組立時にまた
組立てられた半導体装置に高い信頼性を示すことができ
る。
【0023】
【発明の実施の形態】次に本発明を実施例によって具体
的に説明するが、本発明はこれらの実施例よって限定さ
れるものではない。以下の実施例および比較例において
「部」とは特に説明のない限り「重量部」を意味する。
【0024】実施例1 ビスフェノールFグリシジルエーテルのYL983U
(油化シェルエポキシ社製、商品名)80部、ポリヒド
ロキシポリエーテルのYP−50(東都化成(株)社
製、商品名)20部、イミダゾールの2PHZ(四国化
成工業社製、商品名)4部、ジシアンジアミド4部、銀
粉末560部および希釈剤100部を十分に混合した
後、さらに三本ロールにより混練処理を行い、減圧脱泡
して電子デバイス用接着剤を製造した。
【0025】実施例2 ビスフェノールFグリシジルエーテルのYL983U
(油化シェルエポキシ社製、商品名)80部、ポリヒド
ロキシポリエーテルのYP−50(東都化成(株)社
製、商品名)20部、イミダゾールの2E4MZ(四国
化成工業社製、商品名)4部、ジシアンジアミド4部、
シリカ粉末320部および希釈剤70部を十分に混合し
た後、さらに三本ロールにより混練処理を行い、減圧脱
泡して電子デバイス用接着剤を製造した。
【0026】比較例1 エポキシ樹脂をベースとした無溶剤型導電性ペーストの
代表として、以下の化合物を用いた。
【0027】ビスフェノールFグリシジルエーテルのY
L983U(油化シェルエポキシ社製、商品名)100
部、イミダゾールの2PHZ(四国化成工業社製、商品
名)4部、ジシアンジアミド4部、銀粉末560部およ
び希釈剤100部を十分に混合した後、さらに三本ロー
ルにより混練処理を行い、減圧脱泡して電子デバイス用
接着剤を製造した。
【0028】比較例2 ビスフェノールFグリシジルエーテルのYL983U
(油化シェルエポキシ社製、商品名)100部、イミダ
ゾールの2E4MZ(四国化成工業社製、商品名)4
部、ジシアンジアミド4部、シリカ粉末320部および
希釈剤70部を十分に混合した後、さらに三本ロールに
より混練処理を行い、減圧脱泡して電子デバイス用接着
剤を製造した。
【0029】実施例1〜2および比較例1〜2で製造し
た電子デバイス用接着剤を用いて半導体チップと樹脂基
板とを接着硬化させ、その後、樹脂封止して、パッケー
ジを組み立てた。パッケージのリフロー半田耐熱性を評
価してその結果を表1に示したが、いずれも本発明が優
れており、本発明の顕著な効果が認められた。なお、リ
フロー半田耐熱評価は、60℃,60RH%,168h
rの吸湿条件でパッケージを処理した後、Max240
℃でIRリフローを3回通した後のクラック・剥離状態
をSAT/断面観察により行った。(JEDEC LE
VEL2′)
【表1】
【0030】
【発明の効果】以上の説明および表1から明らかなよう
に、本発明によれば、半導体装置はリフロー半田耐熱性
評価に優れ、熱時接着性など信頼性の高い電子デバイス
用接着剤を提供することができた。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4J036 AA01 AD08 AF06 AJ08 DC41 FA02 FA05 FB12 GA28 JA06 4J040 EC061 EC071 EC091 EC121 EC261 EE061 EE062 GA05 GA11 HA066 HA136 HA296 HA306 HC24 JB11 KA03 KA09 KA14 KA32 KA42 LA01 LA08 NA19 NA20 5F047 BA33 BA34 BA51 BA53 BB11

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (A)次式で示されるポリヒドロキシポ
    リエーテル、 【化1】 (但し、式中、Rは水素原子又はメチル基を、R′は水
    素原子又はグリシジル基を、nはMn≧5000に対応
    する整数をそれぞれ表す)(B)エポキシ樹脂、(C)
    触媒としてイミダゾールおよび(D)粉末を必須成分と
    してなることを特徴とする電子デバイス用接着剤。
  2. 【請求項2】 (D)粉末が導電性粉末であることを特
    徴とする請求項1記載の電子デバイス用接着剤。
  3. 【請求項3】 (D)粉末が絶縁性粉末であることを特
    徴とする請求項1記載の電子デバイス用接着剤。
JP27162799A 1999-09-27 1999-09-27 電子デバイス用接着剤 Pending JP2001089735A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100456064B1 (ko) * 2001-07-06 2004-11-08 한국과학기술원 극미세 피치 cog 기술용 이방성 전도성 필름
JP2007021911A (ja) * 2005-07-15 2007-02-01 Seiko Epson Corp 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置

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