JP2001106873A - Resin paste for semiconductor and semiconductor device using the same - Google Patents

Resin paste for semiconductor and semiconductor device using the same

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JP2001106873A
JP2001106873A JP28637899A JP28637899A JP2001106873A JP 2001106873 A JP2001106873 A JP 2001106873A JP 28637899 A JP28637899 A JP 28637899A JP 28637899 A JP28637899 A JP 28637899A JP 2001106873 A JP2001106873 A JP 2001106873A
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resin
semiconductor
weight
parts
curing agent
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Shingo Ito
慎吾 伊藤
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Sumitomo Bakelite Co Ltd
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Sumitomo Bakelite Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a resin paste for semiconductor which can be cured rapidly, exhibits a high adhesive strength at high temperatures, is excellent in stress relaxation properties, and is suitable for bonding a large chip to a copper frame. SOLUTION: This resin paste comprises a combination of two liquid epoxy resins, a liquid phenol resin, a latent curing agent, an imidazole compound, and an inorganic filler provided the combination of epoxy resins may be diluted with a reactive diluent having epoxy groups.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[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樹脂ペーストに関
するものである。
The present invention relates to a resin paste for bonding a semiconductor element such as an IC or an LSI to a metal frame or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】エレクトロニクス業界の最近の著しい発
展により、トランジスター、IC、LSI、超LSIと進化して
きており、これら半導体素子に於ける回路の集積度が急
激に増大すると共に大量生産が可能となり、これらを用
いた半導体製品の普及に伴って、その量産に於ける作業
性の向上並びにコストダウンが重要な問題となってき
た。従来は半導体素子を金属フレームなどの導体にAu-S
i共晶法により接合し、次いでハーメチックシールによ
って封止して、半導体製品とするのが普通であった。し
かし量産時の作業性、コストの面より、樹脂封止法が開
発され、現在は一般化されている。これに伴い、マウン
ト工程に於けるAu-Si共晶法の改良としてハンダ材料や
樹脂ペースト即ちマウント用樹脂による方法が取り上げ
られるようになった。
2. Description of the Related Art Recent remarkable developments in the electronics industry have evolved into transistors, ICs, LSIs, and ultra-LSIs. The integration of circuits in these semiconductor devices has rapidly increased, and mass production has become possible. With the spread of semiconductor products using these, improvement in workability and cost reduction in mass production have become important issues. Conventionally, semiconductor elements were replaced with Au-S
In general, they were joined by an eutectic method and then sealed by a hermetic seal to obtain a semiconductor product. However, in view of workability and cost during mass production, a resin encapsulation method has been developed and is now generally used. Along with this, a method using a solder material or a resin paste, that is, a mounting resin has come to be taken up as an improvement of the Au-Si eutectic method in the mounting step.

【0003】しかし、ハンダ法では信頼性が低いこと、
素子の電極の汚染を起こし易いこと等が欠点とされ、高
熱伝導性を要するパワートランジスター、パワーICの素
子に使用が限られている。これに対しマウント用樹脂は
ハンダ法に較べ、作業性に於いても信頼性等に於いても
優れており、その需要が急激に増大している。
However, the solder method has low reliability,
The disadvantage is that the electrodes of the element are liable to be contaminated, and the use thereof is limited to power transistors and power IC elements that require high thermal conductivity. On the other hand, the mounting resin is superior in workability and reliability as compared with the soldering method, and the demand thereof is rapidly increasing.

【0004】更に近年、IC等の集積度の高密度化によ
り、チップが大型化してきており、一方従来用いられて
きたリードフレームである42合金フレームが高価なこと
より、コストダウンの目的から銅フレームが用いられる
ようになってきた。ここでIC等のチップの大きさが約4
〜5mm角より大きくなると、IC等の組立工程での加熱に
より、マウント法としてAu-Si共晶法を用いると、チッ
プの熱膨張率と銅フレームの熱膨張率との差からチップ
のクラックや反りによる特性不良が問題となってきてい
る。
Further, in recent years, the chip has been increased in size due to the increase in the degree of integration of ICs and the like. On the other hand, since the 42 alloy frame, which has been conventionally used, is expensive, copper is used for cost reduction purposes. Frames have come to be used. Here, the size of the chip such as IC is about 4
When it is larger than ~ 5 mm square, heating in the assembly process of IC etc., if the Au-Si eutectic method is used as the mounting method, chip cracks and cracks may occur due to the difference between the coefficient of thermal expansion of the chip and the coefficient of thermal expansion of the copper frame. Defective characteristics due to warpage have become a problem.

【0005】即ちこれは、チップの材料であるシリコン
等の熱膨張率が3×10-6/℃であるのに対し、42合金フレ
ームでは8×10-6/℃であるが、銅フレームでは20×10-6
/℃と大きくなる為である。これに対し、マウント法と
してマウント用樹脂を用いることが考えられるが、従来
のエポキシ樹脂系ペーストでは、熱硬化性樹脂で三次元
硬化する為、弾性率が高く、チップと銅フレームとの歪
を吸収するには至らなかった。
That is, the thermal expansion coefficient of silicon or the like as a chip material is 3 × 10 −6 / ° C., whereas that of a 42 alloy frame is 8 × 10 −6 / ° C. 20 × 10 -6
/ ° C. On the other hand, it is conceivable to use a mounting resin as the mounting method.However, with a conventional epoxy resin-based paste, since the thermosetting resin is three-dimensionally cured, the elastic modulus is high, and the distortion between the chip and the copper frame is reduced. Did not absorb.

【0006】また、硬化時に架橋密度を小さくするよう
なエポキシ樹脂、例えばエポキシモノマーを多量に含む
ものを使用すれば弾性率を低くできるが、接着強度が低
下するという欠点があった。更に通常のエポキシ樹脂は
粘度が高く、これに無機フィラーを配合すると粘度が高
くなりすぎ、ディスペンス時の糸ひきが発生し作業性が
悪くなり、作業性を改良するために多量の溶剤を添加す
るとボイドが発生するという問題があった。また従来の
マウント用樹脂は硬化に150〜200℃のオーブンで1〜2時
間加熱処理する必要があった。最近では半導体組立工程
の合理化のため、オーブンで30分以内に硬化するイン
ライン化の要求が高まっている。速硬化にするために
は、硬化促進剤を多量に添加する方法があるが、常温ま
たは低温での保存性、すなわちポットライフやシェルラ
イフが短くなり、1液タイプでは実用性がなく、熱時の
接着強度も低いという欠点があった。
If an epoxy resin which reduces the crosslink density during curing, for example, a resin containing a large amount of an epoxy monomer, is used, the modulus of elasticity can be lowered, but there is a disadvantage that the adhesive strength is reduced. Furthermore, ordinary epoxy resins have high viscosity, and if an inorganic filler is added to this, the viscosity will be too high, threading will occur at the time of dispensing, workability will deteriorate, and if a large amount of solvent is added to improve workability, There was a problem that voids were generated. Further, the conventional mounting resin had to be heat-treated in an oven at 150 to 200 ° C. for 1 to 2 hours for curing. Recently, there has been an increasing demand for in-line curing in an oven within 30 minutes in order to streamline the semiconductor assembly process. There is a method of adding a large amount of a curing accelerator to achieve rapid curing. Had the disadvantage that the adhesive strength was low.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、熱時
接着強度を低下させないで、IC等の大型チップと銅フ
レーム等の組合せでもチップクラックや反りによるIC
等の特性不良が起こらず、速硬化でかつボイドの発生の
ない樹脂ペーストを提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an IC which is not affected by chip cracks or warpage even in a combination of a large chip such as an IC and a copper frame without lowering the adhesive strength when heated.
It is an object of the present invention to provide a resin paste which does not cause poor properties such as the above, is fast-curing, and does not generate voids.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は、熱時接着強度
を低下させないで低弾性率化をはかったもので、一般式
(1)で示される液状エポキシ樹脂と一般式(2)で示
される液状エポキシ樹脂の重量比が5:95〜80:2
0である(A)エポキシ樹脂、(B)一般式(3)で示
される液状フェノール樹脂、(C)潜在性硬化剤、
(D)イミダゾール化合物、(E)無機フィラーからな
り、成分(A)100重量部に対し、成分(B)が10
〜30重量部、成分(C)が0.5〜5重量部、成分
(D)が0.5〜10重量部である半導体用樹脂ペース
トである。また、上記の半導体用樹脂ペーストを用いて
製作された半導体装置である。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention aims at lowering the modulus of elasticity without lowering the adhesive strength when heated, and comprises a liquid epoxy resin represented by the general formula (1) and a liquid epoxy resin represented by the general formula (2). Weight ratio of the liquid epoxy resin to be used is 5:95 to 80: 2.
(A) an epoxy resin which is 0, (B) a liquid phenol resin represented by the general formula (3), (C) a latent curing agent,
It comprises (D) an imidazole compound and (E) an inorganic filler.
It is a resin paste for semiconductors containing up to 30 parts by weight, 0.5 to 5 parts by weight of the component (C), and 0.5 to 10 parts by weight of the component (D). Further, the present invention is a semiconductor device manufactured using the above-mentioned resin paste for a semiconductor.

【0009】[0009]

【化4】 Embedded image

【化5】 Embedded image

【化6】 Embedded image

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】本発明に用いるエポキシ樹脂
(A)は、一般式(1)で示される液状エポキシ樹脂と
一般式(2)で示される液状エポキシ樹脂の重量比が
5:95〜80:20であることが望ましい。一般式
(1)で示されるものは分子量により各種のものがある
が、分子量が小さく常温で液状のものが、配合するとき
の作業性及び配合後の粘度の点から好ましい。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The epoxy resin (A) used in the present invention has a weight ratio of the liquid epoxy resin represented by the general formula (1) to the liquid epoxy resin represented by the general formula (2) of 5: 95-80. : 20 is desirable. The compound represented by the general formula (1) has various types depending on the molecular weight. However, a compound having a small molecular weight and being liquid at ordinary temperature is preferable in view of workability at the time of compounding and viscosity after compounding.

【0011】一般式(1)で示される液状エポキシ樹脂
と一般式(2)で示される液状エポキシ樹脂の重量比に
おいて、一般式(2)で示される液状エポキシ樹脂が9
5を越えると応力特性が低下し、20未満では接着強度
が低下する。
In a weight ratio between the liquid epoxy resin represented by the general formula (1) and the liquid epoxy resin represented by the general formula (2), 9 parts of the liquid epoxy resin represented by the general formula (2) is used.
If it exceeds 5, the stress characteristics deteriorate, and if it is less than 20, the adhesive strength decreases.

【0012】本発明においては他のエポキシ樹脂を混合
して用いてもよい。上記エポキシ樹脂と混合する場合の
他のエポキシ樹脂としては,例えば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、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
脂環式エポキシがあり、これらの内の1種類あるいは複
数種と併用可能である。
In the present invention, other epoxy resins may be mixed and used. Other epoxy resins when mixed with the above epoxy resin include, for example, aliphatic phenol novolaks, polyglycidyl ethers obtained by the reaction of cresol novolaks with epichlorohydrin, butanediol diglycidyl ether, neopentyl glycol diglycidyl ether and the like. Epoxy, heterocyclic epoxy such as diglycidyl hydantoin, alicyclic epoxy such as vinylcyclohexene dioxide, dicyclopentadiene dioxide, alicyclic diepoxy-adipate, and one or more of these. Can be used together.

【0013】また、粘度調整のためエポキシを有する反
応性希釈剤を混合しても良い。エポキシ基を有する反応
性希釈剤には、例えば、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があり、これらの内
の1種類あるいは複数種と併用可能である。
Further, a reactive diluent having an epoxy may be mixed for adjusting the viscosity. Examples of the reactive diluent having an epoxy group include, for example, n-butyl glycidyl ether, glycidyl versatate, styrene oxide, ethylhexyl glycidyl ether, phenyl glycidyl ether, cresyl glycidyl ether, butylphenyl glycidyl ether, and the like. One or more of these can be used in combination.

【0014】本発明に用いるフェノール硬化剤(B)は
エポキシ樹脂の硬化剤として用いられる。本発明に用い
るフェノール硬化剤(B)は、アリルフェノール・ホル
ムアルデヒド樹脂の反応からなる液状ノボラック型フェ
ノール樹脂で作業性の点から常温で液体のものが望まし
い。
The phenol curing agent (B) used in the present invention is used as a curing agent for an epoxy resin. The phenol curing agent (B) used in the present invention is preferably a liquid novolak type phenol resin obtained by the reaction of an allylphenol / formaldehyde resin, which is liquid at ordinary temperature from the viewpoint of workability.

【0015】本発明においては他のフェノール樹脂を混
合して用いてもよい。本発明に用いるフェノール硬化剤
は、エポキシ基と反応して架橋にあずかる活性水素基を
分子当り2個以上有することが望ましい。このようなフ
ェノール化合物の例としては、ビスフェノールA、ビス
フェノールF、ビスフェノールS、テトラメチルビスフ
ェノールA、テトラメチルビスフェノールF、テトラメ
チルビスフェノールS、ジヒドロキシジフェニルエーテ
ル、ジヒドロキシベンゾフェノン、o-ヒドロキシフェノ
ール、m-ヒドロキシフェノール、p-ヒドロキシフェノー
ル、ビフェノール、テトラメチルビフェノール、エチリ
デンビスフェノール、メチルエチリデンビス(メチルフ
ェノール)、シク口へキシリデンビスフェノール、また
フェノール、クレゾール、キシレノール等の1価フェノ
ール類とホルムアルデヒドとを稀薄水溶液中強酸性下で
反応させることによって得られるフェノールノボラック
樹脂、1価フェノール類とアクロレイン、グリオキザー
ル等の多官能アルデヒド類との酸性下の初期縮合物や、
レゾルシン、カテコール、ハイドロキノン等の多価フェ
ノール類とホルムアルデヒドとの酸性下の初期縮合物な
どであり、これらは単独でも混合して用いてもよい。
In the present invention, other phenol resins may be mixed and used. The phenol curing agent used in the present invention desirably has two or more active hydrogen groups per molecule which react with epoxy groups and participate in crosslinking. Examples of such phenol compounds include bisphenol A, bisphenol F, bisphenol S, tetramethylbisphenol A, tetramethylbisphenol F, tetramethylbisphenol S, dihydroxydiphenyl ether, dihydroxybenzophenone, o-hydroxyphenol, m-hydroxyphenol, Strong acidity in dilute aqueous solution with monohydric phenols such as p-hydroxyphenol, biphenol, tetramethylbiphenol, ethylidenebisphenol, methylethylidenebis (methylphenol), hexidylhexylidenebisphenol, phenol, cresol, xylenol, etc. in dilute aqueous solution Phenol novolak resin obtained by reacting under the following conditions, monofunctional phenols and polyfunctional such as acrolein and glyoxal Initial condensate under acidity with aldehydes,
Acidic initial condensates of polyhydric phenols such as resorcin, catechol and hydroquinone with formaldehyde, and the like, and these may be used alone or as a mixture.

【0016】フェノール硬化剤(B)の配合量は、エポ
キシ樹脂(A)に対し10〜30重量部使用するのが接
着性及び低応力性の点から好ましい。フェノール硬化剤
(B)の配合量がエポキシ樹脂(A)に対し10重量部
未満では接着力が弱く実用的でないという問題があり、
30重量部を越えると低応力性が著しく低下し、ブリー
ドアウトし易くなるという問題がある。
The phenolic curing agent (B) is preferably used in an amount of 10 to 30 parts by weight based on the epoxy resin (A) from the viewpoint of adhesiveness and low stress. If the blending amount of the phenol curing agent (B) is less than 10 parts by weight with respect to the epoxy resin (A), there is a problem that the adhesive strength is weak and it is not practical.
When the amount exceeds 30 parts by weight, there is a problem that the low stress property is remarkably reduced, and bleed out is easily caused.

【0017】本発明に用いる潜在性硬化剤(C)は、エ
ポキシ樹脂の硬化剤として用いられ、例えば、アジピン
酸ジヒドラジド、ドデカン酸ジヒドラジド、イソフタル
酸ジヒドラジド、P-オキシ安息香酸ジヒドラジド等のカ
ルボン酸ジヒドラジドやジシアンジアミド等の潜在性硬
化剤である。潜在性硬化剤を用いるとフェノール硬化剤
単独で硬化した場合に比べ著しく熱時接着強度が高くな
る。又潜在性硬化剤はフェノール硬化剤よりも当量が小
さいため、併用することにより粘度がそれ程高くなく、
又潜在性であるため保存性にも優れたペーストを得るこ
とができる。潜在性硬化剤(C)の配合量は全エポキシ
樹脂に対し、0.5〜5重量部使用するのが好ましい。0.5
重量部未満では熱時接着強度が弱く、5重量部を越える
と低応力性が低下する。
The latent curing agent (C) used in the present invention is used as a curing agent for epoxy resins. And a latent curing agent such as dicyandiamide. When a latent curing agent is used, the adhesive strength when heated becomes significantly higher than when cured with a phenol curing agent alone. Also, since the latent curing agent has a smaller equivalent weight than the phenolic curing agent, the viscosity is not so high when used in combination,
In addition, since it is latent, a paste having excellent storage stability can be obtained. The compounding amount of the latent curing agent (C) is preferably 0.5 to 5 parts by weight based on all epoxy resins. 0.5
If the amount is less than 5 parts by weight, the adhesive strength at the time of heating is weak, and if it exceeds 5 parts by weight, the low stress property is reduced.

【0018】本発明においては、速硬化を可能とするた
めイミダゾール化合物(D)を使用することを必須とし
ている。一般にイミダゾール化合物は、目的とする温度
170〜250℃で硬化時間が短いことが知られてい
る。イミダゾール化合物としては、例えば、2−メチル
イミダゾール,2−エチルイミダゾール,2−フェニル
イミダゾール,2−フェニル−4−メチルイミダゾー
ル,2−フェニル−4−メチル−5−ヒドロキシメチル
イミダゾール,2−フェニル−4,5−ジヒドロキシメ
チルイミダゾール,2−C1123−イミダゾール等の一
般的なイミダゾールやトリアジンやイソシアヌル酸を付
加し、保存安定性を付与した2,4−ジアミノ−6−
{2−メチルイミダゾール−(1)}−エチル−S−ト
リアジン,またそのイソシアネート付加物等があり、こ
れらの内の1種類あるいは複数種と併用可能である。イ
ミダゾール化合物の配合量は、全エポキシ樹脂に対し、
0.5〜10重量部使用するのが好ましい。0.5重量
部未満では熱時接着強度が弱く、10重量部を越えると
ポットライフ著しく短くなる。
In the present invention, it is essential to use an imidazole compound (D) in order to enable rapid curing. Generally, it is known that an imidazole compound has a short curing time at a target temperature of 170 to 250 ° C. Examples of the imidazole compound include 2-methylimidazole, 2-ethylimidazole, 2-phenylimidazole, 2-phenyl-4-methylimidazole, 2-phenyl-4-methyl-5-hydroxymethylimidazole, and 2-phenyl-4. , 5-dihydroxy methyl imidazole, 2-C 11 H 23 - adds a generic imidazole or triazine and isocyanuric acid such as imidazole, to impart storage stability of 2,4-diamino-6-
There are {2-methylimidazole- (1)}-ethyl-S-triazine and its isocyanate adduct, and these can be used in combination with one or more of them. The amount of the imidazole compound is based on all epoxy resins.
It is preferable to use 0.5 to 10 parts by weight. If the amount is less than 0.5 part by weight, the adhesive strength at the time of heating is weak, and if it exceeds 10 parts by weight, the pot life is significantly shortened.

【0019】本発明に用いる無機フィラー(E)として
は銀粉、シリカフィラー等がある。
The inorganic filler (E) used in the present invention includes silver powder and silica filler.

【0020】銀粉は導電性を付与するために用いられ、
ハロゲンイオン、アルカリ金属イオン等のイオン性不純
物の含有量は10ppm以下であることが好ましい。又銀粉
の形状としてはフレーク状、樹脂状や球状等が用いられ
る。必要とするペーストの粘度により、使用する銀粉の
粒径は異なるが、通常平均粒径は2〜10μm、最大粒径
は50μm程度のものが好ましい。又比較的粗い銀粉と細
かい銀粉とを混合して用いることもでき、形状について
も各種のものを適宜混合してもよい。
Silver powder is used for imparting conductivity,
The content of ionic impurities such as halogen ions and alkali metal ions is preferably 10 ppm or less. The shape of the silver powder may be flake, resin, sphere or the like. The particle size of the silver powder to be used varies depending on the required viscosity of the paste, but usually the average particle size is preferably 2 to 10 μm, and the maximum particle size is preferably about 50 μm. In addition, a mixture of relatively coarse silver powder and fine silver powder can be used, and various shapes may be appropriately mixed.

【0021】本発明に用いるシリカフィラーは平均粒径
1〜20μmで最大粒径50μm以下のものである。平均粒
径が1μm未満だと粘度が高くなり、20μmを越えると
塗布又は硬化時に樹脂分が流出するのでブリードが発生
するため好ましくない。最大粒径が50μmを越えるとデ
ィスペンサーでペーストを塗布するときに、ニードルの
出口を塞ぎ長時間の連続使用ができない。又比較的粗い
シリカフィラーと細かいシリカフィラーとを混合して用
いることもでき、形状についても各種のものを適宜混合
してもよい。又、必要とされる特性を付与するために本
発明以外の無機フィラーを添加してもよい。
The silica filler used in the present invention has an average particle size.
It has a maximum particle size of 50 μm or less with a size of 1 to 20 μm. If the average particle size is less than 1 μm, the viscosity increases, and if the average particle size exceeds 20 μm, bleeding occurs because the resin component flows out during coating or curing, which is not preferable. If the maximum particle size exceeds 50 μm, the outlet of the needle is blocked when applying the paste with a dispenser, so that long-time continuous use cannot be performed. Further, a mixture of a relatively coarse silica filler and a fine silica filler may be used, and various shapes may be appropriately mixed. Further, an inorganic filler other than the present invention may be added in order to impart required properties.

【0022】本発明における樹脂ペーストには、必要に
より用途に応じた特性を損なわない範囲内で、シランカ
ップリング剤、チタネートカップリング剤、顔料、染
料、消泡剤、界面活性剤、溶剤等の添加剤を用いること
ができる。本発明の製造法としては、例えば各成分を予
備混合し、三本ロール等を用いて混練してペーストを得
た後、真空下脱泡すること等がある。
In the resin paste of the present invention, a silane coupling agent, a titanate coupling agent, a pigment, a dye, a defoaming agent, a surfactant, a solvent and the like may be used as long as the properties according to the use are not impaired. Additives can be used. The production method of the present invention includes, for example, premixing the components, kneading using a three-roll mill or the like to obtain a paste, and then defoaming under vacuum.

【0023】本発明の半導体用樹脂ペーストを用いて製
作された半導体装置は、オーブン硬化での速硬化が可能
で、熱次接着強度の低下がなく、大型チップと銅フレー
ム等の組み合わせでも反りがないため、信頼性の高い半
導体装置を得ることが出来る。半導体用樹脂ペーストを
用いて半導体装置を製作する方法は公知の方法を用いる
ことが出来る。
The semiconductor device manufactured by using the resin paste for semiconductor of the present invention can be quickly cured by oven curing, does not decrease in thermal bond strength, and warps even when a large chip and a copper frame are combined. Therefore, a highly reliable semiconductor device can be obtained. A known method can be used for manufacturing a semiconductor device using a resin paste for a semiconductor.

【0024】[0024]

【実施例】本発明を実施例で具体的に説明する。各成分
の配合割合は重量部とする。
EXAMPLES The present invention will be specifically described with reference to Examples. The mixing ratio of each component is part by weight.

【0025】<実施例1〜9及び比較例1〜8>表1及
び2に示した組成の各成分と無機フィラーを配合し、三
本ロールで混練して樹脂ペーストを得た。この樹脂ペー
ストを真空チャンバーにて2mmHgで30分間脱泡した後、
以下の方法により各種の性能を評価した。評価結果を表
1及び2に示す。
Examples 1 to 9 and Comparative Examples 1 to 8 Each component having the composition shown in Tables 1 and 2 was mixed with an inorganic filler and kneaded with a three-roll mill to obtain a resin paste. After defoaming this resin paste at 2 mmHg for 30 minutes in a vacuum chamber,
Various performances were evaluated by the following methods. The evaluation results are shown in Tables 1 and 2.

【0026】<用いる原料成分> ・一般式(1)で示される液状エポキシ樹脂 ビスフェノールF型エポキシ樹脂(BPFEP):粘度
5000mPa・s、エポキシ当量170 ・一般式(2)で示される液状エポキシ樹脂 グリシジルアミン型エポキシ樹脂(GAEP):粘度15
00mPa・s、エポキシ当量100 ・フェノール硬化剤(B):液状アリル化フェノールノ
ボラック(LPN) :粘度2000mPa・s、フェノール等量140 ・潜在性硬化剤(C):ジシアンジアミド(DDA) ・イミダゾール化合物(D):2−フェニル−4−メチ
ル−5−ヒドロキシメチルイミダゾール(2P4MH
Z) ・無機フィラー(E):銀粉 :粒径が0.1〜50μmで平
均粒径3μmのフレーク状 シリカフィラー:平均粒径5μmで最大粒径20μmのシ
リカフィラー
<Raw materials used> Liquid epoxy resin represented by formula (1) Bisphenol F type epoxy resin (BPFEP): viscosity
5000 mPa · s, epoxy equivalent 170 ・ Liquid epoxy resin represented by general formula (2) Glycidylamine type epoxy resin (GAEP): viscosity 15
00 mPa · s, epoxy equivalent 100 • Phenol curing agent (B): liquid allylated phenol novolak (LPN): viscosity 2000 mPa · s, phenol equivalent 140 • latent curing agent (C): dicyandiamide (DDA) • imidazole compound ( D): 2-phenyl-4-methyl-5-hydroxymethylimidazole (2P4MH
Z) ・ Inorganic filler (E): silver powder: flake-like silica filler with a particle size of 0.1 to 50 μm and an average particle size of 3 μm: silica filler with an average particle size of 5 μm and a maximum particle size of 20 μm

【0027】<評価方法> ・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。 ・弾性率:テフロンシート上にペーストを幅10mm長
さ約150mm厚さ100μmに塗布し、200℃オー
ブン中30分間硬化した後、引っ張り試験機で試験長1
00mm引っ張り速度1mm/分にて測定し得られた応
力―ひずみ曲線の初期勾配より弾性率を算出した。 ・接着強度:2×2mmのシリコンチップをペーストを
用いて銅フレームにマウントし200℃中30分間オー
ブン中で硬化した。硬化後マウント強度測定装置を用い
25℃,250℃での熱時ダイシェア強度を測定した。 ・チップ反り:6×15×0.3mmシリコンチップを
銅フレーム(200μm厚さ)に導電性樹脂ペーストで
マウントし、200℃20分間硬化した後、チップの反
りによるクラックを観察した。 ・ポットライフ:25℃の恒温槽内に樹脂ペーストを放
置した時の粘度が初期粘度の1.2倍以上増粘するまで
の日数を測定した。
<Evaluation Method> Viscosity: 25 ° C. using an E-type viscometer (3 ° cone);
The value at 5 rpm was measured and defined as viscosity. Elastic modulus: A paste is applied on a Teflon sheet to a width of 10 mm, a length of about 150 mm, and a thickness of 100 μm, and is cured in an oven at 200 ° C. for 30 minutes.
The modulus of elasticity was calculated from the initial gradient of the stress-strain curve obtained by measuring at a stretching speed of 1 mm / minute at a stretching speed of 00 mm. Adhesive strength: A 2 × 2 mm silicon chip was mounted on a copper frame using a paste and cured in an oven at 200 ° C. for 30 minutes. After curing, the die shear strength under heat at 25 ° C. and 250 ° C. was measured using a mount strength measuring device. Chip warpage: A 6 × 15 × 0.3 mm silicon chip was mounted on a copper frame (200 μm thick) with a conductive resin paste, cured at 200 ° C. for 20 minutes, and then cracks due to chip warpage were observed. Pot life: The number of days until the viscosity when the resin paste was allowed to stand in a thermostat at 25 ° C. increased to 1.2 times or more the initial viscosity was measured.

【0028】[0028]

【表1】 [Table 1]

【0029】[0029]

【表2】 [Table 2]

【0030】実施例1〜9では熱時接着強度、低応力性
(低弾性率、低反り量)及びポットライフが長い優れた
ペーストが得られるが、比較例1はグリシジルアミン型
エポキシの量が多く、低応力性が悪くなりチップクラッ
クが発生した。比較例2はグリシジルアミン型エポキシ
の量が少なく、接着強度が著しく低下した。比較例3は
液状フェノール樹脂の添加量が少なく、接着強度が著し
く低下した。比較例4は液状フェノール樹脂の添加量が
多く、チップクラックが発生した。比較例5は潜在性硬
化剤の添加量が少なく、接着強度が低下した。比較例6
は潜在性硬化剤の添加量が多く、チップクラックが発生
した。比較例7はイミダゾール化合物が少なく接着強度
が低かった。比較例8はイミダゾール化合物の添加量が
多く、ポットライフが著しく短くなった。
In Examples 1 to 9, excellent pastes having a hot adhesive strength, low stress (low elastic modulus, low warpage) and a long pot life can be obtained. In Comparative Example 1, the amount of glycidylamine type epoxy is low. In many cases, low stress property was deteriorated and chip cracks occurred. In Comparative Example 2, the amount of the glycidylamine type epoxy was small, and the adhesive strength was significantly reduced. In Comparative Example 3, the addition amount of the liquid phenol resin was small, and the adhesive strength was significantly reduced. In Comparative Example 4, a large amount of the liquid phenol resin was added, and chip cracks occurred. In Comparative Example 5, the added amount of the latent curing agent was small, and the adhesive strength was reduced. Comparative Example 6
In Example 2, the amount of the latent curing agent was large, and chip cracks occurred. In Comparative Example 7, the amount of the imidazole compound was small and the adhesive strength was low. In Comparative Example 8, the amount of the imidazole compound added was large, and the pot life was significantly shortened.

【0031】[0031]

【発明の効果】本発明の半導体用樹脂ペーストは、オー
ブン硬化での速硬化が可能で、熱時接着強度が高く、か
つ応力緩和性に優れているため、IC等の大型チップと銅
フレームとの接着に適しており、IC組立工程でのチップ
クラックやチップ歪みによるIC等の特性不良を防止で
き、信頼性の高い半導体装置を得ることができる。
The resin paste for semiconductors of the present invention can be rapidly cured by oven curing, has a high adhesive strength when heated, and has excellent stress relaxation properties. It is suitable for bonding, and it is possible to prevent a characteristic failure of an IC or the like due to a chip crack or a chip distortion in an IC assembling process, and to obtain a highly reliable semiconductor device.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一般式(1)で示される液状エポキシ樹
脂と一般式(2)で示される液状エポキシ樹脂の重量比
が5:95〜80:20である(A)エポキシ樹脂、
(B)一般式(3)で示される液状フェノール樹脂、
(C)潜在性硬化剤、(D)イミダゾール化合物、
(E)無機フィラーからなり、成分(A)100重量部
に対し、成分(B)が10〜30重量部、成分(C)が
0.5〜5重量部、成分(D)が0.5〜10重量部で
あることを特徴とする半導体用樹脂ペースト。 【化1】 【化2】 【化3】
(A) an epoxy resin wherein the weight ratio of the liquid epoxy resin represented by the general formula (1) to the liquid epoxy resin represented by the general formula (2) is 5:95 to 80:20;
(B) a liquid phenolic resin represented by the general formula (3),
(C) a latent curing agent, (D) an imidazole compound,
(E) Consisting of an inorganic filler, with respect to 100 parts by weight of component (A), 10 to 30 parts by weight of component (B), 0.5 to 5 parts by weight of component (C), and 0.5 to 0.5 parts by weight of component (D). 1 to 10 parts by weight of a resin paste for a semiconductor. Embedded image Embedded image Embedded image
【請求項2】 請求項1記載の半導体用樹脂ペーストを
用いて製作された半導体装置。
2. A semiconductor device manufactured using the resin paste for a semiconductor according to claim 1.
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