JP2001152029A - 樹脂組成物およびこれを使用して作製した半導体装置。 - Google Patents
樹脂組成物およびこれを使用して作製した半導体装置。Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 大型チップの場合にも良好な耐温度サイクル
性を示す高信頼性の樹脂組成物を提供し、ひいては本発
明の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。 【解決手段】 有機バインダーおよびフィラーからなる
樹脂組成物で、フィラーの一部あるいは全部がアスペク
ト比２以上でかつ長さ方向の線熱膨張係数が１０ｐｐｍ
／℃以下であり、樹脂祖生物中１％以上５０％以下含ま
れる樹脂組成物である。
性を示す高信頼性の樹脂組成物を提供し、ひいては本発
明の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。 【解決手段】 有機バインダーおよびフィラーからなる
樹脂組成物で、フィラーの一部あるいは全部がアスペク
ト比２以上でかつ長さ方向の線熱膨張係数が１０ｐｐｍ
／℃以下であり、樹脂祖生物中１％以上５０％以下含ま
れる樹脂組成物である。
Description
【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組成物に関す
るものである。
導体素子を金属フレーム等に接着する樹脂組成物に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】近年のエレクトロニクス産業の著しい発
展に伴い、トランジスタ，ＩＣ、ＬＳＩ、超ＬＳＩと半
導体素子における回路の集積度は急激に増大している。
このため、半導体素子の大きさも、従来長辺が数ｍｍ程
度だったものが１０数ｍｍと飛躍的に増大し、半導体素
子の高速化のため外部と電気的に接合するピンの数も２
００ピンを越えるようになってきている。また半導体製
品の高集積化の目的で半導体パッケージの厚みも薄くな
り結果として半導体素子自体の厚みもより薄くなる傾向
にある。
展に伴い、トランジスタ，ＩＣ、ＬＳＩ、超ＬＳＩと半
導体素子における回路の集積度は急激に増大している。
このため、半導体素子の大きさも、従来長辺が数ｍｍ程
度だったものが１０数ｍｍと飛躍的に増大し、半導体素
子の高速化のため外部と電気的に接合するピンの数も２
００ピンを越えるようになってきている。また半導体製
品の高集積化の目的で半導体パッケージの厚みも薄くな
り結果として半導体素子自体の厚みもより薄くなる傾向
にある。
【０００３】このような動向の中、半導体素子をリード
フレームあるいは有機基板に接着するダイアタッチ材に
ついても従来にもまして高性能が求められ、特に温度サ
イクル試験における熱ストレスに対する耐性の向上が求
められるようになってきている。
フレームあるいは有機基板に接着するダイアタッチ材に
ついても従来にもまして高性能が求められ、特に温度サ
イクル試験における熱ストレスに対する耐性の向上が求
められるようになってきている。
【０００４】従来のダイアタッチ材では半導体素子およ
びリードフレーム等の被着体との熱膨張係数の差が大き
く、熱ストレスに対する耐性が乏しく良好な温度サイク
ル性を示すダイアタッチ材は存在しなかった。
びリードフレーム等の被着体との熱膨張係数の差が大き
く、熱ストレスに対する耐性が乏しく良好な温度サイク
ル性を示すダイアタッチ材は存在しなかった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、大型チップ
の場合にも良好な耐温度サイクル性を示す高信頼性の樹
脂組成物を提供し、ひいては本発明の樹脂組成物を使用
することで高信頼性のパッケージを提供する物である。
の場合にも良好な耐温度サイクル性を示す高信頼性の樹
脂組成物を提供し、ひいては本発明の樹脂組成物を使用
することで高信頼性のパッケージを提供する物である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は有機バインダー
（Ａ）およびフィラー（Ｂ）からなる樹脂組成物で、フ
ィラー（Ｂ）の一部あるいは全部がアスペクト比２以上
でかつ長さ方向の線熱膨張係数が１０ｐｐｍ／℃以下で
あり、樹脂祖生物中１重量％以上５０重量％以下含まれ
る樹脂組成物である。更に好ましい態様としては、上記
フィラーは、芳香族ポリアミンである樹脂組成物であ
る。また、上記の樹脂組成物をダイアタッチ材として用
いて製作した半導体装置である。
（Ａ）およびフィラー（Ｂ）からなる樹脂組成物で、フ
ィラー（Ｂ）の一部あるいは全部がアスペクト比２以上
でかつ長さ方向の線熱膨張係数が１０ｐｐｍ／℃以下で
あり、樹脂祖生物中１重量％以上５０重量％以下含まれ
る樹脂組成物である。更に好ましい態様としては、上記
フィラーは、芳香族ポリアミンである樹脂組成物であ
る。また、上記の樹脂組成物をダイアタッチ材として用
いて製作した半導体装置である。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明に用いる有機バインダー
（Ａ）は、用いる分野が半導体用途であるためハロゲン
イオン、アルカリ金属イオン等のイオン性不純物が１０
ｐｐｍ以下であることが好ましい。また樹脂組成物を液
状にする場合には常温で液状の有機バインダーが望まし
い。ここで使用可能な有機バインダーとしては、一般に
使用されるエポキシ系、アクリル系等の熱硬化性樹脂、
溶剤可溶のポリイミド樹脂等の熱可塑性樹脂等が上げら
れるが特に限定されない。
（Ａ）は、用いる分野が半導体用途であるためハロゲン
イオン、アルカリ金属イオン等のイオン性不純物が１０
ｐｐｍ以下であることが好ましい。また樹脂組成物を液
状にする場合には常温で液状の有機バインダーが望まし
い。ここで使用可能な有機バインダーとしては、一般に
使用されるエポキシ系、アクリル系等の熱硬化性樹脂、
溶剤可溶のポリイミド樹脂等の熱可塑性樹脂等が上げら
れるが特に限定されない。
【０００８】本発明に用いるフィラー（Ｂ）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。ここでアスペクト比２以上でかつ長さ方
向の線熱膨張係数が１０ｐｐｍ／℃以下であるフィラー
の使用が必要であるが、これはダイボンディング工程に
おいて半導体素子をマウントするときに樹脂組成物が広
がり、この時、フィラーが半導体素子裏面に対し平行に
配向し、Ｘ−Ｙ方向の熱膨張係数を制御するのがねらい
である。アスペクト比が２より小さいと十分に配向しな
い場合が有るからである。また長さ方向の線熱膨張係数
は、１０ｐｐｍ／℃以下がダイアタッチ材のＸ−Ｙ方向
の熱膨張率制御の点で好ましいが、０ｐｐｍ／℃以下で
あればなおさら好ましい。
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。ここでアスペクト比２以上でかつ長さ方
向の線熱膨張係数が１０ｐｐｍ／℃以下であるフィラー
の使用が必要であるが、これはダイボンディング工程に
おいて半導体素子をマウントするときに樹脂組成物が広
がり、この時、フィラーが半導体素子裏面に対し平行に
配向し、Ｘ−Ｙ方向の熱膨張係数を制御するのがねらい
である。アスペクト比が２より小さいと十分に配向しな
い場合が有るからである。また長さ方向の線熱膨張係数
は、１０ｐｐｍ／℃以下がダイアタッチ材のＸ−Ｙ方向
の熱膨張率制御の点で好ましいが、０ｐｐｍ／℃以下で
あればなおさら好ましい。
【０００９】アスペクト比２以上でかつ長さ方向の線熱
膨張係数が１０ｐｐｍ／℃以下であるフィラーは、樹脂
祖生物中に１重量％以上５０重量％以下含まれる。１重
量％未満では目的とする効果が現れず、５０重量％を越
えて配合すると被着体に対する塗れ性が悪化し接着力の
低下をもたらすためである。使用できるフィラーの材質
としては、ＰＡＮ系、ピッチ系の炭素繊維で短繊維のも
の、ガラスファイバーで短繊維のものなどがあるが、好
ましくは芳香族ポリアミンのフィラーである。芳香族ポ
リアミンのフィラーとしては、それぞれｍ−、あるいは
ｐ−のフタル酸とジアミノベンゼンの重宿合物等があ
り、これらを単独又は複数用いることができる。芳香族
ポリアミンのフィラーは、無機繊維に比較し比重が樹脂
に近い、また樹脂との密着性に優れるという理由で好ま
しい。
膨張係数が１０ｐｐｍ／℃以下であるフィラーは、樹脂
祖生物中に１重量％以上５０重量％以下含まれる。１重
量％未満では目的とする効果が現れず、５０重量％を越
えて配合すると被着体に対する塗れ性が悪化し接着力の
低下をもたらすためである。使用できるフィラーの材質
としては、ＰＡＮ系、ピッチ系の炭素繊維で短繊維のも
の、ガラスファイバーで短繊維のものなどがあるが、好
ましくは芳香族ポリアミンのフィラーである。芳香族ポ
リアミンのフィラーとしては、それぞれｍ−、あるいは
ｐ−のフタル酸とジアミノベンゼンの重宿合物等があ
り、これらを単独又は複数用いることができる。芳香族
ポリアミンのフィラーは、無機繊維に比較し比重が樹脂
に近い、また樹脂との密着性に優れるという理由で好ま
しい。
【００１０】さらに要求特性により銀、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併用してもよい。
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併用してもよい。
【００１１】本発明に用いられるフィラーの形状として
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。
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。
【００１２】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。また、本発明の樹
脂組成物をダイアタッチ材として用いて製作された半導
体装置は高信頼性を有する。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できる。
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。また、本発明の樹
脂組成物をダイアタッチ材として用いて製作された半導
体装置は高信頼性を有する。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できる。
【００１３】
【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＞パラ型アラミド繊維（トワロン：日本
アラミド社製）を振動ミルにて室温３分間粉砕したもの
をフィラーとして使用した。（以下フィラーＡ：ＳＥＭ
観察によるアスペクト比約５、線膨張係数−３．５ｐｐ
ｍ／℃）また粒径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）、フェノールノボラック（水酸基当量１
０４、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１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２ｍｍＨｇ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。
る。配合割合は重量部で示す。 ＜実施例１〜３＞パラ型アラミド繊維（トワロン：日本
アラミド社製）を振動ミルにて室温３分間粉砕したもの
をフィラーとして使用した。（以下フィラーＡ：ＳＥＭ
観察によるアスペクト比約５、線膨張係数−３．５ｐｐ
ｍ／℃）また粒径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）、フェノールノボラック（水酸基当量１
０４、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１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２ｍｍＨｇ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。
【００１４】＜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。 ・線膨張係数：４ｘ２０ｘ０．４ｍｍ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
測定した。なお試験片作成時には長手方向にブレーディ
ングし配向を促した。（測定長：１０ｍｍ、温度範囲：
−１００℃〜３００℃、昇温速度：１０℃／分） ・接着強度：９×９ｍｍのシリコンチップを樹脂組成物
を用いて銅フレームにマウントし１５０℃のオーブン中
６０分間で硬化した。硬化後自動マウント強度測定装置
（ＤＡＧＥ ＰＣ−２４００）を用い２４０℃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−
６５℃〜１５０℃の温度サイクル５００サイクル処理し
同様に処理後の熱時ダイシェア強度を測定した。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℃２
０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。
５ｒｐｍでの値を測定し粘度とした。 ・線膨張係数：４ｘ２０ｘ０．４ｍｍ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
測定した。なお試験片作成時には長手方向にブレーディ
ングし配向を促した。（測定長：１０ｍｍ、温度範囲：
−１００℃〜３００℃、昇温速度：１０℃／分） ・接着強度：９×９ｍｍのシリコンチップを樹脂組成物
を用いて銅フレームにマウントし１５０℃のオーブン中
６０分間で硬化した。硬化後自動マウント強度測定装置
（ＤＡＧＥ ＰＣ−２４００）を用い２４０℃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−
６５℃〜１５０℃の温度サイクル５００サイクル処理し
同様に処理後の熱時ダイシェア強度を測定した。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℃２
０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。
【００１５】＜比較例１〜２＞第１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。
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。
【００１６】評価結果を第１表に示す。
【表１】
【００１７】
【発明の効果】本発明の樹脂組成物は、半導体素子面方
向の熱膨張係数が小さく、温度サイクル試験による熱ス
トレスに対する耐性に優れる従来になかった高信頼性の
半導体素子接着用の樹脂組成物である。
向の熱膨張係数が小さく、温度サイクル試験による熱ス
トレスに対する耐性に優れる従来になかった高信頼性の
半導体素子接着用の樹脂組成物である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4J002 BG001 CD001 CL062 CM012 CM041 DA016 DL006 FA042 FA046 FD012 FD016 GQ05 5F047 BA33 BA34 BA37 BA51 BA52 BA53 BA54 BB11 BB13
Claims (3)
- 【請求項１】 （Ａ）有機バインダーおよび（Ｂ）フィ
ラーからなる樹脂組成物で、フィラー（Ｂ）の一部ある
いは全部がアスペクト比２以上でかつ長さ方向の線熱膨
張係数が１０ｐｐｍ／℃以下であり、樹脂組生物中に１
重量％以上５０重量％以下含まれることを特徴とする樹
脂組成物。 - 【請求項２】 該（Ｂ）フィラーが芳香族ポリアミンで
ある請求項１記載の樹脂組成物。 - 【請求項３】 請求項１又は２記載の樹脂組成物をダイ
アタッチ材として使用して作製したことを特徴とする半
導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33728399A JP4064025B2 (ja) | 1999-11-29 | 1999-11-29 | 樹脂組成物およびこれを使用して作製した半導体装置。 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33728399A JP4064025B2 (ja) | 1999-11-29 | 1999-11-29 | 樹脂組成物およびこれを使用して作製した半導体装置。 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001152029A true JP2001152029A (ja) | 2001-06-05 |
| JP4064025B2 JP4064025B2 (ja) | 2008-03-19 |
Family
ID=18307165
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33728399A Expired - Fee Related JP4064025B2 (ja) | 1999-11-29 | 1999-11-29 | 樹脂組成物およびこれを使用して作製した半導体装置。 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4064025B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006286957A (ja) * | 2005-03-31 | 2006-10-19 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | 半導体用接着剤の製造方法 |
| JP2007314793A (ja) * | 2007-06-07 | 2007-12-06 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | 半導体用樹脂ペースト及び半導体装置 |
| JP2010087235A (ja) * | 2008-09-30 | 2010-04-15 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | 樹脂組成物および樹脂組成物を使用して作製した半導体装置 |
| WO2015115481A1 (ja) * | 2014-02-03 | 2015-08-06 | 住友ベークライト株式会社 | 熱伝導性シートおよび半導体装置 |
| WO2015115482A1 (ja) * | 2014-02-03 | 2015-08-06 | 住友ベークライト株式会社 | 熱伝導性シートおよび半導体装置 |
| JP2018129526A (ja) * | 2018-03-30 | 2018-08-16 | 住友ベークライト株式会社 | 熱伝導性シートおよび半導体装置 |
-
1999
- 1999-11-29 JP JP33728399A patent/JP4064025B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006286957A (ja) * | 2005-03-31 | 2006-10-19 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | 半導体用接着剤の製造方法 |
| JP2007314793A (ja) * | 2007-06-07 | 2007-12-06 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | 半導体用樹脂ペースト及び半導体装置 |
| JP2010087235A (ja) * | 2008-09-30 | 2010-04-15 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | 樹脂組成物および樹脂組成物を使用して作製した半導体装置 |
| WO2015115481A1 (ja) * | 2014-02-03 | 2015-08-06 | 住友ベークライト株式会社 | 熱伝導性シートおよび半導体装置 |
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| JP2015146387A (ja) * | 2014-02-03 | 2015-08-13 | 住友ベークライト株式会社 | 熱伝導性シートおよび半導体装置 |
| CN106133900A (zh) * | 2014-02-03 | 2016-11-16 | 住友电木株式会社 | 导热片和半导体装置 |
| EP3104405A4 (en) * | 2014-02-03 | 2017-12-06 | Sumitomo Bakelite Co.,Ltd. | Thermally conductive sheet and semiconductor device |
| US9859189B2 (en) | 2014-02-03 | 2018-01-02 | Sumitomo Bakelite Co., Ltd. | Thermally conductive sheet and semiconductor device |
| US10269689B2 (en) | 2014-02-03 | 2019-04-23 | Sumitomo Bakelite Company Limited | Thermally conductive sheet and semiconductor device |
| CN106133900B (zh) * | 2014-02-03 | 2020-05-01 | 住友电木株式会社 | 导热片和半导体装置 |
| JP2018129526A (ja) * | 2018-03-30 | 2018-08-16 | 住友ベークライト株式会社 | 熱伝導性シートおよび半導体装置 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4064025B2 (ja) | 2008-03-19 |
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