JP2002009091A - 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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JP2002009091A
JP2002009091A JP2000182383A JP2000182383A JP2002009091A JP 2002009091 A JP2002009091 A JP 2002009091A JP 2000182383 A JP2000182383 A JP 2000182383A JP 2000182383 A JP2000182383 A JP 2000182383A JP 2002009091 A JP2002009091 A JP 2002009091A
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JP
Japan
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semiconductor
resin paste
resin
paste
cured
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JP2000182383A
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Japanese (ja)
Inventor
Shingo Ito
慎吾 伊藤
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Sumitomo Bakelite Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Bakelite Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a reliable resin paste for semiconductor which contains only a small quantity of chlorine ions in a material to be cured and can be cured at a high speed by an inline curing equipment. SOLUTION: The resin paste for semiconductor consists of epoxy resin, potential curing agent, 2-allyl-4,5-diphenylimidazole, and inorganic filler. The paste contains 5 to 10 pts.wt. of the 2-allyl-4,5-diphenylimidazole with respect to 100 pts.wt. of the epixy resin.

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-Si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主流となってい
る。
2. Description of the Related Art The remarkable development of the electronics industry has evolved into transistors, ICs, LSIs, and super LSIs, and the degree of integration of circuits in these semiconductor devices has rapidly increased, and mass production has become possible. With the spread of used semiconductor products, improvement of workability and cost reduction in mass production have become important issues. Conventionally, it has been common practice to bond a semiconductor element to a conductor such as a metal frame by an Au-Si eutectic method, and then seal it with a hermetic seal to obtain a semiconductor product. However, from the viewpoint of workability and cost during mass production, a resin sealing method was developed,
It is now generalized. Along with this, a method using a resin paste, that is, a mounting resin, has been taken up as the improvement of the Au-Si eutectic method in the mounting process and has become mainstream.

【0003】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、3分以内に硬化す
るインライン化の要求が高まっている。1液タイプのイ
ンライン化手法としては、従来、硬化促進剤にイミダゾ
ールを使用するという方法が一般的であるが、硬化物の
塩素イオン濃度が高くなるという欠点があった。硬化物
中の塩素イオンは長期間の使用の際、ICチップ上のア
ルミ配線腐食を引き起こし、ICパッケージの動作不良
の原因となりうる。
Conventional mounting resin cures at 150-200 ° C
It was necessary to heat-treat in an oven for 1-2 hours. Recently, there has been an increasing demand for in-line curing within 3 minutes to streamline the semiconductor assembly process. As a one-pack type in-line technique, a method of using imidazole as a curing accelerator has conventionally been generally used, but there was a drawback that the chloride ion concentration of the cured product was increased. Chlorine ions in the cured product cause corrosion of aluminum wiring on an IC chip during long-term use, and may cause malfunction of an IC package.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、イン
ライン硬化が可能な速硬化でかつ硬化物の塩素イオンの
少ない樹脂ペーストを提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a resin paste which can be cured in-line and which is fast and has a small amount of chlorine ions in the cured product.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明は、インライン硬
化が可能な速硬化でかつ硬化物の塩素イオンの少ない樹
脂ペーストを提供するもので、(A)エポキシ樹脂、
(B)潜在性硬化剤、(C)2アリル−4,5ジフェニ
ルイミダゾール、(D)無機フィラーからなり、成分
(A)100重量部に対し、成分(C)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 provides a resin paste which is fast-curing capable of in-line curing and has a small amount of chlorine ions in the cured product.
It comprises (B) a latent curing agent, (C) 2 allyl-4,5 diphenylimidazole, and (D) an inorganic filler. Component (C) is 0.5 to 10 based on 100 parts by weight of component (A).
It is a resin paste for semiconductor which is a part by weight. Further, the present invention is a semiconductor device manufactured using the above-mentioned resin paste for a semiconductor.

【0006】[0006]

【発明の実施の形態】本発明に用いるエポキシ樹脂
(A)は、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビス
フェノールAD,ビスフェノールS、フェノールノボラ
ック、クレゾールノボラック類、4−アミノフェノー
ル、4−アミノ−m−クレゾール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、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。また、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。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The epoxy resin (A) used in the present invention comprises bisphenol A, bisphenol F, bisphenol AD, bisphenol S, phenol novolak, cresol novolaks, 4-aminophenol and 4-amino-m-cresol. Polyglycidyl ether obtained by reaction with epichlorohydrin, aliphatic epoxy such as butanediol diglycidyl ether, neopentyl glycol diglycidyl ether, heterocyclic epoxy such as diglycidyl hydantoin, vinylcyclohexene dioxide, dicyclopentadiene dioxide, Cycloaliphatic epoxies such as alicyclic diepoxy-adipate, n-butyl glycidyl ether,
Versatic acid glycidyl ester, styrene oside, ethylhexyl glycidyl ether, phenyl glycidyl ether, cresyl glycidyl ether, butylphenyl glycidyl ether, etc.
It can be used in combination with one or more types. Further, those having a small molecular weight and being liquid at room temperature are preferable in view of workability at the time of compounding and viscosity after compounding.

【0007】本発明に用いる潜在性硬化剤(B)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。
The latent curing agent (B) used in the present invention is used as a curing agent for epoxy resins. It is 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.

【0008】本発明においては、2アリル−4,5ジフ
ェニルイミダゾールを使用することにより硬化物中の塩
素イオン低減と速硬化を達成出来ることを見出した。2
アリル−4,5ジフェニルイミダゾールの配合量は、全
エポキシ樹脂に対し、0.5〜10重量%使用するのが
好ましい。0.5重量%未満では熱時接着強度が弱く、
10重量%を越えるとポットライフが著しく短くなる。
In the present invention, it has been found that by using diallyl-4,5 diphenylimidazole, it is possible to reduce the chloride ion in the cured product and achieve rapid curing. 2
The compounding amount of allyl-4,5 diphenylimidazole is preferably 0.5 to 10% by weight based on all epoxy resins. If it is less than 0.5% by weight, the adhesive strength at the time of heating is weak,
If it exceeds 10% by weight, the pot life is significantly shortened.

【0009】本発明に用いる無機フィラー(D)として
は銀粉、シリカフィラー等がある。無機フィラーは平均
粒径1〜10μm、最大粒径は500μm程度のものが
好ましい。比較的粗いフィラーと細かいフィラーとを混
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。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。
The inorganic filler (D) used in the present invention includes silver powder and silica filler. The inorganic filler preferably has an average particle size of 1 to 10 μm and a maximum particle size of about 500 μm. A mixture of a relatively coarse filler and a fine filler may be used, and various shapes may be appropriately mixed. The content of ionic impurities such as halogen ions and alkali metal ions is preferably 10 ppm or less.

【0010】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。
[0010] In addition, an inorganic filler other than the present invention may be added to impart required properties.

【0011】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ペーストを得た後、真
空下脱泡すること等がある。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。
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 intended use are not impaired. Additives can be used. The production method of the present invention includes, for example, premixing each component, obtaining a paste using a three-roll or the like, and then defoaming under vacuum. A known method can be used for manufacturing a semiconductor device using a resin paste for a semiconductor.

【0012】[0012]

【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.

【0013】<実施例1〜3及び比較例1〜3>表1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に示
す。
<Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3> Each component having the composition shown in Table 1 and an inorganic filler were blended and kneaded with a three-roll mill to obtain a resin paste. After defoaming the resin paste at 2 mmHg for 30 minutes in a vacuum chamber, various performances were evaluated by the following methods. Table 1 shows the evaluation results.

【0014】<用いる原料成分> ・エポキシ樹脂(A) ビスフェノールA型エポキシ樹脂(粘度9000mPa・s、エ
ポキシ当量185)70部、フェニルグリシジルエーテル
30部から成る混合エポキシ樹脂(EP) ・潜在性硬化剤(B) ジシアンジアミド(DDA) ・イミダゾール化合物(C) 2アリル−4,5ジフェニルイミダゾール(IMZ−
A) 2−メチル−イミダゾール(IMZ−B) ・無機フィラー(D) 銀粉、粒径が0.1〜50μmで平均粒径3μmのフレーク
<Raw materials used> Epoxy resin (A) Mixed epoxy resin (EP) consisting of 70 parts of bisphenol A type epoxy resin (viscosity 9000 mPa · s, epoxy equivalent 185) and 30 parts of phenyl glycidyl ether • Latent curing agent (B) Dicyandiamide (DDA)-Imidazole compound (C) 2-allyl-4,5-diphenylimidazole (IMZ-
A) 2-Methyl-imidazole (IMZ-B)-Inorganic filler (D) Silver powder, flakes having a particle size of 0.1 to 50 m and an average particle size of 3 m

【0015】<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。 ・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℃60秒間熱板上
で硬化した。硬化後マウント強度測定装置を用い25
℃,250℃での熱時接着強度を測定した。 ・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。 ・塩素イオン量:ペーストを200℃60分で硬化させ
たのち粉砕した。粉砕品2gに対し40gの純水を加え
125℃20hr熱水抽出し、得られた抽出液からイオ
ンクロマトグラフ法で塩素イオン濃度を測定した。
<Evaluation method> Viscosity: 25 ° C. using an E-type viscometer (3 ° cone);
The value at 5 rpm was measured and defined as viscosity. Adhesive strength: A 2 × 2 mm silicon chip was mounted on a copper frame using a paste and cured on a hot plate at 200 ° C. for 60 seconds. After curing, use a mount strength measurement device.
The adhesive strength under heat at 250 ° C. and 250 ° C. was measured. 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. Chlorine ion amount: The paste was cured at 200 ° C. for 60 minutes and then pulverized. 40 g of pure water was added to 2 g of the pulverized product, and hot water extraction was performed at 125 ° C. for 20 hours, and the chloride ion concentration was measured from the obtained extract by ion chromatography.

【0016】[0016]

【表1】 [Table 1]

【0017】[0017]

【表2】 [Table 2]

【0018】実施例1〜3では接着強度が高く、ポット
ライフが長く、塩素イオン量も少ない樹脂ペーストが得
られたが、比較例1ではIMZ−Aの添加量が少なく熱
時接着強度が弱かった。比較例2ではIMZ−Aの添加
量が多すぎてポットライフが短くなった。比較例3では
IMZ−Bを使用したため塩素イオン濃度が高くなっ
た。
In Examples 1 to 3, a resin paste having a high adhesive strength, a long pot life, and a small amount of chlorine ions was obtained. In Comparative Example 1, however, the amount of IMZ-A added was small and the adhesive strength at heating was low. Was. In Comparative Example 2, the pot life was shortened because the amount of IMZ-A added was too large. In Comparative Example 3, the chloride ion concentration was high because IMZ-B was used.

【0019】[0019]

【発明の効果】本発明の半導体用樹脂ペーストは、イン
ライン装置での速硬化が可能で、硬化物中の塩素イオン
量が少ない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 in an in-line device, and a highly reliable semiconductor device having a small amount of chlorine ions in a cured product can be obtained.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 (A)エポキシ樹脂、(B)潜在性硬化
剤、(C)2アリル−4,5ジフェニルイミダゾール、
(D)無機フィラーからなり、成分(A)100重量部
に対し、成分(C)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。
1. An epoxy resin, (B) a latent curing agent, (C) 2 allyl-4,5 diphenylimidazole,
(D) A resin paste for a semiconductor, comprising an inorganic filler, wherein the component (C) is 0.5 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the component (A).
【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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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100422235C (en) * 2003-10-17 2008-10-01 深圳丹邦科技有限公司 Electric insulated resin pulp used for chip carrying and packaging
JP2020143238A (en) * 2019-03-07 2020-09-10 味の素株式会社 Resin composition

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