JP2002187938A - ダイアタッチペースト及び半導体装置 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 熱時接着強度を低下させないで、硬化物の低
弾性率化を計ることにより、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。 【解決手段】 （Ａ）塩素含有量が５００ｐｐｍ以下で
あり、２５℃での粘度が５，０００［ｍＰａ・ｓ］以下
のるエポキシ樹脂（ａ１）と塩素含有量が３００ｐｐｍ
以下であり、２５℃での粘度が１，０００［ｍＰａ・
ｓ］以下のエポキシ基を有する反応性希釈剤（ａ２）と
からなり、その重量比（ａ１）：（ａ２）が４０：６０
〜９０：１０である液状エポキシ樹脂、（Ｂ）分子内に
２個以上の水酸基を有するフェノール化合物、（Ｃ）潜
在性硬化剤、（Ｄ）イミダゾール化合物、（Ｅ）無機フ
ィラーを必須成分とするダイアタッチペーストである。
また、上記のダイアタッチペーストを用いた半導体装置
である。
弾性率化を計ることにより、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。 【解決手段】 （Ａ）塩素含有量が５００ｐｐｍ以下で
あり、２５℃での粘度が５，０００［ｍＰａ・ｓ］以下
のるエポキシ樹脂（ａ１）と塩素含有量が３００ｐｐｍ
以下であり、２５℃での粘度が１，０００［ｍＰａ・
ｓ］以下のエポキシ基を有する反応性希釈剤（ａ２）と
からなり、その重量比（ａ１）：（ａ２）が４０：６０
〜９０：１０である液状エポキシ樹脂、（Ｂ）分子内に
２個以上の水酸基を有するフェノール化合物、（Ｃ）潜
在性硬化剤、（Ｄ）イミダゾール化合物、（Ｅ）無機フ
ィラーを必須成分とするダイアタッチペーストである。
また、上記のダイアタッチペーストを用いた半導体装置
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ペーストに関する
ものである。
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。
【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、現在で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ダイアタッチペーストによる方法が
取り上げられるようになった。
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、現在で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ダイアタッチペーストによる方法が
取り上げられるようになった。
【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。これに対しダイアタッチペー
ストはハンダ法に較べ、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。
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。これに対しダイアタッチペー
ストはハンダ法に較べ、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。
【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
きたり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。しかし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。
り、チップが大型化してきており、一方従来用いられて
きたり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。しかし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。
【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×I0-6
/℃と大きくなる為である。これに対し、マウント法と
してダイアタッチペースト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。
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×I0-6
/℃と大きくなる為である。これに対し、マウント法と
してダイアタッチペースト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。
【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
悪くなる。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。かかる欠点
を解決するために３官能グリシジルアミン型エポキシ樹
脂と反応性希釈剤を配合した発明（特開２０００−８０
１４９、特開２０００−８０１５０、特開２０００−８
０１５１）があるが、グリシジルアミン型エポキシ樹脂
の塩素含有量が多い場合は半導体パッケージの耐湿信頼
性が低下するといった問題があった。
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
悪くなる。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。かかる欠点
を解決するために３官能グリシジルアミン型エポキシ樹
脂と反応性希釈剤を配合した発明（特開２０００−８０
１４９、特開２０００−８０１５０、特開２０００−８
０１５１）があるが、グリシジルアミン型エポキシ樹脂
の塩素含有量が多い場合は半導体パッケージの耐湿信頼
性が低下するといった問題があった。
【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、硬化物の低弾性率化を図る
ことにより、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ダイアタッ
チペーストを提供することにある。
接着強度を低下させないで、硬化物の低弾性率化を図る
ことにより、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ダイアタッ
チペーストを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は（Ａ）塩素含有
量が５００ｐｐｍ以下であり、２５℃での粘度が５，０
００［ｍＰａ・ｓ］以下の一般式（１）で示されるエポ
キシ樹脂（ａ１）と塩素含有量が３００ｐｐｍ以下であ
り、２５℃での粘度が１，０００［ｍＰａ・ｓ］以下の
エポキシ基を有する反応性希釈剤（ａ２）とからなり、
その重量比（ａ１）：（ａ２）が４０：６０〜９０：１
０である液状エポキシ樹脂、（Ｂ）分子内に２個以上の
水酸基を有するフェノール化合物、（Ｃ）潜在性硬化
剤、（Ｄ）イミダゾール化合物、（Ｅ）無機フィラーを
必須成分とし、成分（Ａ）１００重量部に対して成分
（Ｂ）が１〜１０重量部、成分（Ｃ）が０．５〜５重量
部、成分（Ｄ）が０．５〜１０重量部であり、かつ成分
（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）の合計１００重量部に
対して成分（Ｅ）が２５〜９００重量部であるダイアタ
ッチペーストである。また、上記のダイアタッチペース
トを用いて製作された半導体装置である。
量が５００ｐｐｍ以下であり、２５℃での粘度が５，０
００［ｍＰａ・ｓ］以下の一般式（１）で示されるエポ
キシ樹脂（ａ１）と塩素含有量が３００ｐｐｍ以下であ
り、２５℃での粘度が１，０００［ｍＰａ・ｓ］以下の
エポキシ基を有する反応性希釈剤（ａ２）とからなり、
その重量比（ａ１）：（ａ２）が４０：６０〜９０：１
０である液状エポキシ樹脂、（Ｂ）分子内に２個以上の
水酸基を有するフェノール化合物、（Ｃ）潜在性硬化
剤、（Ｄ）イミダゾール化合物、（Ｅ）無機フィラーを
必須成分とし、成分（Ａ）１００重量部に対して成分
（Ｂ）が１〜１０重量部、成分（Ｃ）が０．５〜５重量
部、成分（Ｄ）が０．５〜１０重量部であり、かつ成分
（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）の合計１００重量部に
対して成分（Ｅ）が２５〜９００重量部であるダイアタ
ッチペーストである。また、上記のダイアタッチペース
トを用いて製作された半導体装置である。
【０００９】
【化２】
【００１０】本発明に用いる液状エポキシ樹脂（Ａ）は
一般式（１）で示されるエポキシ樹脂（ａ１）とエポキ
シ基を有する反応性希釈剤（ａ２）との重量比が４０：
６０〜９０：１０である液状エポキシ樹脂であり、一般
式（１）で示されるエポキシ樹脂の塩素含有量は５００
ｐｐｍ以下であることが望ましい。５００ｐｐｍを越え
ると、半導体パッケージに組み立てた際の耐湿信頼性が
低下するので好ましくない。一般式（１）で示されるエ
ポキシ樹脂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好ましく２５℃の時の粘度
が５，０００［ｍＰａ・ｓ］以下であることが配合する
ときの作業性及び配合後のペースト作業性の点から好ま
しい。
一般式（１）で示されるエポキシ樹脂（ａ１）とエポキ
シ基を有する反応性希釈剤（ａ２）との重量比が４０：
６０〜９０：１０である液状エポキシ樹脂であり、一般
式（１）で示されるエポキシ樹脂の塩素含有量は５００
ｐｐｍ以下であることが望ましい。５００ｐｐｍを越え
ると、半導体パッケージに組み立てた際の耐湿信頼性が
低下するので好ましくない。一般式（１）で示されるエ
ポキシ樹脂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好ましく２５℃の時の粘度
が５，０００［ｍＰａ・ｓ］以下であることが配合する
ときの作業性及び配合後のペースト作業性の点から好ま
しい。
【００１１】一般式（１）で示されるエポキシ樹脂（ａ
１）と混合するエポキシ基を有する反応性希釈剤（ａ
２）は塩素含有量が３００ｐｐｍ以下であり、２５℃で
の粘度は１，０００［ｍＰａ・ｓ］以下であることが望
ましい。３００ｐｐｍを越えると半導体パッケージとし
ての耐湿信頼性を低下させるので好ましくなく、１，０
００ｍＰａ・ｓを超える粘度ではペースト作業性の点か
ら好ましくない。例を挙げると、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。
１）と混合するエポキシ基を有する反応性希釈剤（ａ
２）は塩素含有量が３００ｐｐｍ以下であり、２５℃で
の粘度は１，０００［ｍＰａ・ｓ］以下であることが望
ましい。３００ｐｐｍを越えると半導体パッケージとし
ての耐湿信頼性を低下させるので好ましくなく、１，０
００ｍＰａ・ｓを超える粘度ではペースト作業性の点か
ら好ましくない。例を挙げると、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。
【００１２】一般式（１）で示されるエポキシ樹脂（ａ
１）とエポキシ基を有する反応性希釈剤（ａ２）との重
量比は６０：４０〜９０：１０であることが好ましい。
反応性希釈剤の重量比が４０を越えると接着強度が弱
く、１０未満では樹脂ペーストとしたときに粘度が高く
なり作業性が低下するので好ましくない。
１）とエポキシ基を有する反応性希釈剤（ａ２）との重
量比は６０：４０〜９０：１０であることが好ましい。
反応性希釈剤の重量比が４０を越えると接着強度が弱
く、１０未満では樹脂ペーストとしたときに粘度が高く
なり作業性が低下するので好ましくない。
【００１３】本発明においては他のエポキシ樹脂を混合
して用いてもよいがエポキシ樹脂全体の中で３０％を超
えない範囲が望ましい。上記液状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、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。
して用いてもよいがエポキシ樹脂全体の中で３０％を超
えない範囲が望ましい。上記液状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、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。
【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個以上有するフェノール化
合物であることが望ましい。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。
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個以上有するフェノール化
合物であることが望ましい。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。
【００１５】フェノール硬化剤（Ｂ）の配合量は液状エ
ポキシ樹脂（Ａ）１００重量部に対し１〜１０重量部使
用するのが好ましい。１重量部未満では接着性及び低応
力性が発揮できないし、１０重量部を越えると耐熱性や
接着性が低下するので好ましくない。
ポキシ樹脂（Ａ）１００重量部に対し１〜１０重量部使
用するのが好ましい。１重量部未満では接着性及び低応
力性が発揮できないし、１０重量部を越えると耐熱性や
接着性が低下するので好ましくない。
【００１６】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）の配合量は液状エポキシ樹脂（Ａ）１００
重量部に対し、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ので好ましくない。
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）の配合量は液状エポキシ樹脂（Ａ）１００
重量部に対し、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ので好ましくない。
【００１７】本発明に用いるイミダゾール化合物（Ｄ）
は、本発明において速硬化性を可能にするために必須の
成分である。本発明に用いられるイミダゾール化合物と
しては、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−Ｃ11Ｈ23−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、またそのイソシアヌル酸付加
物等があり、これらのうちの１種類或いは複数種と併用
可能である。イミダゾール化合物（Ｄ）の配合量は液状
エポキシ樹脂（Ａ）１００重量部に対して、０．５〜１
０重量部使用することが望ましい。これより少いと、促
進硬化が不十分であり、これより多くしても硬化がさほ
ど促進されないのに保存性が低下するおそれがあるので
何れも望ましくない。
は、本発明において速硬化性を可能にするために必須の
成分である。本発明に用いられるイミダゾール化合物と
しては、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−Ｃ11Ｈ23−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、またそのイソシアヌル酸付加
物等があり、これらのうちの１種類或いは複数種と併用
可能である。イミダゾール化合物（Ｄ）の配合量は液状
エポキシ樹脂（Ａ）１００重量部に対して、０．５〜１
０重量部使用することが望ましい。これより少いと、促
進硬化が不十分であり、これより多くしても硬化がさほ
ど促進されないのに保存性が低下するおそれがあるので
何れも望ましくない。
【００１８】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。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。
は銀粉、シリカフィラー等がある。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。
【００１９】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以下だと粘度が高くなり、20μｍ以上だと塗
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以上だとディス
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銀粉、
シリカフィラー以外の無機フィラーを使用してもよい。
無機フィラー（Ｅ）の添加量としては、成分（Ａ）、
（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）の合計１００重量部に対して２
５〜９００重量部である。２５重量部より少ないと硬化
物の機械物性に対して補強効果に乏しく剪断接着強度が
低下するという問題があり、９００重量部より多いとペ
ースト粘度が高くなり作業性が低下するという問題があ
る。
1〜20μｍで最大粒径50μｍ以下のものである。平均粒
径が１μm以下だと粘度が高くなり、20μｍ以上だと塗
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以上だとディス
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銀粉、
シリカフィラー以外の無機フィラーを使用してもよい。
無機フィラー（Ｅ）の添加量としては、成分（Ａ）、
（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）の合計１００重量部に対して２
５〜９００重量部である。２５重量部より少ないと硬化
物の機械物性に対して補強効果に乏しく剪断接着強度が
低下するという問題があり、９００重量部より多いとペ
ースト粘度が高くなり作業性が低下するという問題があ
る。
【００２０】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
備混合して三本ロール等を用いて、ペーストを得て、真
空下脱抱すること等がある。また、半導体装置の製造方
法は、本発明のダイアタッチペーストを用い、その他は
公知の製造方法を用いて製作することができる。
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
備混合して三本ロール等を用いて、ペーストを得て、真
空下脱抱すること等がある。また、半導体装置の製造方
法は、本発明のダイアタッチペーストを用い、その他は
公知の製造方法を用いて製作することができる。
【００２１】
【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。
の配合割合は重量部とする。
【００２２】＜実施例１〜９、比較例１〜１０＞表１及
び表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。
び表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。
【００２３】＜用いる原料成分＞ ・一般式（１）で示されるエポキシ樹脂（エポキシ樹脂
ａ１−１）：粘度2,000mPa・s、全塩素含有量400ppm、エ
ポキシ当量220 ・一般式（１）で示されるエポキシ樹脂（エポキシ樹脂
ａ１―２）：粘度4,000mPa・s、全塩素含有量350ppm、
エポキシ等量235 ・一般式（１）で示されるエポキシ樹脂（住友化学工業
（株）製ＥＬＭ−１００,R：CH3）：粘度4,000mPa・s、
全塩素3,000ppm、エポキシ等量250 ・一般式（１）で示されるエポキシ樹脂（シェル石油
（株）製Ｅ−６３０,R：-H）：粘度8,000mPa・s、全塩
素800ppmエポキシ等量280
ａ１−１）：粘度2,000mPa・s、全塩素含有量400ppm、エ
ポキシ当量220 ・一般式（１）で示されるエポキシ樹脂（エポキシ樹脂
ａ１―２）：粘度4,000mPa・s、全塩素含有量350ppm、
エポキシ等量235 ・一般式（１）で示されるエポキシ樹脂（住友化学工業
（株）製ＥＬＭ−１００,R：CH3）：粘度4,000mPa・s、
全塩素3,000ppm、エポキシ等量250 ・一般式（１）で示されるエポキシ樹脂（シェル石油
（株）製Ｅ−６３０,R：-H）：粘度8,000mPa・s、全塩
素800ppmエポキシ等量280
【００２４】・ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（ＢＰ
Ａ）：粘度9000mPa・s、エポキシ当量185 ・ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（ＢＰＦ）：粘度50
00mPa・s、エポキシ当量170 ・反応性希釈剤（ａ２）：ｔ−ブチルフェニルグリシジ
ルエーテル：粘度400mPa・s、全塩素含有量110ppm ・フェノール硬化剤（Ｂ） ：ビスフェノールＦ、 ・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
状銀粉 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
Ａ）：粘度9000mPa・s、エポキシ当量185 ・ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（ＢＰＦ）：粘度50
00mPa・s、エポキシ当量170 ・反応性希釈剤（ａ２）：ｔ−ブチルフェニルグリシジ
ルエーテル：粘度400mPa・s、全塩素含有量110ppm ・フェノール硬化剤（Ｂ） ：ビスフェノールＦ、 ・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
状銀粉 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
【００２５】＜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２５℃にて測定し粘度とした。 ・弾性率：テフロン（登録商標）シート上にペーストを
幅１０ｍｍ長さ約１５０ｍｍ厚さ１００μｍに塗布し、
１７０℃のオーブン中にて３０分間硬化した後、引っ張
り試験機で試験長１００ｍｍ引っ張り速度１ｍｍ／分に
て測定し得られた応力ー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１７０℃のオーブン中に
て３０分間硬化した。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。 ・反り量：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、１７０℃３０分間で硬化した後、チップの反り
を表面粗さ計（測定長１３ｍｍ）で測定した。 ・耐湿信頼性：シリコンチップ表面にアルミニウム配線
を施した模擬素子を１６ｐｉｎＤＩＰ（デュアルインラ
インパッケージ）の銅フレームにペーストを用いてマウ
ントし、１７０℃のオーブンにて３０分間硬化した後、
金線ボンディングして住友ベークライト（株）製エポキ
シモールディングコンパウンドＥＭＥ―６３００Ｈで１
７５℃２分の条件でトランスファー成形した後、１７５
℃４ｈｒの条件で後硬化したパッケージをプレッシャー
クッカー処理（１２５℃、２．５ａｔｍ）で５００ｈｒ
処理後のオープン不良率を調べた。 ・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倍以上に増粘するま
での日数を測定した。 ・全塩素測定法：エポキシ樹脂約１ｇを２００ｍｌ平底
フラスコに正確に秤取する。次いで沸石をいれ、ｎ−ブ
チルカルビトール２５ｍｌを加え、加熱溶解させる。放
冷後１Ｎ−水酸化カリウム溶液２５ｍｌを加え、１０分
間加熱還流させる。約１時間放冷後、試料をポリカップ
に移し約５０ｍｌの氷酢酸でフラスコ内を洗い流しポリ
カップに移す。０．０１Ｎ−硝酸銀水溶液で電位差滴定
し、同様にブランクのテストも実施して以下の式から全
塩素含有量を求めた。 全塩素（ｗｔ％）＝［｛０．０１×ｆ×（Ｖ−Ｖ’）×
ＡＷ｝／（Ｗ×１０００）］×１００ ｆ：硝酸銀水溶液の力価 Ｖ：試料の滴定に用いられた０．０１Ｎ−硝酸銀水溶液
の体積（ｍｌ） Ｖ’：ブランクのテストに用いられた硝酸銀水溶液の体
積（ｍｌ） Ｗ：試料の重量 ＡＷ：３５．４６
５ｒｐｍでの値を２５℃にて測定し粘度とした。 ・弾性率：テフロン（登録商標）シート上にペーストを
幅１０ｍｍ長さ約１５０ｍｍ厚さ１００μｍに塗布し、
１７０℃のオーブン中にて３０分間硬化した後、引っ張
り試験機で試験長１００ｍｍ引っ張り速度１ｍｍ／分に
て測定し得られた応力ー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１７０℃のオーブン中に
て３０分間硬化した。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。 ・反り量：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、１７０℃３０分間で硬化した後、チップの反り
を表面粗さ計（測定長１３ｍｍ）で測定した。 ・耐湿信頼性：シリコンチップ表面にアルミニウム配線
を施した模擬素子を１６ｐｉｎＤＩＰ（デュアルインラ
インパッケージ）の銅フレームにペーストを用いてマウ
ントし、１７０℃のオーブンにて３０分間硬化した後、
金線ボンディングして住友ベークライト（株）製エポキ
シモールディングコンパウンドＥＭＥ―６３００Ｈで１
７５℃２分の条件でトランスファー成形した後、１７５
℃４ｈｒの条件で後硬化したパッケージをプレッシャー
クッカー処理（１２５℃、２．５ａｔｍ）で５００ｈｒ
処理後のオープン不良率を調べた。 ・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倍以上に増粘するま
での日数を測定した。 ・全塩素測定法：エポキシ樹脂約１ｇを２００ｍｌ平底
フラスコに正確に秤取する。次いで沸石をいれ、ｎ−ブ
チルカルビトール２５ｍｌを加え、加熱溶解させる。放
冷後１Ｎ−水酸化カリウム溶液２５ｍｌを加え、１０分
間加熱還流させる。約１時間放冷後、試料をポリカップ
に移し約５０ｍｌの氷酢酸でフラスコ内を洗い流しポリ
カップに移す。０．０１Ｎ−硝酸銀水溶液で電位差滴定
し、同様にブランクのテストも実施して以下の式から全
塩素含有量を求めた。 全塩素（ｗｔ％）＝［｛０．０１×ｆ×（Ｖ−Ｖ’）×
ＡＷ｝／（Ｗ×１０００）］×１００ ｆ：硝酸銀水溶液の力価 Ｖ：試料の滴定に用いられた０．０１Ｎ−硝酸銀水溶液
の体積（ｍｌ） Ｖ’：ブランクのテストに用いられた硝酸銀水溶液の体
積（ｍｌ） Ｗ：試料の重量 ＡＷ：３５．４６
【００２６】評価結果を表１及び表２に示す。
【表１】
【００２７】
【表２】
【００２８】実施例１〜９では熱時接着強度が大きく、
低応力性（低弾性率、低反り量）及びポットライフの長
い耐湿信頼性に優れたペーストが得られるが、比較例１
はビスフェノールＡ型エポキシ樹脂を使用したため低応
力性が悪く、反り量が大きくなりチップクラックが発生
した。比較例２はビスフェノールＦ型エポキシ樹脂を使
用したため低応力性が悪く、反り量が大きくなりチップ
クラックが発生した。比較例３は反応性希釈剤の配合量
が多いため、接着強度が著しく低下した。比較例４は反
応性希釈剤の配合量が少ないため、粘度が高くなり作業
性が低下した。比較例５はフェノール硬化剤の配合がな
いため、接着強度が著しく低下した。比較例６はフェノ
ール硬化剤の配合量が多いため、熱時の接着性が低下し
た。比較例７，８は塩素含有量の多いエポキシを用いて
いるため、耐湿信頼性が著しく低下した。比較例９はイ
ミダゾールの配合量が多いため、ライフが著しく低下し
た。比較例１０ではイミダゾールの代わりに３級アミン
を用いたが耐湿性が低下した。
低応力性（低弾性率、低反り量）及びポットライフの長
い耐湿信頼性に優れたペーストが得られるが、比較例１
はビスフェノールＡ型エポキシ樹脂を使用したため低応
力性が悪く、反り量が大きくなりチップクラックが発生
した。比較例２はビスフェノールＦ型エポキシ樹脂を使
用したため低応力性が悪く、反り量が大きくなりチップ
クラックが発生した。比較例３は反応性希釈剤の配合量
が多いため、接着強度が著しく低下した。比較例４は反
応性希釈剤の配合量が少ないため、粘度が高くなり作業
性が低下した。比較例５はフェノール硬化剤の配合がな
いため、接着強度が著しく低下した。比較例６はフェノ
ール硬化剤の配合量が多いため、熱時の接着性が低下し
た。比較例７，８は塩素含有量の多いエポキシを用いて
いるため、耐湿信頼性が著しく低下した。比較例９はイ
ミダゾールの配合量が多いため、ライフが著しく低下し
た。比較例１０ではイミダゾールの代わりに３級アミン
を用いたが耐湿性が低下した。
【００２９】
【発明の効果】本発明の半導体用樹脂ペーストは、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る。
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る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4J036 AC14 AH02 AJ17 BA06 BA07 DA01 DC35 DC41 FA02 FA05 FB07 JA07 4J040 EB042 EB062 EC281 HA066 HA306 HB38 HB44 HC15 HC16 HC22 JA05 KA16 KA24 KA42 LA06 MA04 NA20 PA30 5F047 AA11 BA23 BA34 BA53
Claims (2)
- 【請求項１】 （Ａ）塩素含有量が５００ｐｐｍ以下で
あり、２５℃での粘度が５，０００［ｍＰａ・ｓ］以下
の一般式（１）で示されるエポキシ樹脂（ａ１）と塩素
含有量が３００ｐｐｍ以下であり、２５℃での粘度が
１，０００［ｍＰａ・ｓ］以下のエポキシ基を有する反
応性希釈剤（ａ２）とからなり、その重量比（ａ１）：
（ａ２）が４０：６０〜９０：１０である液状エポキシ
樹脂、（Ｂ）分子内に２個以上の水酸基を有するフェノ
ール化合物、（Ｃ）潜在性硬化剤、（Ｄ）イミダゾール
化合物、（Ｅ）無機フィラーを必須成分とし、成分
（Ａ）１００重量部に対して成分（Ｂ）が１〜１０重量
部、成分（Ｃ）が０．５〜５重量部、成分（Ｄ）が０．
５〜１０重量部であり、かつ成分（Ａ）、（Ｂ）、
（Ｃ）、（Ｄ）の合計１００重量部に対して成分（Ｅ）
が２５〜９００重量部であることを特徴とするダイアタ
ッチペースト。 【化１】 - 【請求項２】 請求項１記載のダイアタッチペーストを
用いて製作された半導体装置。
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