JP2003115501A - 架橋シリコーン系接着性シートおよび半導体装置 - Google Patents

架橋シリコーン系接着性シートおよび半導体装置

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JP2003115501A JP2001310823A JP2001310823A JP2003115501A JP 2003115501 A JP2003115501 A JP 2003115501A JP 2001310823 A JP2001310823 A JP 2001310823A JP 2001310823 A JP2001310823 A JP 2001310823A JP 2003115501 A JP2003115501 A JP 2003115501A
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bonded
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嘉人 潮
Katsuyuki Nakayama
勝之 中山
Toyohiko Fujisawa
豊彦 藤澤
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体チップと該チップ取り付け部との接着
性が良好であり、前記チップへのワイヤボンド性を低下
させない架橋シリコーン系接着性シート、および信頼性
が優れる半導体装置を提供する。 【解決手段】 半導体チップと該チップ取り付け部を架
橋シリコーン系接着性シートにより圧着して、次いで加
熱処理した後、超音波により前記チップをワイヤボンド
して半導体装置を製造するための前記シートであって、
ＪＩＳ Ｋ ６２５３に規定のタイプＡデュロメータに
よる前記シートの硬さに対して、１７０℃で２時間加熱
したときの前記シートの硬さが１０以上高くなる架橋シ
リコーン系接着性シート、および半導体チップと該チッ
プ取り付け部を前記シートにより圧着して、次いで加熱
処理した後、超音波により前記チップをワイヤボンドし
た半導体装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は架橋シリコーン系接
着性シートおよび半導体装置に関し、詳しくは、半導体
チップと該チップ取り付け部との接着性が良好であり、
前記チップへのワイヤボンド性を低下させない架橋シリ
コーン系接着性シート、および信頼性が優れる半導体装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】特開平１１−１２５４６号公報、特開２
０００−３３６２７１号公報、および特開２００１−１
９９３３号公報には架橋シリコーン系接着性シートによ
り半導体チップを該チップ取り付け部に接着した後、こ
の半導体チップ上のボンディングパッドとリードとを金
線やアルミニウム線等のボンディングワイヤによりワイ
ヤボンディングした半導体装置が提案されている。
【０００３】半導体チップを該チップ取り付け部に接着
する際、架橋シリコーン系接着性シートが硬いと、表面
に凹凸を有する半導体チップ取り付け部への接着不良を
生じるという問題があり、一方、半導体チップ上のボン
ディングパッドとリードとをワイヤボンディングする
際、一般的に超音波熱圧着法が採用されているが、架橋
シリコーン系接着性シートが軟らかいと、超音波を吸収
して、接合不良を生じるという問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、上記の
課題について鋭意検討した結果、本発明に到達した。す
なわち、本発明の目的は、半導体チップと該チップ取り
付け部との接着性が良好であり、前記チップへのワイヤ
ボンド性を低下させない架橋シリコーン系接着性シー
ト、および信頼性が優れる半導体装置を提供することに
ある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の架橋シリコーン
系接着性シートは、半導体チップと該チップ取り付け部
を架橋シリコーン系接着性シートにより圧着して、次い
で加熱処理した後、超音波により前記チップをワイヤボ
ンドして半導体装置を製造するための前記シートであっ
て、ＪＩＳ Ｋ ６２５３に規定のタイプＡデュロメー
タによる前記シートの硬さに対して、１７０℃で２時間
加熱したときの前記シートの硬さが１０以上高くなるも
のであることを特徴とする。
【０００６】また、本発明の半導体装置は、半導体チッ
プと該チップ取り付け部を架橋シリコーン系接着性シー
トにより圧着して、次いで加熱処理した後、超音波によ
り前記チップをワイヤボンドした半導体装置であって、
前記シートが、ＪＩＳ Ｋ６２５３に規定のタイプＡデ
ュロメータによる前記シートの硬さに対して、１７０℃
で２時間加熱したときの前記シートの硬さが１０以上高
くなるものであることを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】はじめに、本発明の架橋シリコー
ン系接着性シートを詳細に説明する。本発明の架橋シリ
コーン系接着性シートは、半導体チップと該チップ取り
付け部を架橋シリコーン系接着性シートにより圧着し
て、次いで加熱処理した後、超音波により前記チップを
ワイヤボンドして半導体装置を製造するためのものであ
る。このシートはゲル状あるいはゴム状を呈している。
特に、本発明の架橋シリコーン系接着性シートは、ＪＩ
Ｓ Ｋ ６２５３に規定のタイプＡデュロメータによる
前記シートの硬さに対して、１７０℃で２時間加熱した
ときの前記シートの硬さが１０以上高くなるものであ
る。これは、半導体チップを該チップ取り付け部に接着
する際には、表面に凹凸を有する半導体チップ取り付け
部に対して良好に接着することができ、また、半導体チ
ップ上のボンディングパッドとリードとをワイヤボンド
する際には、超音波を吸収しにくくなるので、接合不良
を生じにくくなるからである。本発明の架橋シリコーン
系接着性シートは、ＪＩＳ Ｋ６２５３に規定のタイプ
Ａデュロメータによる硬さが、４０以下であることが好
ましく、さらには３０以下であることが好ましく、特に
は２０以下であることが好ましい。また、この架橋シリ
コーン系接着性シートはウランやトリウムの含有量が少
ないものが好ましく、具体的には、それらの合計含有量
が１ppb以下であることが好ましい。また、この架橋シ
リコーン系接着性シートはナトリウムやカリウム等のア
ルカリ金属イオンの含有量が少ないものが好ましく、具
体的には、それらの合計含有量が１ppm以下であること
が好ましい。
【０００８】この架橋シリコーン系接着性シートは、架
橋性シリコーン組成物をシート状に架橋してなるもので
ある。この架橋性シリコーン組成物としては、ヒドロシ
リル化反応架橋性シリコーン組成物、縮合反応架橋性シ
リコーン組成物、有機過酸化物によるラジカル反応架橋
性シリコーン組成物が例示され、特に、ヒドロシリル化
反応架橋性シリコーン組成物であることが好ましい。ヒ
ドロシリル化反応架橋性シリコーン組成物を架橋する方
法としては、室温で放置する方法、加熱する方法、電子
線を照射する方法が例示され、好ましくは加熱する方法
である。
【０００９】ヒドロシリル化反応架橋性シリコーン組成
物としては、(Ａ)一分子中に少なくとも２個のケイ素原
子結合アルケニル基を有するオルガノポリシロキサン、
(Ｂ)接着促進剤、(Ｃ)一分子中に平均３〜１０個のケイ
素原子結合水素原子を有するオルガノポリシロキサン
｛(Ａ)成分中と(Ｂ)成分中のアルケニル基の合計１個に
対して、本成分中のケイ素原子結合水素原子が３.５個
以上となる量｝、および(Ｄ)ヒドロシリル化反応用触媒
から少なくともなるものが例示される。
【００１０】(Ａ)成分は上記組成物の主成分であり、一
分子中に少なくとも２個のケイ素原子結合アルケニル基
を有するオルガノポリシロキサンである。(Ａ)成分の分
子構造としては、直鎖状、一部分枝を有する直鎖状、分
枝鎖状、網状が例示される。また、(Ａ)成分中のケイ素
原子結合アルケニル基としては、ビニル基、アリル基、
ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基が例示され、
特に、ビニル基であることが好ましい。このアルケニル
基の結合位置としては、分子鎖末端および／または分子
鎖側鎖が例示される。また、(Ａ)成分中のアルケニル基
以外のケイ素原子に結合した基としては、メチル基、エ
チル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル
基、ヘプチル基等のアルキル基；フェニル基、トリル
基、キシリル基、ナフチル基等のアリール基；ベンジル
基、フェネチル基等のアラルキル基；クロロメチル基、
３−クロロプロピル基、３,３,３−トリフルオロプロピ
ル基等のハロゲン化アルキル基等の置換もしくは非置換
の一価炭化水素基が例示され、特に、メチル基、フェニ
ル基であることが好ましい。また、得られる架橋シリコ
ーン系接着性シートが優れた耐寒性を有し、このシート
を用いて作製した半導体装置の信頼性がより向上するこ
とから、(Ａ)成分中のケイ素原子に結合した有機基に対
するフェニル基の含有量が１モル％以上であることが好
ましく、さらには１〜６０モル％の範囲内であることが
好ましく、特には１〜３０モル％の範囲内であることが
好ましい。また、(Ａ)成分の粘度は限定されないが、２
５℃における粘度が１００〜１,０００,０００mPa・sの
範囲内であることが好ましい。
【００１１】(Ｂ)成分は上記組成物の架橋物に良好な接
着性を付与するための接着促進剤である。(Ｂ)成分とし
ては、ケイ素原子に結合したアルコキシ基を一分子中に
少なくとも１個有する有機ケイ素化合物であることが好
ましい。このアルコキシ基としては、メトキシ基、エト
キシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、メトキシエトキシ
基が例示され、特に、メトキシ基であることが好まし
い。また、この有機ケイ素化合物のケイ素原子に結合す
るアルコキシ基以外の基としては、メチル基、エチル
基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、
ヘプチル基等のアルキル基；ビニル基、アリル基、ブテ
ニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基等のアルケニル
基；フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基等
のアリール基；ベンジル基、フェネチル基等のアラルキ
ル基；クロロメチル基、３−クロロプロピル基、３,３,
３−トリフルオロプロピル基等のハロゲン化アルキル基
等の置換もしくは非置換の一価炭化水素基；３−グリシ
ドキシプロピル基、４−グリシドキシブチル基等のグリ
シドキシアルキル基；２−(３,４−エポキシシクロヘキ
シル)エチル基、３−(３,４−エポキシシクロヘキシル)
プロピル基等のエポキシシクロヘキシルアルキル基；４
−オキシラニルブチル基、８−オキシラニルオクチル基
等のオキシラニルアルキル基等のエポキシ基含有一価有
機基；３−メタクリロキシプロピル基等のアクリル基含
有一価有機基；水素原子、水酸基が例示される。この架
橋シリコーン系接着性シートの架橋に関与することか
ら、この有機ケイ素化合物は一分子中に少なくとも１個
のアルケニル基またはケイ素原子結合水素原子を有する
ものであることが好ましい。また、架橋シリコーン系接
着性シートが各種の基材に対して良好な接着性を有する
ことから、この有機ケイ素化合物は一分子中に少なくと
も１個のエポキシ基含有一価有機基を有するものである
ことが好ましい。このような有機ケイ素化合物として
は、シラン化合物、シロキサン化合物、シラトラン化合
物が例示される。このシロキサン化合物の分子構造とし
ては、直鎖状、一部分枝を有する直鎖状、分枝鎖状、環
状、網状が例示され、特に、直鎖状、分枝鎖状、網状で
あることが好ましい。このような有機ケイ素化合物とし
ては、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、
２−(３,４−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメト
キシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシ
シラン等のシラン化合物；一分子中にケイ素原子結合ア
ルケニル基もしくはケイ素原子結合水素原子、およびケ
イ素原子結合アルコキシ基をそれぞれ少なくとも１個ず
つ有するシロキサン化合物、ケイ素原子結合アルコキシ
基を少なくとも１個有するシラン化合物またはシロキサ
ン化合物と一分子中にケイ素原子結合ヒドロキシ基とケ
イ素原子結合アルケニル基をそれぞれ少なくとも１個ず
つ有するシロキサン化合物との混合物、式：
【化１】 （式中、ａ、ｂ、およびｃは正数である。）で示される
シロキサン化合物、式：
【化２】 （式中、ａ、ｂ、ｃ、およびｄは正数である。）で示さ
れるシロキサン化合物、式：
【化３】 で示されるシラトラン化合物、式：
【化４】 で示されるシラトラン化合物が例示される。
【００１２】(Ｂ)成分の含有量は、上記組成物を架橋し
て得られる架橋シリコーン系接着性シートに良好な接着
性を付与するために十分な量であり、例えば、(Ａ)成分
１００重量部に対して０.０１〜２０重量部の範囲内で
あることが好ましく、特に、０.１〜１０重量部の範囲
内であることが好ましい。これは、(Ｂ)成分の含有量が
上記範囲の下限未満であると、得られる架橋シリコーン
系接着性シートの接着性が低下する傾向があるからであ
り、一方、上記範囲の上限をこえても得られる架橋シリ
コーン系接着性シートの接着性に影響はなく、むしろ、
このシートの機械的強度が変化する傾向があるからであ
る。
【００１３】(Ｃ)成分は上記組成物の架橋剤であり、一
分子中に平均３〜１０個のケイ素原子結合水素原子を有
するのオルガノポリシロキサンであり、好ましくは、一
分子中に平均３〜５個のケイ素原子結合水素原子を有す
るオルガノポリシロキサンである。これは、一分子中の
ケイ素原子結合水素原子の平均数が上記範囲の上限を超
えると、得られる架橋シリコーン系接着性シートが半導
体チップと該チップ取り付け部とを圧着した後に加熱処
理されても硬度上昇し難くなるからである。(Ｃ)成分の
分子構造としては、直鎖状、一部分枝を有する直鎖状、
分枝鎖状、環状、網状が例示される。また、(Ｃ)成分中
のケイ素原子に結合した水素原子の結合位置としては、
分子鎖末端および／または分子鎖側鎖が例示される。ま
た、(Ｃ)成分中の水素原子以外のケイ素原子に結合した
基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル
基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基等のアルキル
基；フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基等
のアリール基；ベンジル基、フェネチル基等のアラルキ
ル基；クロロメチル基、３−クロロプロピル基、３,３,
３−トリフルオロプロピル基等のハロゲン化アルキル基
等の置換もしくは非置換の一価炭化水素基が例示され、
特に、メチル基、フェニル基であることが好ましい。ま
た、(Ｃ)成分の粘度は限定されないが、２５℃における
粘度が１〜１００,０００mPa・sの範囲内であることが好
ましい。
【００１４】(Ｃ)成分の含有量は、(Ａ)成分中と(Ｂ)成
分中に含まれるアルケニル基の合計１個に対して、(Ｃ)
成分中のケイ素原子結合水素原子が３.５個以上となる
量であり、好ましくは４.０個以上となる量である。こ
れは、(Ｃ)成分の含有量が上記範囲の下限未満である
と、得られる架橋シリコーン系接着性シートが半導体チ
ップと該チップ取り付け部とを圧着した後に加熱処理さ
れても硬度上昇し難くなるからである。
【００１５】(Ｄ)成分は上記組成物の架橋反応を促進す
るためのヒドロシリル化反応用触媒であり、白金系触
媒、ロジウム系触媒、パラジウム系触媒等の周知のヒド
ロシリル化反応用触媒が例示され、反応速度が良好であ
ることから、特に、白金微粉末、白金黒、白金担持シリ
カ微粉末、白金担持活性炭、塩化白金酸、塩化白金酸の
アルコール溶液、白金のオレフィン錯体、白金のアルケ
ニルシロキサン錯体等の白金系触媒であることが好まし
い。
【００１６】(Ｄ)成分の含有量は、上記組成物のヒドロ
シリル化反応を促進するに十分な量であり、例えば、白
金系触媒を用いた場合には、上記組成物において、この
触媒中の白金金属が重量単位で０.０１〜１,０００ppm
の範囲内となる量であることが好ましく、特に、０.１
〜５００ppmの範囲内となる量であることが好ましい。
これは、(Ｄ)成分の含有量が、上記範囲の下限未満の量
であると、得られる架橋性シリコーン組成物の架橋速度
が著しく遅くなる傾向があるからであり、一方、上記範
囲の上限をこえる量であっても、さほど架橋反応の速度
には影響がなく、むしろ、得られる架橋シリコーン系接
着性シートに着色等の問題を生じるからである。
【００１７】また、他のヒドロシリル化反応架橋性シリ
コーン組成物としては、(Ａ')一分子中に平均３個以上
のケイ素原子結合アルケニル基を有するオルガノポリシ
ロキサン、(Ｂ)接着促進剤、(Ｃ')一分子中に２個のケ
イ素原子結合水素原子を有するオルガノポリシロキサン
｛(Ａ')成分中と(Ｂ)成分中のアルケニル基の合計１個
に対して、本成分中のケイ素原子結合水素原子が１.２
個以上となる量｝、および(Ｄ)ヒドロシリル化反応用触
媒から少なくともなるものが例示される。
【００１８】(Ａ')成分は上記組成物の主成分であり、
一分子中に平均３個以上のケイ素原子結合アルケニル基
を有するオルガノポリシロキサンである。(Ａ')成分の
分子構造としては、直鎖状、一部分枝を有する直鎖状、
分枝鎖状、網状が例示される。また、(Ａ')成分中のケ
イ素原子結合アルケニル基としては、前記と同様の基が
例示され、特に、ビニル基であることが好ましい。この
アルケニル基の結合位置としては、分子鎖末端および／
または分子鎖側鎖が例示される。また、(Ａ')成分中の
アルケニル基以外のケイ素原子に結合した基としては、
前記と同様の置換もしくは非置換の一価炭化水素基が例
示され、特に、メチル基、フェニル基であることが好ま
しい。また、得られる架橋シリコーン系接着性シートが
優れた耐寒性を有し、このシートを用いて作製した半導
体装置の信頼性がより向上することから、(Ａ')成分中
のケイ素原子に結合した有機基に対するフェニル基の含
有量が１モル％以上であることが好ましく、さらには１
〜６０モル％の範囲内であることが好ましく、特には１
〜３０モル％の範囲内であることが好ましい。また、
(Ａ')成分の粘度は限定されないが、２５℃における粘
度が１００〜１,０００,０００mPa・sの範囲内であるこ
とが好ましい。
【００１９】(Ｂ)成分は上記組成物の架橋物に良好な接
着性を付与するための接着促進剤であり、前記と同様の
有機ケイ素化合物であることが好ましい。また、(Ｂ)成
分の含有量は、上記組成物を架橋して得られる架橋シリ
コーン系接着性シートに良好な接着性を付与するに十分
な量であり、例えば、(Ａ')成分１００重量部に対して
０.０１〜２０重量部の範囲内であることが好ましく、
特に、０.１〜１０重量部の範囲内であることが好まし
い。これは、(Ｂ)成分の含有量が上記範囲の下限未満で
あると、得られる架橋シリコーン系接着性シートの接着
性が低下する傾向があるからであり、一方、上記範囲の
上限をこえても得られる架橋シリコーン系接着性シート
の接着性に影響はなく、むしろ、このシートの機械的強
度が変化する傾向があるからである。
【００２０】(Ｃ')成分は上記組成物の架橋剤であり、
一分子中に２個のケイ素原子結合水素原子を有するのオ
ルガノポリシロキサンである。(Ｃ')成分の分子構造と
しては、直鎖状、一部分枝を有する直鎖状、分枝鎖状、
環状、網状が例示される。また、(Ｃ)成分中のケイ素原
子に結合した水素原子の結合位置としては、分子鎖末端
および／または分子鎖側鎖が例示される。また、(Ｃ')
成分中の水素原子以外のケイ素原子に結合した基として
は、前記と同様の置換もしくは非置換の一価炭化水素基
が例示され、特に、メチル基、フェニル基であることが
好ましい。また、(Ｃ')成分の粘度は限定されないが、
２５℃における粘度が１〜１００,０００mPa・sの範囲内
であることが好ましい。
【００２１】(Ｃ')成分の含有量は、(Ａ')成分中と(Ｂ)
成分中に含まれるアルケニル基の合計１個に対して、
(Ｃ')成分中のケイ素原子結合水素原子が１.２個以上と
なる量であり、好ましくは、１.５個以上となる量であ
る。これは、(Ｃ')成分の含有量が上記範囲の下限未満
であると、得られる架橋シリコーン系接着性シートが半
導体チップと該チップ取り付け部とを圧着した後に加熱
処理されても硬度上昇し難くなるからである。
【００２２】(Ｄ)成分は上記組成物の架橋反応を促進す
るためのヒドロシリル化反応用触媒であり、前記と同様
の触媒が例示される。また、(Ｄ)成分の含有量は、上記
組成物のヒドロシリル化反応を促進するに十分な量であ
り、例えば、白金系触媒を用いた場合には、上記組成物
において、この触媒中の白金金属が重量単位で０.０１
〜１,０００ppmの範囲内となる量であることが好まし
く、特に、０.１〜５００ppmの範囲内となる量であるこ
とが好ましい。これは、(Ｄ)成分の含有量が、上記範囲
の下限未満の量であると、得られる架橋性シリコーン組
成物の架橋速度が著しく遅くなる傾向があるからであ
り、一方、上記範囲の上限をこえる量であっても、さほ
ど架橋反応の速度には影響がなく、むしろ、得られる架
橋シリコーン系接着性シートに着色等の問題を生じるか
らである。
【００２３】上記のようなヒドロシリル化反応架橋性シ
リコーン組成物には、そのヒドロシリル化反応の速度を
調節して均一な架橋シリコーン系接着性シートを調製す
るため、３−メチル−１−ブチン−３−オール、３,５
−ジメチル−１−ヘキシン−３−オール、フェニルブチ
ノール等のアルキンアルコール；３−メチル−３−ペン
テン−１−イン、３,５−ジメチル−３−ヘキセン−１
−イン等のエンイン化合物；１,３,５,７−テトラメチ
ル−１,３,５,７−テトラビニルシクロテトラシロキサ
ン、１,３,５,７−テトラメチル−１,３,５,７−テトラ
ヘキセニルシクロテトラシロキサン、ベンゾトリアゾー
ル等の反応抑制剤を含有してもよい。この反応抑制剤の
含有量は限定されないが、(Ａ)成分あるいは(Ａ')成分
１００重量部に対して０.００００１〜５重量部の範囲
内であることが好ましい。
【００２４】また、このようなヒドロシリル化反応架橋
性シリコーン組成物には、その他任意の成分として、沈
降シリカ、湿式シリカ、ヒュームドシリカ、焼成シリ
カ、酸化チタン、アルミナ、ガラス、石英、アルミノケ
イ酸、酸化鉄、酸化亜鉛、炭酸カルシウム、カーボンブ
ラック、炭化ケイ素、窒化ケイ素、窒化ホウ素等の無機
充填剤、これらの充填剤をオルガノハロシラン、オルガ
ノアルコキシシラン、オルガノシラザン等の有機ケイ素
化合物により処理した無機充填剤；シリコーン樹脂、エ
ポキシ樹脂、フッ素樹脂等の有機樹脂微粉末；銀、銅等
の導電性金属粉末；その他、染料、顔料、難燃剤等を含
有してもよい。また、本発明の目的を損なわない範囲
で、得られる架橋シリコーン系接着性シートの硬度調整
剤として、一分子中に平均１０個を超えるケイ素原子結
合水素原子を有するオルガノポリシロキサンを含有して
もよい。
【００２５】本発明の架橋シリコーン系接着性シート
は、該シートの片面または両面に剥離性有機樹脂フィル
ムを有していてもよい。この剥離性有機樹脂フィルム
は、前記シートの接着面を保護するためのものであり、
使用する際には剥がしてしまうものである。この剥離性
有機樹脂フィルムとしては、ポリイミド樹脂、ポリエス
テル樹脂、ポリエーテル樹脂、エポキシ樹脂、フェノー
ル樹脂、ポリアミド樹脂、セルロース系樹脂等の有機樹
脂からなるフィルム；さらには、これらの有機樹脂フィ
ルムの表面をフッ素樹脂やその他の有機樹脂で被覆して
なるフィルムが例示される。また、これらの有機樹脂フ
ィルムの表面をケイ素原子結合水素原子を有するオルガ
ノポリシロキサン等で予め処理してもよい。本発明の架
橋シリコーン系接着性シートの両面に保護フィルムを設
ける場合には、同種の剥離性有機樹脂フィルムを両面に
用いてもよく、また、相異なる剥離性有機樹脂フィルム
を片面ずつ用いてもよい。
【００２６】本発明の架橋シリコーン系接着性シートを
調製する方法としては、上記のような架橋性シリコーン
組成物を剥離性有機樹脂フィルムにより挟み込むことに
よりシート状に成形して架橋させる方法、剥離性有機樹
脂フィルムの表面に架橋性シリコーン組成物を均一に塗
布した後、これを架橋させ、得られた架橋物の表面に剥
離性有機樹脂フィルムを密着させる方法が例示される。
この際、架橋シリコーンに対して剥離性を有し、かつ架
橋シリコーンの誘電率よりも大きい有機樹脂フィルムを
用いて成形することが好ましい。また、この架橋性シリ
コーン組成物を架橋させる方法としては、室温で放置す
る方法、２００℃以下で加熱する方法が例示される。特
に、この架橋性シリコーンを１２０℃以下に加熱して架
橋する方法が好ましい。
【００２７】次に、本発明の半導体装置を詳細に説明す
る。本発明の半導体装置は、上記の架橋シリコーン系接
着性シートにより半導体チップと該チップ取り付け部を
圧着した後、加熱処理したことを特徴とする。このよう
な半導体装置としては、ダイオード、トランジスタ、サ
イリスタ、モノリシックＩＣ、ハイブリッドＩＣ、ＬＳ
Ｉ、ＶＬＳＩが例示される。また、架橋シリコーン系接
着性シートは前記の通りである。
【００２８】本発明の半導体装置の一例であるハイブリ
ッドＩＣの断面図を図１に示した。図１で示される半導
体装置は、半導体チップ１が架橋シリコーン系接着性シ
ート２により半導体チップ取り付け部３（図１において
は、ガラス繊維強化エポキシ樹脂製の回路基板）に接着
されており、この半導体チップ１と外部リードに接続し
た回路配線４とがボンディングワイヤ５により電気的に
接続されている。この半導体チップ１としては、ダイオ
ード、トランジスタ、サイリスタ、モノリシックＩＣ等
のメモリ、さらにはハイブリッドＩＣ中の半導体チップ
が例示される。また、この半導体チップ取り付け部３
は、表面の凹凸が大きいものであってもよく、その材質
としては、セラミック、ガラス、エポキシ樹脂、ポリイ
ミド樹脂、フェノール樹脂、ベークライト樹脂、メラミ
ン樹脂、ガラス繊維強化エポキシ樹脂、ガラス繊維強化
されたＢＴレジンが例示される。また、この回路配線４
の材質としては、金、銅、アルミニウム、銀パラジウ
ム、インジウムチンオキサイド(ＩＴＯ)が例示される。
また、このボンディングワイヤ５の材質としては、金、
銅、アルミニウムが例示される。また、この半導体チッ
プ１は封止樹脂６により樹脂封止されていてもよい。こ
の封止樹脂６を形成する樹脂としては、エポキシ樹脂、
フェノール樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂が例
示される。また、この半導体チップ取り付け部２の表面
には、半導体チップ１の他に、抵抗、コンデンサー、コ
イル等の電子部品が搭載されていてもよい。
【００２９】本発明の半導体装置において、架橋シリコ
ーン系接着性シートにより半導体チップを該チップ取り
付け部に接着する方法としては、次のような方法が例示
される。図１で示される半導体装置においては、半導体
チップ１に架橋シリコーン系接着性シートを貼り付けた
後、このシートを介して半導体チップ１を半導体チップ
取り付け部３に貼り付けるか、または、半導体チップ取
り付け部３上に架橋シリコーン系接着性シートを貼り付
けた後、このシートを介して半導体チップ１を半導体チ
ップ取り付け部３に貼り付ける。架橋シリコーン系接着
性シート２により、半導体チップ１と半導体チップ取り
付け部３を圧着する際、加熱することが好ましい。この
加熱温度は限定されず、例えば、５０〜２００℃の範囲
内であることが好ましく、特に、１００〜１５０℃の範
囲内であることが好ましい。
【００３０】次に、架橋シリコーン系接着性シートによ
り半導体チップと該チップ取り付け部を圧着した後、加
熱処理する。この加熱処理温度としては、１５０〜２０
０℃の範囲内であることが好ましく、特に、１５０〜１
７０℃の範囲内であることが好ましい。その後、この半
導体チップ１と回路配線４とをボンディングワイヤ５に
より電気的に接続する。ワイヤボンディングする方法と
しては、一般に、超音波熱圧着法が用いられる。また、
その後、必要に応じて、この半導体チップ１を封止樹脂
６により樹脂封止してもよい。
【００３１】本発明の半導体装置では、架橋シリコーン
系接着性シートにより半導体チップを該チップ取り付け
部に圧着する際、表面に凹凸を有する半導体チップ取り
付け部に対しても十分に接着し、その後の加熱処理によ
って、架橋シリコー系接着性シートの硬度が大きくな
り、半導体チップへのワイヤボンド性を低下させないの
で、得られる半導体装置の信頼性を向上させることがで
きる。
【００３２】
【実施例】本発明の架橋シリコーン系接着性シートおよ
び半導体装置を実施例により詳細に説明する。なお、実
施例中の粘度は２５℃において測定した値である。ま
た、架橋シリコーン系接着性シートの硬さ、半導体装置
の接着性とワイヤボンド性、および動作不良率を次のよ
うにして評価した。
【００３３】［架橋シリコーン系接着性シートの硬さ］
接着性シート成型前の架橋性シリコーン組成物を、厚さ
６ｍｍの金型に流し込み、１００℃で１５分間プレス成
形した。初期の架橋シリコーンのデュロメーター硬さを
ＪＩＳＫ６２５３に規定のタイプＡデュロメータにより
測定した。次に、この架橋シリコーンを１７０℃のオー
ブン中で２時間加熱処理した。加熱処理後の架橋シリコ
ーンのデュロメーター硬さをＪＩＳＫ６２５３に規定の
タイプＡデュロメータにより測定した。
【００３４】［半導体装置の接着性とワイヤボンド性］
図１で示した半導体装置を作製した。すなわち、架橋シ
リコーン系接着性シート（１ｃｍ×１ｃｍ）を介して、
シリコン製半導体チップ１（１ｃｍ×１ｃｍ）と表面の
凹凸が５μｍであるガラスエポキシ製の半導体チップ取
り付け部２（３ｃｍ×３ｃｍ）を貼りあわせた後、圧力
０.７MPa、１５０℃の条件で２秒間圧着した。その後、
圧力を除き、得られた接着体を１７０℃のオーブン中で
２時間加熱処理した。室温まで冷却した後、半導体チッ
プ取り付け部と架橋シリコーン系接着性シートの接着状
態を観察した。
【００３５】半導体チップ取り付け部と架橋シリコーン
系接着性シートが良好に接着しているものについて、半
導体チップ１の上端部に設けられたボンディングパッド
と回路配線４とをワイヤ５で超音波熱圧着法（接合温度
１９０℃、荷重５０ｍｇ／本）によりワイヤボンドし
た。ワイヤ５とボンディングパッド、あるいはワイヤ５
と回路配線４とのネック形状を顕微鏡により観察した。
この際、ワイヤ５を引っ張ることによりワイヤ５の接合
状態を観察し、ワイヤ５の全数（試作した半導体装置数
３０×半導体装置１個当りのワイヤ数１２＝３６０）に
対する接合不良の割合をワイヤボンド性として示した。
【００３６】［半導体装置の動作不良率］ワイヤボンド
した半導体装置をソケットに差し込み、端子間の通電試
験を行った。この通電試験において、通電不良の発生し
た半導体装置の割合を、半導体装置の動作不良率として
示した。
【００３７】［実施例１］粘度２,０００mPa・sの分子鎖
両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロ
キサン（ビニル基の含有量＝０.２３重量％）６５重量
％と、ＳiＯ4/2単位と(ＣＨ3)3ＳiＯ1/2単位と(ＣＨ3)2
(ＣＨ2＝ＣＨ)ＳiＯ1/2単位からなるオルガノポリシロ
キサンレジン（ビニル基の含有量＝２.５重量％）３５
重量％からなる、粘度７,０００mPa・sのオルガノポリシ
ロキサン混合物９重量部、粘度４０,０００mPa・sの分子
鎖両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルポリシ
ロキサン（ビニル基の含有量＝０.０８重量％）７０重
量部、およびＢＥＴ比表面積２００m2／gの乾式シリカ
９重量部をロスミキサーに投入して１時間混合した。次
いで、減圧下、１７０℃で２時間加熱混合した後、室温
まで冷却して半透明ペースト状のシリコーンゴムベース
を調製した。
【００３８】次に、このベース８８重量部に、平均単位
式：
【化５】 で示される接着促進剤（ビニル基の含有量＝１６重量
％）１.０重量部、平均分子式：
【化６】 で示される粘度６mPa・sの分子鎖両末端トリメチルシロ
キシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルハイドロジェン
シロキサン共重合体（ケイ素原子結合水素原子の含有量
＝０.４７重量％）１０重量部｛(Ａ)成分に相当する成
分中と(Ｂ)成分に相当する成分中のビニル基の合計１個
に対して、本成分中のケイ素原子結合水素原子が４.１
個となる量｝、白金の１,３−ジビニルテトラメチルジ
シロキサン錯体（本組成物中、白金金属が重量単位で５
ppmとなる量）を、真空下、均一に混合して、粘度８０P
a・sであるヒドロシリル化反応架橋性シリコーンゴム組
成物を調製した。この組成物中のウランおよびトリウム
の合計含有量は０.１ppb以下であり、ナトリウム、カリ
ウム等のアルカリ金属イオンの合計含有量は０.１ppm以
下であった。
【００３９】この組成物を、厚さ５０μｍのポリエーテ
ルサルホン樹脂フィルムの間に挟み、クリアランスを調
整したステンレス製の２本ロールにより前記組成物の厚
さを５０μｍとした状態で１００℃の熱風循環式オーブ
ン中で１５分間加熱して、両面にポリエーテルサスホン
樹脂フィルムを密着しているシリコーンゴム系接着性シ
ートを調製した。このシートを用いて半導体装置を作製
した。半導体装置の接着性とワイヤボンド性、および半
導体装置の動作不良率について、それらの結果を表１に
記載した。
【００４０】［比較例１］実施例１において、分子鎖両
末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メ
チルハイドロジェンシロキサン共重合体の含有量を３.
７重量部｛(Ａ)成分に相当する成分中と(Ｂ)成分に相当
する成分中のビニル基の合計１個に対して、本成分中の
ケイ素原子結合水素原子が１.５個となる量｝とした以
外は実施例1と同様にしてヒドロシリル化反応架橋性シ
リコーンゴム組成物を調製した。この組成物中のウラン
およびトリウムの合計含有量は０.１ppb以下であり、ナ
トリウム、カリウム等のアルカリ金属イオンの合計含有
量は０.１ppm以下であった。
【００４１】この組成物を、厚さ５０μｍのポリエーテ
ルサルホン樹脂フィルムの間に挟み、クリアランスを調
整したステンレス製の２本ロールにより前記組成物の厚
さを５０μｍとした状態で、１００℃の熱風循環式オー
ブン中で１５分間加熱することにより、両面にポリエー
テルサルホン樹脂フィルムを密着しているシリコーンゴ
ム系接着性シートを調製した。このシートを用いて半導
体装置を作製した。この半導体装置の接着性とワイヤボ
ンド性、および半導体装置の動作不良率について、それ
らの結果を表１に記載した。
【００４２】［実施例２］粘度４０,０００mPa・sの分子
鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン
・メチルビニルシロキサン共重合体（ビニル基の含有量
＝０.１３重量％）３５重量部、粘度４０,０００mPa・s
の分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロ
キサン・メチルビニルシロキサン共重合体（ビニル基の
含有量＝０.５０重量％）６５重量部、ＢＥＴ比表面積
２００ｍ2／ｇの乾式シリカ７重量部をロスミキサーに
投入して１時間混合した。次に、減圧下、１７０℃で２
時間加熱混合した後、室温まで冷却して半透明ペースト
状のシリコーンゴムベースを調製した。
【００４３】次に、このベース１０７重量部に、平均単
位式：
【化７】 で示される接着促進剤（ビニル基の含有量＝１６重量
％）１.０重量部、粘度１０mPa・sの分子鎖両末端ジメチ
ルハイドロジェンシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサ
ン（ケイ素原子結合水素原子の含有量＝０.１７重量
％）１９.５重量部｛(Ａ')成分に相当する成分中と(Ｂ)
成分に相当する成分中のビニル基の合計１個に対して、
本成分中のケイ素原子結合水素原子が１.７個となる
量｝、白金の１,３−ジビニルテトラメチルジシロキサ
ン錯体（本組成物中、白金金属が重量単位で５ppmとな
る量）、および３−フェニル−１−ブチン−３−オール
０.０１重量部を、真空下、均一に混合して、粘度１０
０Pa・sであるヒドロシリル化反応架橋性シリコーンゴム
組成物を調製した。なお、この組成物中のウランおよび
トリウムの合計含有量は０.１ppb以下であり、ナトリウ
ム、カリウム等のアルカリ金属イオンの合計含有量は
０.１ppm以下であった。
【００４４】この組成物を厚さ５０μｍのポリエーテル
サルホン樹脂フィルムと三酢酸セルロースフィルムの間
に挟み、クリアランスを調整したステンレス製の２本ロ
ールにより前記組成物の厚さを５０μｍとした状態で、
１００℃の熱風循環式オーブン中で１５分間加熱するこ
とにより片面にポリエーテルサルホン樹脂フィルムを密
着し、他方の片面に三酢酸セルロースフィルムを密着し
ているシリコーンゴム系接着性シートを調製した。この
シートを用いて半導体装置を作製した。この半導体装置
の接着性とワイヤボンド性、および半導体装置の動作不
良率について、それらの結果を表１に記載した。
【００４５】［比較例２］実施例２において、分子鎖両
末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖ジメチルポ
リシロキサンの含有量を１１.５重量部｛(Ａ')成分に相
当する成分中と(Ｂ)成分に相当する成分中のビニル基の
合計１個に対して、本成分中のケイ素原子結合水素原子
が１.０個となる量｝とした以外は実施例２と同様にし
てヒドロシリル化反応架橋性シリコーンゴム組成物を調
製した。なお、この組成物中のウランおよびトリウムの
合計含有量は０.１ppb以下であり、ナトリウム、カリウ
ム等のアルカリ金属イオンの合計含有量は０.１ppm以下
であった。
【００４６】この組成物を厚さ５０μｍのポリエーテル
サルホン樹脂フィルムと三酢酸セルロースフィルムの間
に挟み、クリアランスを調整したステンレス製の２本ロ
ールにより前記組成物の厚さを５０μｍとした状態で、
１００℃の熱風循環式オーブン中で１５分間加熱するこ
とにより、片面にポリエーテルサルホン樹脂フィルムを
密着し、他方の片面に三酢酸セルロースフィルムを密着
しているシリコーンゴム系接着性シートを調製した。こ
のシートを用いて半導体装置を作製した。この半導体装
置の接着性とワイヤボンド性、および半導体装置の動作
不良率について、それらの結果を表１に記載した。
【００４７】［比較例３］粘度４０,０００mPa・sの分子
鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン
・メチルビニルシロキサン共重合体（ビニル基の含有量
＝０.１３重量％）１００重量部、ＢＥＴ比表面積２０
０ｍ2／ｇの乾式シリカ７重量部をロスミキサーに投入
して１時間混合した。次に、減圧下、１７０℃で２時間
加熱混合した後、室温まで冷却して半透明ペースト状の
シリコーンゴムベースを調製した。
【００４８】次に、このベース１０７重量部に、平均単
位式：
【化８】 で示される接着促進剤（ビニル基の含有量＝１６重量
％）１.０重量部、粘度１０mPa・sの分子鎖両末端ジメチ
ルハイドロジェンシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサ
ン（ケイ素原子結合水素原子の含有量＝０.１７重量
％）６.０重量部｛(Ａ')成分に相当する成分中と(Ｂ)成
分に相当する成分中のビニル基の合計１個に対して、本
成分中のケイ素原子結合水素原子が１.０個となる
量｝、白金の１,３−ジビニルテトラメチルジシロキサ
ン錯体（本組成物中、白金金属が重量単位で５ppmとな
る量）、および３−フェニル−１−ブチン−３−オール
０.０１重量部を、真空下、均一に混合して、粘度１０
０Pa・sであるヒドロシリル化反応架橋性シリコーンゴム
組成物を調製した。なお、この組成物中のウランおよび
トリウムの合計含有量は０.１ppb以下であり、ナトリウ
ム、カリウム等のアルカリ金属イオンの合計含有量は
０.１ppm以下であった。
【００４９】この組成物を厚さ５０μｍのポリエーテル
サルホン樹脂フィルムと三酢酸セルロースフィルムの間
に挟み、クリアランスを調整したステンレス製の２本ロ
ールにより、前記組成物の厚さを５０μｍとした状態
で、１００℃の熱風循環式オーブン中で１５分間加熱す
ることにより、片面にポリエーテルサルホン樹脂フィル
ムを密着し、他方の片面に三酢酸セルロースフィルを密
着しているシリコーンゴム系接着性シートを調製した。
このシートを用いて半導体装置を作製した。この半導体
装置の接着性とワイヤボンド性、および半導体装置の動
作不良率について、それらの結果を表１に記載した。
【００５０】
【表１】
【００５１】
【発明の効果】本発明の架橋シリコーン系接着性シート
は、半導体チップと該チップ取り付け部との接着性が良
好であり、前記チップへのワイヤボンド性を低下させな
いという特徴がある。また、本発明の半導体装置は信頼
性が優れるという特徴がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の半導体装置（ハイブリッドＩＣ）の
一例を示した断面図である。
【符号の説明】
１ 半導体チップ ２ 架橋シリコーン系接着性シート ３ 半導体チップ取り付け部 ４ 回路配線 ５ ボンディングワイヤ ６ 封止樹脂
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤澤 豊彦 千葉県市原市千種海岸２番２ 東レ・ダウ コーニング・シリコーン株式会社研究開発 本部内 Ｆターム(参考） 4J004 AA11 AA17 AB01 AB05 BA02 FA05 FA08 4J040 EK042 EK081 HA066 HA096 HD32 HD35 HD36 HD43 KA14 KA16 KA17 LA06 NA20 5F047 BA33 BA40 BB03

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 半導体チップと該チップ取り付け部を架
    橋シリコーン系接着性シートにより圧着して、次いで加
    熱処理した後、超音波により前記チップをワイヤボンド
    して半導体装置を製造するための前記シートであって、
    ＪＩＳ Ｋ６２５３に規定のタイプＡデュロメータによ
    る前記シートの硬さに対して、１７０℃で２時間加熱し
    たときの前記シートの硬さが１０以上高くなるものであ
    ることを特徴とする架橋シリコーン系接着性シート。
  2. 【請求項２】 架橋シリコーン系接着性シートがヒドロ
    シリル化反応架橋性シリコーン組成物を架橋したもので
    あることを特徴とする、請求項１記載の架橋シリコーン
    系接着性シート。
  3. 【請求項３】 ヒドロシリル化反応架橋性シリコーン組
    成物が、(Ａ)一分子中に少なくとも２個のケイ素原子結
    合アルケニル基を有するオルガノポリシロキサン、(Ｂ)
    接着促進剤、(Ｃ)一分子中に平均３〜１０個のケイ素原
    子結合水素原子を有するオルガノポリシロキサン｛(Ａ)
    成分中と(Ｂ)成分中のアルケニル基の合計１個に対し
    て、本成分中のケイ素原子結合水素原子が３.５個以上
    となる量｝、および(Ｄ)ヒドロシリル化反応用触媒から
    少なくともなることを特徴とする、請求項２記載の架橋
    シリコーン系接着性シート。
  4. 【請求項４】 ヒドロシリル化反応架橋性シリコーン組
    成物が、(Ａ')一分子中に平均３個以上のケイ素原子結
    合アルケニル基を有するオルガノポリシロキサン、(Ｂ)
    接着促進剤、(Ｃ')一分子中に２個のケイ素原子結合水
    素原子を有するオルガノポリシロキサン｛(Ａ')成分中
    と(Ｂ)成分中のアルケニル基の合計１個に対して、本成
    分中のケイ素原子結合水素原子が１.２個以上となる
    量｝、および(Ｄ)ヒドロシリル化反応用触媒から少なく
    ともなることを特徴とする、請求項２記載の架橋シリコ
    ーン系接着性シート。
  5. 【請求項５】 半導体チップと該チップ取り付け部を架
    橋シリコーン系接着性シートにより圧着して、次いで加
    熱処理した後、超音波により前記チップをワイヤボンド
    した半導体装置であって、前記シートが、ＪＩＳ Ｋ
    ６２５３に規定のタイプＡデュロメータによる前記シー
    トの硬さに対して、１７０℃で２時間加熱したときの前
    記シートの硬さが１０以上高くなるものであることを特
    徴とする半導体装置。
  6. 【請求項６】 架橋シリコーン系接着性シートがヒドロ
    シリル化反応架橋性シリコーン組成物を架橋したもので
    あることを特徴とする、請求項５記載の半導体装置。
  7. 【請求項７】 ヒドロシリル化反応架橋性シリコーン組
    成物が、(Ａ)一分子中に少なくとも２個のケイ素原子結
    合アルケニル基を有するオルガノポリシロキサン、(Ｂ)
    接着促進剤、(Ｃ)一分子中に平均３〜１０個のケイ素原
    子結合水素原子を有するオルガノポリシロキサン｛(Ａ)
    成分中と(Ｂ)成分中のアルケニル基の合計１個に対し
    て、本成分中のケイ素原子結合水素原子が３.５個以上
    となる量｝、および(Ｄ)ヒドロシリル化反応用触媒から
    少なくともなることを特徴とする、請求項６記載の半導
    体装置。
  8. 【請求項８】 ヒドロシリル化反応架橋性シリコーン組
    成物が、(Ａ')一分子中に平均３個以上のケイ素原子結
    合アルケニル基を有するオルガノポリシロキサン、(Ｂ)
    接着促進剤、(Ｃ')一分子中に２個のケイ素原子結合水
    素原子を有するオルガノポリシロキサン｛(Ａ')成分中
    と(Ｂ)成分中のアルケニル基の合計１個に対して、本成
    分中のケイ素原子結合水素原子が１.２個以上となる
    量｝、および(Ｄ)ヒドロシリル化反応用触媒から少なく
    ともなることを特徴とする、請求項６記載の半導体装
    置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012222202A (ja) * 2011-04-11 2012-11-12 Sekisui Chem Co Ltd 光半導体装置用ダイボンド材及びそれを用いた光半導体装置
JP2013051428A (ja) * 2003-10-28 2013-03-14 Dow Corning Corp 基板に組成物の平坦な上面を有する堆積物を塗布することを包含する方法
JP2018517000A (ja) * 2015-04-08 2018-06-28 日東電工株式会社 シート、該シートを用いた被着体の防湿方法および該シートを用いた金属板の腐食防止方法

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