JP2003124237A - ダイアタッチペースト及び半導体装置 - Google Patents

ダイアタッチペースト及び半導体装置

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JP2003124237A
JP2003124237A JP2001312164A JP2001312164A JP2003124237A JP 2003124237 A JP2003124237 A JP 2003124237A JP 2001312164 A JP2001312164 A JP 2001312164A JP 2001312164 A JP2001312164 A JP 2001312164A JP 2003124237 A JP2003124237 A JP 2003124237A
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acrylic
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Naoya Kanamori
直哉 金森
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Sumitomo Bakelite Co Ltd
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Sumitomo Bakelite Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐半田クラック性に優れた半導体接着用ダイ
アタッチペーストを提供する。 【解決手段】 (A)(メタ)アクリル変性水素添加型
ポリブタジエン、(B)1分子内に少なくとも1つのメ
タクリル基或いはアクリル基を有する化合物、(C)ラ
ジカル重合触媒及び(D)充填材よりなるダイアタッチ
ペーストであり、(A)と(B)との重量比が90/1
0から10/90であるダイアタッチペーストである。
また、前記の半導体接着用ダイアタッチペーストを用い
て制作された半導体装置である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体接着用ダイ
アタッチペースト及び半導体装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年半導体装置の生産量は増加の一途を
たどっており、これに伴い製造コストの削減は重要な課
題となっている。半導体素子とリードフレームの接合方
法として、金−シリコン共晶体等の無機材料を接着剤と
して用いる方法があるが、コストが高く、また熱応力に
より半導体素子の破壊が起こることもあるため、有機材
料等に充填剤を分散させたダイアタッチペースト(ペー
スト状の接着剤)を使用する方法が主流となっている。
【0003】一方、半導体装置としての信頼性は、特に
耐半田クラック性が重要であるが、半導体素子とリード
フレームの接着に用いられるダイアタッチペーストに
も、半導体装置の耐半田クラック性を向上させるため、
半導体素子とリードフレームとの線膨張率の差を緩和す
るために低弾性率化が求められている。従来から、ゴム
等の低応力物質を使用したダイアタッチペーストが知ら
れているが、半導体装置の耐半田クラック性を向上させ
るため、更に低弾性率化したダイアタッチペーストが求
められている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、低弾性率の
半導体接着用ダイアタッチペースト及び耐半田クラック
性に優れた半導体装置を提供するものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、(A)(メ
タ)アクリル変性水素添加型ポリブタジエン、(B)1
分子内に少なくとも1つのメタクリル基或いはアクリル
基を有する化合物、(C) ラジカル重合触媒、(D)
充填剤を必須条件とするダイアタッチペーストである。
更に好ましい形態としては、(A)と(B)との重量比
が90/10から10/90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。
【0006】
【発明の実施の形態】本発明に用いられる(メタ)アク
リル変性水素添加型ポリブタジエン(A)は、ダイアタ
ッチペーストの硬化物に柔軟性を付与するもので、柔軟
性のある硬化物は広い温度領域で良好な接着性を発現す
ることを見出した。例えば、架橋密度を高めた柔軟性の
ない硬化物では、硬化物の凝集力は高いが、リードフレ
ーム或いはダイとの界面での良好な接着力を発現するこ
とは難しい。
【0007】本発明に用いられる1分子内に少なくとも
1つのメタクリル基或いはアクリル基を有する化合物
(B)は、(A)成分のみであると粘度が上昇してダイ
アタッチペーストとしての作業性が悪くなるため、
(B)成分を添加するとダイアタッチペーストの粘度が
調整され、作業性を改善できることを見出した。またメ
タクリル基或いはアクリル基を有することで(A)成分
との相溶性が増し、更に硬化性の向上が望めることを見
出した。
【0008】(B)成分としては、例えば、脂環式(メ
タ)アクリル酸エステル、脂肪族(メタ)アクリル酸エ
ステル、芳香族(メタ)アクリル酸エステル等が挙げら
れ、具体的には、1、6−ヘキサンジオールジメタクリ
レート、1、9−ノナンジオールジメタクリレート、ラ
ウリルアクリレート、ステアリルアクリレート、フェノ
キシエチルメタクリレート等があるが、これらに限定さ
れるものではない。これらのものは、単独でも混合して
も用いることが出来る。
【0009】本発明に用いられる(A)成分の配合量
は、(A)成分と(B)成分の合計重量中に10〜90
重量%含まれるものが好ましく、より好ましくは30〜
80重量%である。10重量%未満であると接着性が悪
くなり、90重量%を越えるとダイアタッチペーストの
粘度が高くなり、作業性に問題を生じるので好ましくな
い。本発明に用いられる(B)成分の配合量は、(A)
成分と(B)成分の合計重量中に10〜90重量%含ま
れるものが好ましい。10重量%未満であるとダイアタ
ッチペーストの粘度が高く作業性が悪くなり、90重量
%を越えると接着性に問題が生じるので好ましくない。
【0010】本発明に用いられるラジカル重合触媒
(C)は、通常ラジカル重合に用いられている触媒であ
れば特に限定しないが、望ましいものとしては、急速加
熱試験(試料1gを電熱板の上に乗せ、4℃/分で昇温
したときの分解開始温度)における分解温度が40〜1
40℃となるものが望ましい。分解温度が40℃未満だ
と、ダイアタッチペーストの常温における保存性が悪く
なり、140℃を越えると硬化時間が極端に長くなるた
め好ましくない。
【0011】これを満たす触媒の具体例としては、例え
ば、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)−2−メチ
ルシクロヘキサン、t−ブチルパーオキシネオデカノエ
ート、ジクミルパーオキサイド等が挙げられるが、これ
らは単独でも或いは硬化性を制御するために2種類以上
を混合して用いてもよい。更に、ダイアタッチペースト
の保存性を向上するために各種の重合禁止剤を予め添加
しておくことも可能である。ラジカル重合触媒(C)の
配合量は、(A)成分と(B)成分の合計重量100重
量部に対して、0.1〜10重量部が好ましい。10重
量部を越えるとダイアタッチペーストの粘度の経時変化
が大きくなり作業性に問題を生じ、0.1重量部未満で
あると硬化性が著しく低下するので好ましくない。
【0012】本発明に用いられる充填剤(D)として
は、例えば、銀粉、金粉、ニッケル粉、銅粉等の導電性
フィラー、窒化アルミニウム、炭酸カルシウム、シリ
カ、アルミナ等の絶縁フィラーが挙げられ、導電性フィ
ラーとしては銀粉、絶縁フィラーとしてはシリカが好ま
しい。これらの充填剤の配合量は、特に限定されない
が、全ダイアタッチペースト中20〜95重量%が好ま
しい。20重量%未満であると接着強度が低下する傾向
があり、95重量%を越えるとダイアタッチペーストの
粘度が増大し、ダイアタッチペーストの作業性が低下す
る傾向にあるので好ましくない。
【0013】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、樹枝状、球状
等が用いられる。必要とするダイアタッチペーストの粘
度により、使用する銀粉の形状は異なるが、通常平均粒
径は2〜10μm、最大粒径は50μm以下のものが好
ましい。平均粒径が2μm以下であるとダイアタッチペ
ーストの粘度が高くなり、10μm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
ンサーでダイアタッチペーストを塗布するときに、ニー
ドル詰まりを起こすため好ましくない。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便宜混合してもよい。
【0014】絶縁フィラーの一つであるシリカは、平均
粒径1〜20μmで最大粒径50μm以下のものが好ま
しい。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ダイアタ
ッチペーストを塗布するときに、ニードル詰まりを起こ
すために好ましくない。更に、比較的粗いシリカと細か
いシリカ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。
【0015】本発明におけるダイアタッチペーストに
は、必要によりカップリング剤、消泡剤、界面活性剤、
エラストマー等の添加剤を用いることができる。本発明
のダイアタッチペーストの製造方法としては、例えば、
各原料を予備混合し、三本ロール等を用いて混練した
後、真空下脱泡することによって、ダイアタッチペース
トを得る方法がある。本発明のダイアタッチペーストを
用いて半導体装置を製作する方法は、公知の方法を用い
ることができる。
【0016】
【実施例】以下、本発明を実施例で具体的に説明する。 <実施例1、2及び比較例1、2>(A)成分として、
アクリル変性水素添加型ポリブタジエン(数平均分子
量:約2250、日本曹達(株)製、TEAI−100
0)、(B)成分として、1、6−ヘキサンジオールジ
メタクリレート(共栄社化学(株)製、ライトエステル
1,6HX)、(C)成分として、1、1−ビス(t−
ブチルパーオキシ)3、3、5−トリメチルシクロヘキ
サン(急速加熱試験における分解温度:109℃、日本
油脂(株)製、パーヘキサ3M)、(D)成分としてフ
レーク状銀粉(平均粒径3μm、最大粒径20μm)、
カップリング剤としてアルコキシシラン(信越化学工業
(株)製、KBM−403E)、粉砕シリカ(平均粒径
3μm、最大粒径20μm)を表1の割合で混合し、三
本ロールを用いて混練し、脱泡後ダイアタッチペースト
を得た。得られたダイアタッチペーストを以下の方法に
より評価した。なお比較例では、ビスフェノールA型エ
ポキシ樹脂(エポキシ当量180、室温で液状)、クレ
ジルグリシジルエーテル(エポキシ当量185、以下C
GE)、フェノールノボラック樹脂(水酸基当量10
4、軟化点85℃、以下PN)、2−フェニル2、5−
ジヒドロキシメチルイミダゾール(四国化成工業(株)
製、キュアゾール2PHZ)、アクリル変性ポリブタジ
エン(数平均分子量:約1000、日本石油化学(株)
製、MM−1000−80)を使用した。
【0017】<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:6×6mm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、175℃中30分間オ
ーブン中で硬化した。硬化後、ポストキュア(175
℃、8時間)を行い、更に85℃、相対湿度85%、7
2時間吸湿処理した後、マウント強度測定装置を用いて
260℃での熱時ダイシェア強度を測定した。 ・弾性率:フッ素樹脂系シート上に半導体用樹脂ペース
トを幅10mm、長さ約150mm、厚さ100μmに
塗布し、175℃のオーブン中で30分間硬化した後、
引っ張り試験機を用いて25℃及び260℃、試験長1
00mm、引っ張り速度1mm/60秒(25℃)、1
0mm/60秒(260℃)で測定し、得られた応力−
ひずみ曲線の初期勾配から弾性率を算出した。 ・耐パッケージクラック性:6×6mm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、175
℃中30分間オーブン中で硬化した。これをエポキシ樹
脂封止材料を用い、下記の条件で成形したパッケージを
85℃、相対湿度85%、168時間吸湿処理した後、
IRリフロー処理(260℃、10秒)を行い、パッケ
ージの断面観察により内部クラックの数を測定して耐パ
ッケージクラック性の指標とした。 パッケージ:80pQFP(14x20x2mm厚さ) チップサイズ:6x6mm(表面アルミ配線のみ) リードフレーム:銅 封止材の成形:175℃、2分間 ポストモールドキュアー:175℃、8時間 全パッケージ数:12個
【0018】評価結果を表1に示す。
【表1】
【0019】
【発明の効果】本発明のダイアタッチペーストは、低弾
性率の特性を有しており、これを用いた半導体装置は、
耐半田クラック性が優れているので、信頼性の優れた半
導体装置を得ることができる。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (A)(メタ)アクリル変性水素添加型
    ポリブタジエン、(B) 1分子内に少なくとも1つのメ
    タクリル基或いはアクリル基を有する化合物、(C)
    ラジカル重合触媒、及び(D)充填材を必須成分とする
    ことを特徴とするダイアタッチペースト。
  2. 【請求項2】 (A)(メタ)アクリル変性水素添加型
    ポリブタジエンと(B)1分子内に少なくとも1つのメ
    タクリル基或いはアクリル基を有する化合物との重量比
    が90/10から10/90である請求項1記載のダイ
    アタッチペースト。
  3. 【請求項3】 請求項1または2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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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006225460A (ja) * 2005-02-16 2006-08-31 Sumitomo Bakelite Co Ltd 樹脂組成物及び樹脂組成物を使用して作製した半導体装置
JP2012188622A (ja) * 2011-03-14 2012-10-04 Hitachi Chemical Co Ltd 半導体素子接着用樹脂ペースト組成物及び半導体装置

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