JP2003347322A - 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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Abstract

(57)【要約】 【課題】 信頼性に優れた絶縁性半導体用ダイアタッチ
ペースト及び耐半田クラック性等の信頼性に優れた半導
体装置を提供すること 【解決手段】 (A)熱硬化性樹脂と(B)充填材に有
機樹脂粒子を含むことを特徴とする絶縁性半導体用樹脂
ペーストであり、(B)有機樹脂粒子がシロキサン結合
を三次元網目状に架橋した構造を持つポリオルガノシル
セスキオキサン硬化物粉末又は/及び直鎖状のジメチル
ポリシロキサンを架橋した構造を持つシリコーンゴムの
微粉末又は/及び直鎖状のジメチルポリシロキサンを架
橋した構造を持つシリコーンゴムの微粉末の表面をシロ
キサン結合を三次元網目状に架橋した構造を持つポリオ
ルガノシルセスキオキサン硬化物粉末で被覆した微粉末
であるものが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】
【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、有機基板に接着する絶縁性
半導体用樹脂ペーストに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、IC等の半導体素子を金属フレー
ム、有機基板に接着する方法として半導体用樹脂ペース
トが一般的に使用されている。近年、環境対応の一環と
して半導体装置を基板に搭載する際に使用する半田から
鉛を除去撤廃するために半田リフロー温度を従来の22
0〜245℃から260〜270℃にする必要があり、
半導体用樹脂ペーストには半田リフロー温度の上昇に伴
い発生する熱応力の増加に対する耐性をより一層求めら
れるようになってきている。
【0003】更に大型半導体素子に対応するため弾性率
を小さくして低応力性を重視したダイアッタチペースト
の場合、高温での接着力が十分でなく260〜270℃
といった高温での半田リフロー時に剥離が発生し、場合
によっては半導体素子のクラックに進展し信頼性の点で
も不満足なものであった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、信頼性に優
れた絶縁性半導体用ダイアタッチペースト及び耐半田ク
ラック性等の信頼性に優れた半導体装置を提供すること
である。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、 [1](A)熱硬化性樹脂組成物と(B)有機樹脂粒子
とを含むことを特徴とする絶縁性半導体用樹脂ペース
ト、[2](B)有機樹脂粒子がシロキサン結合を三次
元網目状に架橋した構造を持つポリオルガノシルセスキ
オキサン硬化物粉末及び/又は直鎖状のジメチルポリシ
ロキサンを架橋した構造を持つシリコーンゴムの微粉末
及び/又は直鎖状のジメチルポリシロキサンを架橋した
構造を持つシリコーンゴムの微粉末の表面をシロキサン
結合を三次元網目状に架橋した構造を持つポリオルガノ
シルセスキオキサン硬化物粉末で被覆した微粉末である
[1]項記載の絶縁性半導体樹脂ペースト、[3]
(B)有機樹脂粒子が、平均粒径が0.5〜15umで
且つ最大粒径が50um以下である[2]項記載の絶縁
性半導体樹脂ペースト、[4] [1][2]又は
[3]項記載の半導体樹脂ペーストを用いて製作されて
なる半導体装置である。
【0006】
【発明の実施の形態】本発明で用いられる有機樹脂粒子
は、無機粒子に比べて軟らかく、樹脂への分散性に優れ
るという特徴がある。
【0007】本発明に用いる熱硬化性樹脂組成物(A)
は、熱硬化性樹脂、硬化剤、硬化促進剤等からなる一般
的な熱硬化性樹脂組成物であり、特に限定されるもので
はないがペーストを形成する材料であることから室温で
液状であることが望ましい。
【0008】本発明に望ましく用いる液状の樹脂として
は、例えば、液状のシアネート樹脂、液状エポキシ樹
脂、ラジカル重合性の各種アクリル樹脂、アリール基を
有するトリアリールイソシアヌレートなどが挙げられ、
液状エポキシ樹脂としてはビスフェノールA型エポキシ
樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノー
ルE型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、脂肪族エポ
キシ樹脂、グリシジルアミン型の液状エポキシ樹脂など
が挙げられる。
【0009】シアネート樹脂の硬化触媒としては、例え
ば、銅アセチルアセトナート、亜鉛アセチルアセトナー
ト等の金属錯体が挙げられる。エポキシ樹脂の硬化剤と
しては、例えば、脂肪族アミン、芳香族アミン、ジシア
ンジアミド、ジカルボン酸ジヒドラジド化合物、フェノ
ール樹脂等が例として挙げられる。ジヒドラジド化合物
の例としては、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などが挙
げられる。
【0010】硬化促進剤兼硬化剤としては各種のイミダ
ゾール化合物があり、その例としては、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−C1123−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、またそのイソシアネート付加物等があり、これらは
何れも1種類あるいは複数種と併用して使うことが可能
である。
【0011】本発明においては室温で固体の熱硬化性樹
脂成分を特性低下が起きない程度に混合して用いること
も充分可能である。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。
【0012】本発明に用いる(B)有機樹脂粒子には、
例えば、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、ポリテトラ
フロロエチレン等のフッ素樹脂、ポリメチルメタクリレ
ート等のアクリル樹脂、ベンゾグアナミンやメラミンと
ホルムアルデヒドとの架橋物等が挙げられる。さらに好
ましくは有機樹脂粒子がシロキサン結合を三次元網目状
に架橋した構造を持つポリオルガノシルセスキオキサン
硬化物粉末又は/及び直鎖状のジメチルポリシロキサン
を架橋した構造を持つシリコーンゴムの微粉末又は/及
び直鎖状のジメチルポリシロキサンを架橋した構造を持
つシリコーンゴムの微粉末の表面をシロキサン結合を三
次元網目状に架橋した構造を持つポリオルガノシルセス
キオキサン硬化物粉末で被覆した微粉末である。本発明
に用いる(B)有機樹脂粒子の形状としてはフレーク
状、鱗片状、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、使用する粒径は異なるが、通常
平均粒径は0.5〜15um、最大粒径は50um程度
のものが好ましい。平均粒径が0.5um未満だと粘度
が高くなり、15um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50umを越える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。又比較的粗い有機樹脂粒子と細
かい有機樹脂粒子とを混合して用いることもでき、種
類、形状についても各種のものを適宜混合してもよい。
尚、本発明に用いる(B)有機樹脂粒子は、予め表面を
アルコキシシラン、アシロキシシラン、シラザン、オル
ガノアミノシラン等のシランカップリング材等で処理し
たものを用いてもよい。本発明の半導体用樹脂ペースト
は、(A)、(B)成分、及びその他の添加剤等を予備
混合し、ロール等を用いて混練した後、真空下脱泡する
等の製造方法で得られる。半導体装置の製造方法は公知
の方法を用いることができる。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。
【0013】
【実施例】実施例1〜3、比較例1〜2 成分(A)として、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、室温で液体、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、以下CGE)、フェノールノボラック樹脂(水
酸基当量104、軟化点85℃、以下PN)、2−フェ
ニル−4,5−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)、グリシジ
ル基を有するシランカップリング剤(信越化学工業
(株)製、KBM−403E)、成分(B)として平均
粒径2μm、最大粒径4μmのシロキサン結合を三次元
網目状に架橋した構造を持つポリオルガノシルセスキオ
キサン硬化物粉末(以下有機樹脂粒子A)、平均粒径5
μm、最大粒径10μmの直鎖状のジメチルポリシロキ
サンを架橋した構造を持つシリコーンゴムの微粉末(以
下有機樹脂粒子B)、平均粒径3μm、最大粒径15μ
mの破砕シリカ粉末(以下無機粒子A)、平均粒径1.
5μm、最大粒径7μmの球状シリカ粉末(以下無機粒
子B)を表1のように配合し、3本ロールを用いて混練
し、脱泡後ペーストを得た。得られたペーストを以下の
方法により評価した。評価結果を表1に示す。
【0014】評価方法 ・粘度: E型粘度計(3°コーン)を用い25℃、
2.5rpmでの値を測定した。 ・弾性率:10x150x0.1mmの試験片を作成し
(硬化条件150℃、15分)、引っ張り試験により加
重−変位曲線を測定しその初期勾配より弾性率を求めた
(測定長:100mm、試験速度:1mm/分、測定温
度:25℃)。 ・耐半田クラック性:表1に示すペースト組成物を用
い、シリコンチップを、下記の硬化条件により硬化し、
接着した。その後スミコンEME−G770(住友ベー
クライト(株)製)の封止材料を用い、封止したパッケ
ージを85℃、相対湿度60%、168時間吸湿処理し
た後、IRリフロー処理(260℃、10秒、3回リフ
ロー)を行い、処理後のパッケージを超音波探傷装置
(透過型)により剥離の程度を測定した。ダイアタッチ
部の剥離面積が10%未満の場合を合格とした。 パッケージ:35x35mmBGA チップサイズ:10×10mm 硬化条件:150C30分
【0015】
【表1】
【0016】
【発明の効果】本発明のダイアタッチペーストは、信頼
性に優れた絶縁性半導体用ダイアタッチペーストであ
り、その結果耐半田クラック性等の信頼性に優れた半導
体装置を得ることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4J002 BD15X BG00W BG06X CC02X CC18X CC19X CD00W CM02W CP03X EU196 GQ05 4J040 DF041 DH021 EC061 EC121 EC261 EH021 EK032 JA05 JB02 KA03 KA07 LA09 MA02 MA10 NA20 5F047 BA33 BA51

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(A)熱硬化性樹脂組成物と(B)有機樹
    脂粒子とを含むことを特徴とする絶縁性半導体用樹脂ペ
    ースト。
  2. 【請求項2】(B)有機樹脂粒子がシロキサン結合を三
    次元網目状に架橋した構造を持つポリオルガノシルセス
    キオキサン硬化物粉末及び/又は直鎖状のジメチルポリ
    シロキサンを架橋した構造を持つシリコーンゴムの微粉
    末及び/又は直鎖状のジメチルポリシロキサンを架橋し
    た構造を持つシリコーンゴムの微粉末の表面をシロキサ
    ン結合を三次元網目状に架橋した構造を持つポリオルガ
    ノシルセスキオキサン硬化物粉末で被覆した微粉末であ
    る請求項1記載の絶縁性半導体樹脂ペースト。
  3. 【請求項3】(B)有機樹脂粒子が、平均粒径が0.5
    〜15umで且つ最大粒径が50um以下である請求項
    2記載の絶縁性半導体樹脂ペースト。
  4. 【請求項4】 請求項1、2又は3記載の半導体樹脂ペ
    ーストを用いて製作されてなる半導体装置。
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