JP2003347322A - ダイアタッチペースト及び半導体装置 - Google Patents
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Abstract
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
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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−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。
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。
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。
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。
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
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。
Claims (4)
- 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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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- 2002-05-27 JP JP2002152240A patent/JP4387085B2/ja not_active Expired - Lifetime
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