JP2005139393A - Resin composition, resin varnish, heat-resistant adhesive, heat-resistant adhesive material using the adhesive, lead-frame with the adhesive material, and semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、樹脂組成物、樹脂ワニス、耐熱性接着剤、これを用いた耐熱性接着材料、接着材料付きリードフレーム、および半導体装置に関し、特に、半導体装置の製造など、比較的低温での接着性と同時に耐熱性をも要求される用途に好適な樹脂組成物、樹脂ワニス、耐熱性接着剤、これを用いた耐熱性接着材料、接着材料付きリードフレーム、および半導体装置に関する。 The present invention relates to a resin composition, a resin varnish, a heat-resistant adhesive, a heat-resistant adhesive material using the same, a lead frame with an adhesive material, and a semiconductor device, and in particular, bonding at a relatively low temperature such as in the manufacture of a semiconductor device. The present invention relates to a resin composition, a resin varnish, a heat-resistant adhesive, a heat-resistant adhesive material using the same, a lead frame with an adhesive material, and a semiconductor device, which are suitable for applications that require both heat resistance and heat resistance.
現在、エレクトロニクスの分野において用いられる接着材料、例えば印刷回路用基板における金属箔とポリイミドフィルム等の支持材との接着材料や、樹脂封止型の半導体装置内におけるリードフレームと半導体素子(チップ)の接着材料や、いわゆるTABテープの金属箔とポリイミドフィルムとの接着材料には高温特性、純度、作業性に優れた材料が求められている。 Adhesive materials currently used in the field of electronics, such as adhesive materials between metal foils on printed circuit boards and support materials such as polyimide films, and lead frames and semiconductor elements (chips) in resin-encapsulated semiconductor devices A material excellent in high temperature characteristics, purity, and workability is required for an adhesive material or an adhesive material between a metal foil of a so-called TAB tape and a polyimide film.
従来、これら接着材料として用いられてきたエポキシ系、ゴム変性エポキシ系、フェノール系、アクリル系等の熱硬化性樹脂は優れた接着性を示すが、耐熱性、純度に劣り、また、硬化時に副生するアウトガスにより被着体を汚染するという欠点がある。 Conventionally, thermosetting resins such as epoxy-based, rubber-modified epoxy-based, phenol-based, and acrylic-based materials that have been used as these adhesive materials show excellent adhesiveness, but are inferior in heat resistance and purity, and have a secondary effect during curing. There is a drawback that the adherend is contaminated by the generated outgas.
一方、接着材料として、耐熱性の高い熱可塑性樹脂を溶融圧着して用いる検討もなされている(例えば、特許文献1、特許文献2等)。
On the other hand, studies have been made to use a thermoplastic resin having a high heat resistance after being melt-bonded as an adhesive material (for example,
上記の熱可塑性樹脂を用いた接着材料は、耐熱性に優れ、硬化が不要でなおかつアウトガスの発生も少ないので、LOC(lead on chip)パッケージ等に広く用いられている。 Adhesive materials using the above thermoplastic resins are widely used in LOC (lead on chip) packages and the like because they have excellent heat resistance, do not require curing, and generate little outgas.
しかし上記の熱可塑性接着材料は、接着温度が300〜400℃と高いため、より低温(例えば200〜300℃)で接着可能な熱可塑性接着材料が求められていた。
本発明の目的は、従来技術と比較して低温で接着可能で、なおかつ耐熱性に優れた樹脂組成物、樹脂ワニス、耐熱性接着剤、これを用いた耐熱性接着材料、接着材料付きリードフレーム、および半導体装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a resin composition, a resin varnish, a heat-resistant adhesive, a heat-resistant adhesive material using the same, and a lead frame with an adhesive material that can be bonded at a low temperature as compared with the prior art and has excellent heat resistance. And providing a semiconductor device.
本発明は、下記(1)〜(8)に記載の事項をその特徴とするものである。 The present invention is characterized by the following items (1) to (8).
(1)下記一般式(I)で表される構造単位を有する重合体を含むことを特徴とする樹脂組成物。
(2)下記一般式(I)で表される構造単位を有する重合体を含む樹脂組成物を有機溶媒に溶解してなることを特徴とする樹脂ワニス。
(3)前記有機溶媒が、N−メチル−2−ピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジエチレングリコールジメチルエーテル、テトラヒドロフラン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、メチルエチルケトンからなる群から選ばれる少なくとも一種であることを特徴とする上記(2)記載の樹脂ワニス。 (3) The organic solvent is at least one selected from the group consisting of N-methyl-2-pyrrolidone, dimethylformamide, dimethylacetamide, diethylene glycol dimethyl ether, tetrahydrofuran, cyclohexanone, cyclopentanone, and methyl ethyl ketone. (2) The resin varnish as described.
(4)下記一般式(I)で表される構造単位を有する重合体を含むことを特徴とする耐熱性接着剤。
(5)さらに、シランカップリング剤を含むことを特徴とする上記(4)に記載の耐熱性接着剤。 (5) The heat-resistant adhesive according to (4), further comprising a silane coupling agent.
(6)支持フィルムと、前記支持フィルムの片面又は両面に上記(4)または(5)に記載の耐熱性接着剤を塗工して形成される接着剤層と、を有することを特徴とする耐熱性接着材料。 (6) A support film, and an adhesive layer formed by applying the heat-resistant adhesive according to (4) or (5) on one side or both sides of the support film. Heat resistant adhesive material.
(7)上記(6)に記載の耐熱性接着材料を用いたことを特徴とする接着材料付きリードフレーム。 (7) A lead frame with an adhesive material, wherein the heat resistant adhesive material according to (6) is used.
(8)上記(7)に記載の接着材料付きリードフレームと半導体素子とを接着してなることを特徴とする半導体装置。 (8) A semiconductor device obtained by bonding the lead frame with an adhesive material according to (7) above and a semiconductor element.
本発明によれば、従来技術と比較して低温で接着可能で、なおかつ耐熱性に優れた樹脂組成物、樹脂ワニス、耐熱性接着剤、これを用いた耐熱性接着材料、接着材料付きリードフレーム、および半導体装置を提供することができる。 According to the present invention, a resin composition, a resin varnish, a heat-resistant adhesive, a heat-resistant adhesive material using the same, and a lead frame with an adhesive material that can be bonded at a low temperature as compared with the prior art and have excellent heat resistance And a semiconductor device can be provided.
本発明の樹脂組成物または耐熱性接着剤は、下記一般式(I)で表される構造単位を有する重合体を含むことを特徴とする。
一般式(I)で表される構造単位を有する重合体は、1、3−ビス(3−(3−アミノフェノキシ)フェノキシ)ベンゼン、ビス(3−(3−(3−アミノフェノキシ)フェノキシ)フェニル)エーテル、1、3−ビス(3−(3−(3−アミノフェノキシ)フェノキシ)フェノキシ)ベンゼン、ビス(3−(3−(3−(3−アミノフェノキシ)フェノキシ)フェノキシ)フェニル)エーテル、1、3−ビス(3−(3−(3−(3−アミノフェノキシ)フェノキシ)フェノキシ)フェノキシ)ベンゼンからなる群から選択される少なくとも一種の芳香族ジアミンと、イソフタル酸及び/又はテレフタル酸もしくはその反応性誘導体、またはトリメリット酸もしくはその反応性誘導体等の酸成分とを重縮合させて得ることができる。
The polymer having the structural unit represented by the general formula (I) is 1,3-bis (3- (3-aminophenoxy) phenoxy) benzene, bis (3- (3- (3-aminophenoxy) phenoxy). Phenyl) ether, 1,3-bis (3- (3- (3-aminophenoxy) phenoxy) phenoxy) benzene, bis (3- (3- (3- (3-aminophenoxy) phenoxy) phenoxy) phenyl)
上記芳香族ジアミンとしては、樹脂組成物の接着性を十分高くし、なおかつ重合体の分子量を十分高くするために、1、3−ビス(3−(3−アミノフェノキシ)フェノキシ)ベンゼン、1、3−ビス(3−(3−(3−アミノフェノキシ)フェノキシ)フェノキシ)ベンゼンであることがより好ましく、1、3−ビス(3−(3−アミノフェノキシ)フェノキシ)ベンゼンであることが特に好ましい。 As the aromatic diamine, 1,3-bis (3- (3-aminophenoxy) phenoxy) benzene, 1, in order to sufficiently increase the adhesiveness of the resin composition and sufficiently increase the molecular weight of the polymer. 3-bis (3- (3- (3-aminophenoxy) phenoxy) phenoxy) benzene is more preferable, and 1,3-bis (3- (3-aminophenoxy) phenoxy) benzene is particularly preferable. .
上記イソフタル酸及び/又はテレフタル酸の誘導体としては、それらのジクロライド、ジブロマイド、ジエステル等を挙げることができる。好ましくは重合体の分子量を十分高くするためにテレフタル酸ジクロライド及びイソフタル酸ジクロライドである。 Examples of the derivatives of isophthalic acid and / or terephthalic acid include dichloride, dibromide, and diester. Preferably, terephthalic acid dichloride and isophthalic acid dichloride are used to sufficiently increase the molecular weight of the polymer.
本発明におけるトリメリット酸の反応性誘導体としては、その酸無水物、ハライド、エステル、アミド、アンモニウム塩等を意味する。これらの例としては、トリメリット酸無水物、トリメリット酸無水物モノクロライド及びそのアンモニア、ジメチルアミン、トリエチルアミンなどからなるアンモニウム塩等が挙げられる。これらのうちでは、重合体の分子量を十分高くするためにトリメリット酸無水物、トリメリット酸無水物モノクロライドが好ましく、トリメリット酸無水物モノクロライドがより好ましい。 The reactive derivative of trimellitic acid in the present invention means its acid anhydride, halide, ester, amide, ammonium salt and the like. Examples of these include trimellitic anhydride, trimellitic anhydride monochloride, and ammonium salts thereof composed of ammonia, dimethylamine, triethylamine, and the like. Among these, trimellitic anhydride and trimellitic anhydride monochloride are preferable, and trimellitic anhydride monochloride is more preferable in order to sufficiently increase the molecular weight of the polymer.
なお、上記一般式(I)で表される構造単位は重合体構造の一部に存在すればよく、必ずしも繰り返し単位を示すものではない。つまり、モノマーとして上記に列挙されたいずれかの芳香族ジアミンと酸成分のみを重合させた場合であれば、下記一般式(II)で表される繰り返し単位によりその重合体構造を示すことができ、モノマーとしてさらにその他のジアミン類を含む場合には、重合体構造の一部に上記一般式(I)で表される構造単位が含まれていればよいということになる。
本発明において、上記芳香族ジアミンと併用することのできるその他のジアミン類としては、例えば、2、2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、1、3−ビス−(3−アミノフェノキシ)ベンゼン、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、4、4′−ジアミノジフェニルエーテル、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]エーテル、2、2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)]ヘキサフルオロプロパン、4、4′−メチレンビス(2、6−ジイソプロピルアミン)等の既知の芳香族ジアミンを挙げることができる。これらの中では接着性を高めるために、2、2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、1、3−ビス−(3−アミノフェノキシ)ベンゼン等が好ましい。また、既知の芳香族ジアミンの芳香族ジアミン全体に対する割合は特に限定されないが、0〜95モル%であることが好ましく、10〜90モル%であることがより好ましく、20〜80モル%であることが特に好ましい。既知の芳香族ジアミンの割合が95モル%を超えると接着性が低下しやすく、全く入れないと得られる樹脂組成物の分子量が低下しやすい。 In the present invention, examples of other diamines that can be used in combination with the aromatic diamine include 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] propane and 1,3-bis- (3- Aminophenoxy) benzene, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] sulfone, 4,4′-diaminodiphenyl ether, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] ether, 2,2-bis [4- ( 4-Aminophenoxy)] hexafluoropropane, 4,4'-methylenebis (2,6-diisopropylamine) and other known aromatic diamines. Among these, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] propane, 1,3-bis- (3-aminophenoxy) benzene, and the like are preferable in order to improve adhesiveness. Further, the ratio of the known aromatic diamine to the whole aromatic diamine is not particularly limited, but is preferably 0 to 95 mol%, more preferably 10 to 90 mol%, and more preferably 20 to 80 mol%. It is particularly preferred. If the ratio of the known aromatic diamine exceeds 95 mol%, the adhesiveness tends to be lowered, and the molecular weight of the resin composition obtained is not easily lowered unless it is added at all.
また、1、3−ビス(3−アミノプロピル)−テトラメチルジシロキサン等のα、ω−ビス(3−アミノプロピル)−ポリジメチルシロキサンや1、12−ジアミノドデカン、1、6−ジアミノヘキサン等のα、ω−ジアミノアルカン等のジアミンを併用することもでき、これらを用いることで樹脂組成物の接着性を高めることができる。このようなジアミンの、芳香族ジアミンを含むジアミン類全体に対する割合は特に限定されないが、0〜60モル%以下であることが好ましく、10〜50モル%以下であることがより好ましく、20〜40モル%以下であることが特に好ましい。 Also, α, ω-bis (3-aminopropyl) -polydimethylsiloxane such as 1,3-bis (3-aminopropyl) -tetramethyldisiloxane, 1,12-diaminododecane, 1,6-diaminohexane, etc. A diamine such as α, ω-diaminoalkane can be used in combination, and the adhesiveness of the resin composition can be enhanced by using these diamines. The ratio of such diamines to the total diamines including aromatic diamines is not particularly limited, but is preferably 0 to 60 mol% or less, more preferably 10 to 50 mol% or less, and more preferably 20 to 40 mol%. It is particularly preferable that the amount is not more than mol%.
本発明において、イソフタル酸及び/又はテレフタル酸もしくはその反応性誘導体、またはトリメリット酸もしくはその反応性誘導体等の酸成分は、ジアミン類の総量に対して、80〜120モル%使用するのが好ましく、特に95〜105モル%が好ましい。これらを等モル使用したときに最も高分子量の樹脂が得られる。ジアミン類に対して上記酸成分を上記数値範囲内とすることで重合体の分子量を大きくすることができ、機械的強度、耐熱性等も向上する。 In the present invention, an acid component such as isophthalic acid and / or terephthalic acid or a reactive derivative thereof, or trimellitic acid or a reactive derivative thereof is preferably used in an amount of 80 to 120 mol% based on the total amount of diamines. In particular, 95 to 105 mol% is preferable. When these are used in equimolar amounts, the highest molecular weight resin can be obtained. By making the acid component within the above numerical range relative to the diamine, the molecular weight of the polymer can be increased, and the mechanical strength, heat resistance and the like are improved.
本発明において、上記のようなジアミン類と酸成分とを重縮合反応させるに際しては公知の反応に用いられている方法をそのまま採用することができ、諸条件についても特に限定されるものではない。 In the present invention, when a polycondensation reaction between the diamine and the acid component as described above can be employed as it is, a method used in a known reaction can be employed as it is, and various conditions are not particularly limited.
また、上記重合体の重量平均分子量は、10000〜200000であることが好ましく、20000〜100000であることがより好ましい。また、重合体のガラス転移温度(Tg)は、50〜200℃であることが好ましく、75〜150℃であることがより好ましい。 Moreover, the weight average molecular weight of the polymer is preferably 10,000 to 200,000, and more preferably 20,000 to 100,000. Moreover, it is preferable that it is 50-200 degreeC, and, as for the glass transition temperature (Tg) of a polymer, it is more preferable that it is 75-150 degreeC.
また、本発明の樹脂組成物または耐熱性接着剤は、上記により得られる重合体にさらにエポキシ樹脂、フェノール樹脂、ビスマレイミド樹脂等の熱硬化性樹脂が添加されていてもよい。熱硬化性樹脂を添加する場合、上記重合体100重量部に対し、熱硬化性樹脂0〜30重量部とすることが好ましく、0〜20重量部とすることがより好ましく、0〜15重量部とすることが特に好ましい。 Moreover, in the resin composition or heat-resistant adhesive of the present invention, a thermosetting resin such as an epoxy resin, a phenol resin, or a bismaleimide resin may be further added to the polymer obtained as described above. When adding a thermosetting resin, the thermosetting resin is preferably 0 to 30 parts by weight, more preferably 0 to 20 parts by weight, and more preferably 0 to 15 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polymer. It is particularly preferable that
また、本発明の樹脂組成物または耐熱性接着剤は、上記により得られる重合体にさらにセラミック粉、ガラス粉、銀粉、銅粉、樹脂粒子、ゴム粒子等のフィラーが添加されていてもよい。フィラーを添加する場合、その添加量は、上記重合体100重量部に対して1〜30重量部が好ましく、5〜15重量部がより好ましい。 Moreover, the resin composition or heat-resistant adhesive of the present invention may further contain a filler such as ceramic powder, glass powder, silver powder, copper powder, resin particles, rubber particles, etc., added to the polymer obtained as described above. When adding a filler, the addition amount is preferably 1 to 30 parts by weight and more preferably 5 to 15 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polymer.
また、本発明の樹脂組成物または耐熱性接着剤は、基材との密着性を高め、なおかつ耐熱性を高めるために上記により得られる重合体にカップリング剤が添加されていることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the coupling agent is added to the polymer obtained by the above in order for the resin composition or heat resistant adhesive of this invention to improve adhesiveness with a base material and to improve heat resistance.
上記カップリング剤としては、例えば、ビニルシラン、エポキシシラン、アミノシラン、メルカプトシラン、チタネート、アルミキレート、ジルコアルミネート等のカップリング剤を使用することができるが、好ましくはシランカップリング剤を用いる。シランカップリング剤としては、特に限定されないが、例えば、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトシシラン、ビニルトリス(β−メトキシエトキシ)シラン、β−(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、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、N−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン等の末端に有機反応基を有するシランカップリング剤が挙げられ、これらの内ではエポキシ基を有するエポキシシランカップリング剤が好ましい。なお、ここで有機反応性基とは、エポキシ基、ビニル基、アミノ基、メルカプト基等の官能基である。カップリング剤の添加量は、重合体100重量部に対して、1〜10重量部が好ましく、2〜7重量部がより好ましい。 As the coupling agent, for example, a coupling agent such as vinyl silane, epoxy silane, amino silane, mercapto silane, titanate, aluminum chelate, zirco aluminate and the like can be used, and a silane coupling agent is preferably used. Although it does not specifically limit as a silane coupling agent, For example, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltris ((beta) -methoxyethoxy) silane, (beta)-(3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, (gamma)- Glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, N-β- (aminoethyl) -γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, N-phenyl-γ- Examples thereof include silane coupling agents having an organic reactive group at the terminal, such as aminopropyltrimethoxysilane and γ-mercaptopropyltrimethoxysilane. Among these, epoxysilane coupling agents having an epoxy group are preferred. Here, the organic reactive group is a functional group such as an epoxy group, a vinyl group, an amino group, or a mercapto group. The addition amount of the coupling agent is preferably 1 to 10 parts by weight and more preferably 2 to 7 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polymer.
また、上記のような成分を含む本発明の樹脂組成物または耐熱性接着剤を有機溶媒に溶解して樹脂ワニスとすることもできる。有機溶媒の種類としては、特に限定されないが、樹脂組成物の溶解性の点で、N−メチル−2−ピロリドン、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド等の非プロトン性極性溶媒、ジエチレングリコールジメチルエーテル、テトラヒドロフラン等のエーテル系溶媒、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、メチルエチルケトン等のケトン系溶媒からなる群から選ばれることが好ましく、N−メチル−2−ピロリドン、ジエチレングリコールジメチルエーテル、シクロヘキサノンがより好ましく、N−メチル−2−ピロリドンが特に好ましい。 Moreover, the resin composition or heat-resistant adhesive of the present invention containing the above components can be dissolved in an organic solvent to obtain a resin varnish. The type of organic solvent is not particularly limited, but in terms of solubility of the resin composition, an aprotic polar solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone, dimethylacetamide, and dimethylformamide, and an ether such as diethylene glycol dimethyl ether and tetrahydrofuran. It is preferably selected from the group consisting of ketone solvents such as system solvents, cyclohexanone, cyclopentanone, methyl ethyl ketone, more preferably N-methyl-2-pyrrolidone, diethylene glycol dimethyl ether, and cyclohexanone, and particularly N-methyl-2-pyrrolidone. preferable.
本発明の耐熱性接着材料は、支持フィルムと該支持フィルムの片面又は両面に上記耐熱性接着剤を塗工して形成される接着剤層とを有する。もちろん、上記耐熱性接着剤からなる単層フィルム形態としてもよいが、耐熱性や強度の点において支持フィルム上に接着剤層を形成する方が好ましい。また、本発明においては、支持フィルムの片面又は両面に接着剤層を設けることができるが、LOC(Lead On Chip)パッケージ用接着材料として用いる場合は、支持フィルムの両面に接着剤層を設けることが好ましい。 The heat-resistant adhesive material of the present invention has a support film and an adhesive layer formed by applying the heat-resistant adhesive on one or both surfaces of the support film. Of course, it is good also as a single layer film form which consists of the said heat resistant adhesive, However, It is more preferable to form an adhesive bond layer on a support film in terms of heat resistance or intensity | strength. In the present invention, an adhesive layer can be provided on one or both sides of the support film, but when used as an adhesive material for a LOC (Lead On Chip) package, an adhesive layer is provided on both sides of the support film. Is preferred.
上記支持フィルムとしては、特に制限はないが、半導体装置組立工程中の熱に耐えられる樹脂からなるフィルムが好ましく、例えば、芳香族ポリイミドフィルム、芳香族ポリアミドフィルム、芳香族ポリアミドイミドフィルム、芳香族ポリスルホンフィルム、芳香族ポリエーテルスルホンフィルム、ポリフェニレンスルフィドフィルム、芳香族ポリエーテルケトンフィルム、ポリアリレートフィルム、芳香族ポリエーテルエーテルケトンフィルム及びポリエチレンナフタレートフィルム等が挙げられる。耐熱性の点では芳香族ポリイミドフィルムが特に好ましい。また、支持フィルムの厚さは特に制限はないが、半導体パッケージの薄型化と強度を両立させるためには5〜100μmであることが好ましく、10〜50μmであることがより好ましい。 The support film is not particularly limited, but is preferably a film made of a resin that can withstand heat during the semiconductor device assembly process. For example, an aromatic polyimide film, an aromatic polyamide film, an aromatic polyamideimide film, an aromatic polysulfone Examples include films, aromatic polyethersulfone films, polyphenylene sulfide films, aromatic polyetherketone films, polyarylate films, aromatic polyetheretherketone films, and polyethylene naphthalate films. An aromatic polyimide film is particularly preferable in terms of heat resistance. The thickness of the support film is not particularly limited, but is preferably 5 to 100 μm and more preferably 10 to 50 μm in order to achieve both a reduction in thickness and strength of the semiconductor package.
また、上記支持フィルムは、接着剤層に対する密着性を十分高めるために、その表面を処理することが好ましい。支持フィルムの表面処理方法には特に制限はないが、例えば、アルカリ処理、シランカップリング処理等の化学処理、サンドマット処理等の物理的処理、プラズマ処理、コロナ処理等が挙げられる。 Moreover, it is preferable to treat the surface of the support film in order to sufficiently enhance the adhesion to the adhesive layer. The surface treatment method for the support film is not particularly limited, and examples thereof include chemical treatment such as alkali treatment and silane coupling treatment, physical treatment such as sand mat treatment, plasma treatment, and corona treatment.
上記接着剤層の厚さは、特に限定されないが、半導体パッケージの薄型化と十分な接着力を両立させるために片面の接着剤層が5〜40μmであることが好ましく、10〜30μmであることがより好ましい。 The thickness of the adhesive layer is not particularly limited, but the adhesive layer on one side is preferably 5 to 40 μm and preferably 10 to 30 μm in order to achieve both a thin semiconductor package and sufficient adhesive strength. Is more preferable.
上記接着剤層を上記支持フィルムの片面又は両面に形成する方法としては、特に制限はないが、通常、上記耐熱性接着剤を上記のような有機溶媒に溶解して作製したワニスを支持フィルム上に塗工した後、加熱処理して溶剤を除去することにより形成することができる。 The method for forming the adhesive layer on one side or both sides of the support film is not particularly limited. Usually, a varnish produced by dissolving the heat-resistant adhesive in the organic solvent as described above is formed on the support film. After coating, it can be formed by heat treatment to remove the solvent.
上記において、樹脂ワニスの塗工方法は特に制限はないが、例えば、ロールコート、リバースロールコート、グラビアコート、バーコート、コンマコート等を用いて行なわれる。また、樹脂ワニス中に支持フィルムを通して塗工しても良い。また、有機溶媒の除去やイミド化等のために加熱処理する場合の加熱処理温度や時間は、特に限定されないが、残存有機溶媒量を10重量%以下にできる温度・時間であることが好ましい。 In the above, the coating method of the resin varnish is not particularly limited, and for example, roll coating, reverse roll coating, gravure coating, bar coating, comma coating, and the like are performed. Moreover, you may apply through a support film in resin varnish. The heat treatment temperature and time for heat treatment for removing the organic solvent, imidization and the like are not particularly limited, but are preferably a temperature and time at which the amount of the remaining organic solvent can be 10% by weight or less.
本発明の接着材料付きリードフレームは、例えば、本発明の半導体用耐熱性接着材料をリードフレームの片面に接して接着することにより製造することができる。 The lead frame with an adhesive material of the present invention can be produced, for example, by bonding the heat-resistant adhesive material for semiconductors of the present invention in contact with one surface of the lead frame.
本発明の半導体装置は、例えば、本発明の接着材料付きリードフレームと半導体素子とを接着材料の接着剤層を介して接着させることにより製造することができる。 The semiconductor device of the present invention can be manufactured, for example, by bonding the lead frame with an adhesive material of the present invention and a semiconductor element through an adhesive layer of the adhesive material.
次に、本発明を実施例により説明するが、本発明はこれらによりなんら制限されるものではない。 EXAMPLES Next, although an Example demonstrates this invention, this invention is not restrict | limited at all by these.
(実施例1)
温度計、撹拌機、窒素導入管及び分留塔をとりつけた5リットルの4つ口フラスコに窒素雰囲気下、1、3−ビス(3−(3−アミノフェノキシ)フェノキシ)ベンゼン300.2g(0.63モル)、1、3−ビス(3−アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン67.0g(0.27モル)を入れ、N−メチル−2−ピロリドン1470gに溶解した。さらにこの溶液を0℃に冷却し、この温度で無水トリメリット酸クロライド189.5g(0.9モル)を添加した。無水トリメリット酸クロライドが溶解したら、トリエチルアミン100gを添加した。室温で2時間撹拌を続けた後、180℃に昇温して5時間反応させてイミド化を完結させた。得られた反応液をメタノール中に投入して重合体を単離させた。これを乾燥した後、N−メチル−2−ピロリドンに溶解しメタノール中に投入して再度重合体を単離した。その後、減圧乾燥して精製されたポリエーテルアミドイミド粉末を得た。得られたポリエーテルアミドイミドのガラス転移点(以下、Tg)は117℃で、5%重量減少温度は408℃であった。このポリエーテルアミドイミド粉末120g及びシランカップリング剤(信越化学工業株式会社製、商品名:SH6040)6.0gをN−メチル−2−ピロリドン180gに溶解し、芳香族ポリエーテルアミドイミド接着剤ワニスを得た。
(Example 1)
In a 5-liter four-necked flask equipped with a thermometer, a stirrer, a nitrogen inlet tube and a fractionation tower, 300.2 g (0 of 1,3-bis (3- (3-aminophenoxy) phenoxy) benzene in a nitrogen atmosphere .63 mol), 67.0 g (0.27 mol) of 1,3-bis (3-aminopropyl) tetramethyldisiloxane was added and dissolved in 1470 g of N-methyl-2-pyrrolidone. Further, this solution was cooled to 0 ° C., and 189.5 g (0.9 mol) of trimellitic anhydride chloride was added at this temperature. When the trimellitic anhydride chloride was dissolved, 100 g of triethylamine was added. After stirring at room temperature for 2 hours, the temperature was raised to 180 ° C. and reacted for 5 hours to complete imidization. The obtained reaction solution was poured into methanol to isolate the polymer. After drying this, it was dissolved in N-methyl-2-pyrrolidone and poured into methanol to isolate the polymer again. Then, the polyetheramide imide powder refine | purified by drying under reduced pressure was obtained. The obtained polyetheramideimide had a glass transition point (hereinafter referred to as Tg) of 117 ° C. and a 5% weight loss temperature of 408 ° C. 120 g of this polyetheramideimide powder and 6.0 g of a silane coupling agent (trade name: SH6040, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) are dissolved in 180 g of N-methyl-2-pyrrolidone, and an aromatic polyetheramideimide adhesive varnish. Got.
さらに厚さ50μmの表面に化学処理を施したポリイミドフィルム(宇部興産(株)製 ユーピレックスSGA)を支持フィルムとして用い、このポリイミドフィルムの両面に、上記ワニスを65μmの厚さに流延し、90℃で5分、180℃で5分乾燥して、支持フィルムの両面に厚さ25μmの接着剤層が形成された図1の構成の接着材料を得た。次に、これを温度280℃、圧力3MPa、時間0.5秒でリードフレーム(材質42アロイ)に接着した。この接着材料付きリードフレームについて、接着剤層とリードフレームとの90度ピール強度(引き剥がし速度:毎分300mm、以下同様)を測定したところ、1400N/mであった。さらにリードフレームに接着した接着材料上に5mm角のシリコンチップを温度200℃、圧力0.015MPa、時間0.5秒で接着したものについて、チップのせん断接着強度をプッシュ・プルゲージを用いて測定したところ、700gfであった。その後、ワイヤボンド工程、封止工程を行い、図2の半導体装置を作製したところ、接着不良やアウトガス等の不具合は生じなかった。 Furthermore, a polyimide film (Upilex SGA manufactured by Ube Industries, Ltd.) having a chemical treatment applied to the surface having a thickness of 50 μm was used as a support film, and the varnish was cast on both sides of this polyimide film to a thickness of 65 μm. Drying was carried out at 5 ° C. for 5 minutes and at 180 ° C. for 5 minutes to obtain an adhesive material having the structure of FIG. Next, this was bonded to a lead frame (material 42 alloy) at a temperature of 280 ° C., a pressure of 3 MPa, and a time of 0.5 seconds. With respect to this lead frame with an adhesive material, the 90 ° peel strength (peeling speed: 300 mm per minute, the same applies hereinafter) between the adhesive layer and the lead frame was measured and found to be 1400 N / m. Further, a 5 mm square silicon chip was bonded on the adhesive material bonded to the lead frame at a temperature of 200 ° C., a pressure of 0.015 MPa, and a time of 0.5 seconds, and the shear adhesive strength of the chip was measured using a push-pull gauge. However, it was 700 gf. Thereafter, a wire bonding step and a sealing step were performed to produce the semiconductor device of FIG. 2, and no defects such as poor adhesion and outgassing occurred.
(実施例2)
温度計、撹拌機、窒素導入管及び分留塔をとりつけた5リットルの4つ口フラスコに窒素雰囲気下、1、3−ビス(3−(3−アミノフェノキシ)フェノキシ)ベンゼン300.2g(0.63モル)、1、12−ジアミノドデカン54.0g(0.27モル)を入れ、N−メチル−2−ピロリドン1420gに溶解した。さらにこの溶液を一旦70℃に加熱した後0℃に冷却し、この温度で無水トリメリット酸クロライド189.5g(0.9モル)を添加した。無水トリメリット酸クロライドが溶解したら、トリエチルアミン100gを添加した。室温で2時間撹拌を続けた後、180℃に昇温して5時間反応させてイミド化を完結させた。得られた反応液をメタノール中に投入して重合体を単離させた。これを乾燥した後、N−メチル−2−ピロリドンに溶解しメタノール中に投入して再度重合体を単離した。その後、減圧乾燥して精製されたポリエーテルアミドイミド粉末を得た。得られたポリエーテルアミドイミドのTgは115℃で、5%重量減少温度は410℃であった。このポリエーテルアミドイミド粉末120g及びシランカップリング剤(信越化学工業株式会社製、商品名:SH6040)6.0gをN−メチル−2−ピロリドン180gに溶解し、芳香族ポリエーテルアミドイミド接着剤ワニスを得た。
(Example 2)
In a 5-liter four-necked flask equipped with a thermometer, a stirrer, a nitrogen inlet tube and a fractionation tower, 300.2 g (0 of 1,3-bis (3- (3-aminophenoxy) phenoxy) benzene in a nitrogen atmosphere .63 mol), 54.0 g (0.27 mol) of 1,12-diaminododecane was added and dissolved in 1420 g of N-methyl-2-pyrrolidone. Further, this solution was once heated to 70 ° C. and then cooled to 0 ° C., and 189.5 g (0.9 mol) of trimellitic anhydride chloride was added at this temperature. When the trimellitic anhydride chloride was dissolved, 100 g of triethylamine was added. After stirring at room temperature for 2 hours, the temperature was raised to 180 ° C. and reacted for 5 hours to complete imidization. The obtained reaction solution was poured into methanol to isolate the polymer. After drying this, it was dissolved in N-methyl-2-pyrrolidone and poured into methanol to isolate the polymer again. Then, the polyetheramide imide powder refine | purified by drying under reduced pressure was obtained. The obtained polyetheramideimide had a Tg of 115 ° C. and a 5% weight loss temperature of 410 ° C. 120 g of this polyetheramideimide powder and 6.0 g of a silane coupling agent (trade name: SH6040, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) are dissolved in 180 g of N-methyl-2-pyrrolidone, and an aromatic polyetheramideimide adhesive varnish. Got.
さらに厚さ50μmの表面に化学処理を施したポリイミドフィルム(宇部興産(株)製 ユーピレックスSGA)を支持フィルムとして用い、このポリイミドフィルムの両面に、上記ワニスを65μmの厚さに流延し、90℃で5分、180℃で5分乾燥して、支持フィルムの両面に厚さ25μmの接着剤層が形成された図1の構成の接着材料を得た。次に、これを温度280℃、圧力3MPa、時間0.5秒でリードフレーム(材質42アロイ)に接着した。この接着材料付きリードフレームについて、接着剤層とリードフレームとの90度ピール強度(引き剥がし速度:毎分300mm、以下同様)を測定したところ、1600N/mであった。さらにリードフレームに接着した接着材料上に5mm角のシリコンチップを温度200℃、圧力0.015MPa、時間0.5秒で接着したものについて、チップのせん断接着強度をプッシュ・プルゲージを用いて測定したところ、800gfであった。その後、ワイヤボンド工程、封止工程を行い図2の半導体装置を作製したところ、接着不良やアウトガス等による不具合は生じなかった。 Furthermore, a polyimide film (Upilex SGA manufactured by Ube Industries, Ltd.) having a chemical treatment applied to the surface having a thickness of 50 μm was used as a support film, and the varnish was cast on both sides of this polyimide film to a thickness of 65 μm. Drying was carried out at 5 ° C. for 5 minutes and at 180 ° C. for 5 minutes to obtain an adhesive material having the structure of FIG. Next, this was bonded to a lead frame (material 42 alloy) at a temperature of 280 ° C., a pressure of 3 MPa, and a time of 0.5 seconds. With respect to this lead frame with an adhesive material, the 90 ° peel strength (peeling speed: 300 mm per minute, the same applies hereinafter) between the adhesive layer and the lead frame was measured and found to be 1600 N / m. Further, a 5 mm square silicon chip was bonded on the adhesive material bonded to the lead frame at a temperature of 200 ° C., a pressure of 0.015 MPa, and a time of 0.5 seconds, and the shear adhesive strength of the chip was measured using a push-pull gauge. However, it was 800 gf. Thereafter, a wire bonding step and a sealing step were performed to produce the semiconductor device of FIG. 2, and no defects due to poor adhesion or outgassing occurred.
(実施例3)
温度計、撹拌機、窒素導入管及び分留塔をとりつけた5リットルの4つ口フラスコに窒素雰囲気下、1、3−ビス(3−(3−アミノフェノキシ)フェノキシ)ベンゼン214.4g(0.45モル)、2、2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン73.8g(0.18モル)、1、3−ビス(3−アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン67.0g(0.27モル)を入れ、N−メチル−2−ピロリドン1420gに溶解した。さらにこの溶液を0℃に冷却し、この温度で無水トリメリット酸クロライド189.5g(0.9モル)を添加した。無水トリメリット酸クロライドが溶解したら、トリエチルアミン100gを添加した。室温で2時間撹拌を続けた後、180℃に昇温して5時間反応させてイミド化を完結させた。得られた反応液をメタノール中に投入して重合体を単離させた。これを乾燥した後、N−メチル−2−ピロリドンに溶解しメタノール中に投入して再度重合体を単離した。その後、減圧乾燥して精製されたポリエーテルアミドイミド粉末を得た。得られたポリエーテルアミドイミドのTgは133℃で、5%重量減少温度は411℃であった。このポリエーテルアミドイミド粉末120g及びシランカップリング剤(信越化学工業株式会社製、商品名:SH6040)6.0gをN−メチル−2−ピロリドン180gに溶解し、芳香族ポリエーテルアミドイミド接着剤ワニスを得た。
(Example 3)
In a 5-liter four-necked flask equipped with a thermometer, a stirrer, a nitrogen inlet tube and a fractionation column, 214.4 g (0 of 1,3-bis (3- (3-aminophenoxy) phenoxy) benzene in a nitrogen atmosphere .45 mole) 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] propane 73.8 g (0.18 mole), 1,3-bis (3-aminopropyl) tetramethyldisiloxane 67.0 g (0.27 mol) was added and dissolved in 1420 g of N-methyl-2-pyrrolidone. Further, this solution was cooled to 0 ° C., and 189.5 g (0.9 mol) of trimellitic anhydride chloride was added at this temperature. When the trimellitic anhydride chloride was dissolved, 100 g of triethylamine was added. After stirring at room temperature for 2 hours, the temperature was raised to 180 ° C. and reacted for 5 hours to complete imidization. The obtained reaction solution was poured into methanol to isolate the polymer. After drying this, it was dissolved in N-methyl-2-pyrrolidone and poured into methanol to isolate the polymer again. Then, the polyetheramide imide powder refine | purified by drying under reduced pressure was obtained. The obtained polyetheramideimide had a Tg of 133 ° C. and a 5% weight loss temperature of 411 ° C. 120 g of this polyetheramideimide powder and 6.0 g of a silane coupling agent (trade name: SH6040, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) are dissolved in 180 g of N-methyl-2-pyrrolidone, and an aromatic polyetheramideimide adhesive varnish. Got.
さらに厚さ50μmの表面に化学処理を施したポリイミドフィルム(宇部興産(株)製 ユーピレックスSGA)を支持フィルムとして用い、このポリイミドフィルムの両面に、上記ワニスを65μmの厚さに流延し、90℃で5分、180℃で5分乾燥して、支持フィルムの両面に厚さ25μmの接着剤層が形成された図1の構成の接着材料を得た。次に、これを温度280℃、圧力3MPa、時間0.5秒でリードフレーム(材質42アロイ)に接着した。この接着材料付きリードフレームについて、接着剤層とリードフレームとの90度ピール強度(引き剥がし速度:毎分300mm、以下同様)を測定したところ、1300N/mであった。さらにリードフレームに接着した接着材料上に5mm角のシリコンチップを温度200℃、圧力0.015MPa、時間0.5秒で接着したものについて、チップのせん断接着強度をプッシュ・プルゲージを用いて測定したところ、400gfであった。その後、ワイヤボンド工程、封止工程を行い図2の半導体装置を作製したところ、接着不良やアウトガス等による不具合は生じなかった。 Furthermore, a polyimide film (Upilex SGA manufactured by Ube Industries, Ltd.) having a chemical treatment applied to the surface having a thickness of 50 μm was used as a support film, and the varnish was cast on both sides of this polyimide film to a thickness of 65 μm. Drying was carried out at 5 ° C. for 5 minutes and at 180 ° C. for 5 minutes to obtain an adhesive material having the structure of FIG. 1 in which an adhesive layer having a thickness of 25 μm was formed on both surfaces of the support film. Next, this was bonded to a lead frame (material 42 alloy) at a temperature of 280 ° C., a pressure of 3 MPa, and a time of 0.5 seconds. With respect to this lead frame with an adhesive material, the 90-degree peel strength between the adhesive layer and the lead frame (peeling speed: 300 mm per minute, the same applies hereinafter) was 1300 N / m. Further, a 5 mm square silicon chip was bonded on the adhesive material bonded to the lead frame at a temperature of 200 ° C., a pressure of 0.015 MPa, and a time of 0.5 seconds, and the shear adhesive strength of the chip was measured using a push-pull gauge. However, it was 400 gf. Thereafter, a wire bonding step and a sealing step were performed to produce the semiconductor device of FIG. 2, and no defects due to poor adhesion or outgassing occurred.
(実施例4)
温度計、撹拌機、窒素導入管及び分留塔をとりつけた5リットルの4つ口フラスコに窒素雰囲気下、1、3−ビス(3−(3−アミノフェノキシ)フェノキシ)ベンゼン85.8g(0.18モル)、1、3−ビス−(3−アミノフェノキシ)ベンゼン210.5g(0.72モル)、1、3−ビス(3−アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン67.0g(0.27モル)を入れ、N−メチル−2−ピロリドン1420gに溶解した。さらにこの溶液を0℃に冷却し、この温度で無水トリメリット酸クロライド189.5g(0.9モル)を添加した。無水トリメリット酸クロライドが溶解したら、トリエチルアミン100gを添加した。室温で2時間撹拌を続けた後、180℃に昇温して5時間反応させてイミド化を完結させた。得られた反応液をメタノール中に投入して重合体を単離させた。これを乾燥した後、N−メチル−2−ピロリドンに溶解しメタノール中に投入して再度重合体を単離した。その後、減圧乾燥して精製されたポリエーテルアミドイミド粉末を得た。得られたポリエーテルアミドイミドのTgは140℃で、5%重量減少温度は410℃であった。この得られたポリエーテルアミドイミド粉末120g及びシランカップリング剤(信越化学工業株式会社製、商品名:SH6040)6.0gをN−メチル−2−ピロリドン180gに溶解し、芳香族ポリエーテルアミドイミド接着剤ワニスを得た。
Example 4
In a 5-liter four-necked flask equipped with a thermometer, a stirrer, a nitrogen inlet tube and a fractionation tower, 85.8 g (0) of 1,3-bis (3- (3-aminophenoxy) phenoxy) benzene in a nitrogen atmosphere .18 mol), 210.5 g (0.72 mol) of 1,3-bis- (3-aminophenoxy) benzene, and 67.0 g (0.27 of 1,3-bis (3-aminopropyl) tetramethyldisiloxane. Mol) and was dissolved in 1420 g of N-methyl-2-pyrrolidone. Further, this solution was cooled to 0 ° C., and 189.5 g (0.9 mol) of trimellitic anhydride chloride was added at this temperature. When the trimellitic anhydride chloride was dissolved, 100 g of triethylamine was added. After stirring at room temperature for 2 hours, the temperature was raised to 180 ° C. and reacted for 5 hours to complete imidization. The obtained reaction solution was poured into methanol to isolate the polymer. After drying this, it was dissolved in N-methyl-2-pyrrolidone and poured into methanol to isolate the polymer again. Then, the polyetheramide imide powder refine | purified by drying under reduced pressure was obtained. The obtained polyetheramideimide had a Tg of 140 ° C. and a 5% weight loss temperature of 410 ° C. 120 g of the obtained polyetheramideimide powder and 6.0 g of a silane coupling agent (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., trade name: SH6040) are dissolved in 180 g of N-methyl-2-pyrrolidone, and aromatic polyetheramideimide is obtained. An adhesive varnish was obtained.
さらに厚さ50μmの表面に化学処理を施したポリイミドフィルム(宇部興産(株)製 ユーピレックスSGA)を支持フィルムとして用い、このポリイミドフィルムの両面に、上記ワニスを65μmの厚さに流延し、90℃で5分、180℃で5分乾燥して、支持フィルムの両面に厚さ25μmの接着剤層が形成された図1の構成の接着材料を得た。次に、これを温度280℃、圧力3MPa、時間0.5秒でリードフレーム(材質42アロイ)に接着した。この接着材料付きリードフレームについて、接着剤層とリードフレームとの90度ピール強度(引き剥がし速度:毎分300mm、以下同様)を測定したところ、1400N/mであった。さらにリードフレームに接着した接着材料上に5mm角のシリコンチップを温度200℃、圧力0.015MPa、時間0.5秒で接着したものについて、チップのせん断接着強度をプッシュ・プルゲージを用いて測定したところ、400gfであった。その後、ワイヤボンド工程、封止工程を行い図2の半導体装置を作製したところ、接着不良やアウトガス等による不具合は生じなかった。 Furthermore, a polyimide film (Upilex SGA manufactured by Ube Industries, Ltd.) having a chemical treatment applied to the surface having a thickness of 50 μm was used as a support film, and the varnish was cast on both sides of this polyimide film to a thickness of 65 μm. Drying was carried out at 5 ° C. for 5 minutes and at 180 ° C. for 5 minutes to obtain an adhesive material having the structure of FIG. Next, this was bonded to a lead frame (material 42 alloy) at a temperature of 280 ° C., a pressure of 3 MPa, and a time of 0.5 seconds. With respect to this lead frame with an adhesive material, the 90 ° peel strength (peeling speed: 300 mm per minute, the same applies hereinafter) between the adhesive layer and the lead frame was measured and found to be 1400 N / m. Further, a 5 mm square silicon chip was bonded on the adhesive material bonded to the lead frame at a temperature of 200 ° C., a pressure of 0.015 MPa, and a time of 0.5 seconds, and the shear adhesive strength of the chip was measured using a push-pull gauge. However, it was 400 gf. Thereafter, a wire bonding step and a sealing step were performed to produce the semiconductor device of FIG. 2, and no defects due to poor adhesion or outgassing occurred.
(実施例5)
温度計、撹拌機、窒素導入管及び分留塔をとりつけた5リットルの4つ口フラスコに窒素雰囲気下、1、3−ビス(3−(3−(3−アミノフェノキシ)フェノキシ)フェノキシ)ベンゼン300.2g(0.63モル)、1、3−ビス(3−アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン67.0g(0.27モル)を入れ、N−メチル−2−ピロリドン1470gに溶解した。さらにこの溶液を0℃に冷却し、この温度で無水トリメリット酸クロライド189.5g(0.9モル)を添加した。無水トリメリット酸クロライドが溶解したら、トリエチルアミン100gを添加した。室温で2時間撹拌を続けた後、180℃に昇温して5時間反応させてイミド化を完結させた。得られた反応液をメタノール中に投入して重合体を単離させた。これを乾燥した後、N−メチル−2−ピロリドンに溶解しメタノール中に投入して再度重合体を単離した。その後、減圧乾燥して精製されたポリエーテルアミドイミド粉末を得た。得られたポリエーテルアミドイミドのTgは97℃で、5%重量減少温度は400℃であった。このポリエーテルアミドイミド粉末120g及びシランカップリング剤(信越化学工業株式会社製、商品名:SH6040)6.0gをN−メチル−2−ピロリドン180gに溶解し、芳香族ポリエーテルアミドイミド接着剤ワニスを得た。
(Example 5)
1,3-bis (3- (3- (3- (3-aminophenoxy) phenoxy) phenoxy) benzene in a 5-liter four-necked flask equipped with a thermometer, stirrer, nitrogen inlet tube and fractionation tower under nitrogen atmosphere 300.2 g (0.63 mol), 1,3-bis (3-aminopropyl) tetramethyldisiloxane 67.0 g (0.27 mol) was added and dissolved in 1470 g of N-methyl-2-pyrrolidone. Further, this solution was cooled to 0 ° C., and 189.5 g (0.9 mol) of trimellitic anhydride chloride was added at this temperature. When the trimellitic anhydride chloride was dissolved, 100 g of triethylamine was added. After stirring at room temperature for 2 hours, the temperature was raised to 180 ° C. and reacted for 5 hours to complete imidization. The obtained reaction solution was poured into methanol to isolate the polymer. After drying this, it was dissolved in N-methyl-2-pyrrolidone and poured into methanol to isolate the polymer again. Then, the polyetheramide imide powder refine | purified by drying under reduced pressure was obtained. The obtained polyetheramideimide had a Tg of 97 ° C. and a 5% weight loss temperature of 400 ° C. 120 g of this polyetheramideimide powder and 6.0 g of a silane coupling agent (trade name: SH6040, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) are dissolved in 180 g of N-methyl-2-pyrrolidone, and an aromatic polyetheramideimide adhesive varnish. Got.
さらに厚さ50μmの表面に化学処理を施したポリイミドフィルム(宇部興産(株)製 ユーピレックスSGA)を支持フィルムとして用い、このポリイミドフィルムの両面に、上記ワニスを65μmの厚さに流延し、90℃で5分、180℃で5分乾燥して、支持フィルムの両面に厚さ25μmの接着剤層が形成された図1の構成の接着材料を得た。次に、これを温度280℃、圧力3MPa、時間0.5秒でリードフレーム(材質42アロイ)に接着した。この接着材料付きリードフレームについて、接着剤層とリードフレームとの90度ピール強度(引き剥がし速度:毎分300mm、以下同様)を測定したところ、1600N/mであった。さらにリードフレームに接着した接着材料上に5mm角のシリコンチップを温度200℃、圧力0.015MPa、時間0.5秒で接着したものについて、チップのせん断接着強度をプッシュ・プルゲージを用いて測定したところ、1000gfであった。その後、ワイヤボンド工程、封止工程を行い図2の半導体装置を作製したところ、接着不良やアウトガス等による不具合は生じなかった。 Furthermore, a polyimide film (Upilex SGA manufactured by Ube Industries, Ltd.) having a chemical treatment applied to the surface having a thickness of 50 μm was used as a support film, and the varnish was cast on both sides of this polyimide film to a thickness of 65 μm. Drying was carried out at 5 ° C. for 5 minutes and at 180 ° C. for 5 minutes to obtain an adhesive material having the structure of FIG. 1 in which an adhesive layer having a thickness of 25 μm was formed on both surfaces of the support film. Next, this was bonded to a lead frame (material 42 alloy) at a temperature of 280 ° C., a pressure of 3 MPa, and a time of 0.5 seconds. With respect to this lead frame with an adhesive material, the 90 ° peel strength (peeling speed: 300 mm per minute, the same applies hereinafter) between the adhesive layer and the lead frame was measured and found to be 1600 N / m. Further, a 5 mm square silicon chip was bonded on the adhesive material bonded to the lead frame at a temperature of 200 ° C., a pressure of 0.015 MPa, and a time of 0.5 seconds, and the shear adhesive strength of the chip was measured using a push-pull gauge. However, it was 1000 gf. Thereafter, a wire bonding step and a sealing step were performed to produce the semiconductor device of FIG. 2, and no defects due to poor adhesion or outgassing occurred.
(実施例6)
温度計、撹拌機、窒素導入管及び分留塔をとりつけた5リットルの4つ口フラスコに窒素雰囲気下、1、3−ビス(3−(3−アミノフェノキシ)フェノキシ)ベンゼン300.2g(0.63モル)、1、3−ビス(3−アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン67.0g(0.27モル)を入れ、N−メチル−2−ピロリドン1470gに溶解した。さらにこの溶液を0℃に冷却し、この温度イソフタル酸クロライド182.9g(0.9モル)を添加した。イソフタル酸クロライドが溶解したら、トリエチルアミン100gを添加した。室温で2時間撹拌を続けた後、得られた反応液をメタノール中に投入して重合体を単離させた。これを乾燥した後、N−メチル−2−ピロリドンに溶解しメタノール中に投入して再度重合体を単離した。その後、減圧乾燥して精製されたポリエーテルアミド粉末を得た。得られたポリエーテルアミドのTgは107℃で、5%重量減少温度は400℃であった。このポリエーテルアミド粉末120g及びシランカップリング剤(信越化学工業株式会社製、商品名:SH6040)6.0gをN−メチル−2−ピロリドン180gに溶解し、芳香族ポリエーテルアミド接着剤ワニスを得た。
(Example 6)
In a 5-liter four-necked flask equipped with a thermometer, a stirrer, a nitrogen inlet tube and a fractionation tower, 300.2 g (0 of 1,3-bis (3- (3-aminophenoxy) phenoxy) benzene in a nitrogen atmosphere .63 mol), 67.0 g (0.27 mol) of 1,3-bis (3-aminopropyl) tetramethyldisiloxane was added and dissolved in 1470 g of N-methyl-2-pyrrolidone. The solution was further cooled to 0 ° C., and 182.9 g (0.9 mol) of isophthalic acid chloride at this temperature was added. When the isophthalic acid chloride was dissolved, 100 g of triethylamine was added. After stirring for 2 hours at room temperature, the resulting reaction solution was poured into methanol to isolate the polymer. After drying this, it was dissolved in N-methyl-2-pyrrolidone and poured into methanol to isolate the polymer again. Then, the polyetheramide powder refine | purified by drying under reduced pressure was obtained. The obtained polyetheramide had a Tg of 107 ° C. and a 5% weight loss temperature of 400 ° C. 120 g of this polyetheramide powder and 6.0 g of a silane coupling agent (trade name: SH6040, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) are dissolved in 180 g of N-methyl-2-pyrrolidone to obtain an aromatic polyetheramide adhesive varnish. It was.
さらに厚さ50μmの表面に化学処理を施したポリイミドフィルム(宇部興産(株)製 ユーピレックスSGA)を支持フィルムとして用い、このポリイミドフィルムの両面に、上記ワニスを65μmの厚さに流延し、90℃で5分、180℃で5分乾燥して、支持フィルムの両面に厚さ25μmの接着剤層が形成された図1の構成の接着材料を得た。次に、これを温度280℃、圧力3MPa、時間0.5秒でリードフレーム(材質42アロイ)に接着した。この接着材料付きリードフレームについて、接着剤層とリードフレームとの90度ピール強度(引き剥がし速度:毎分300mm、以下同様)を測定したところ、900N/mであった。さらにリードフレームに接着した接着材料上に5mm角のシリコンチップを温度200℃、圧力0.015MPa、時間0.5秒で接着したものについて、チップのせん断接着強度をプッシュ・プルゲージを用いて測定したところ、400gfであった。その後、ワイヤボンド工程、封止工程を行い図2の半導体装置を作製したところ、接着不良やアウトガス等による不具合は生じなかった。 Furthermore, a polyimide film (Upilex SGA manufactured by Ube Industries, Ltd.) having a chemical treatment applied to the surface having a thickness of 50 μm was used as a support film, and the varnish was cast on both sides of this polyimide film to a thickness of 65 μm. Drying was carried out at 5 ° C. for 5 minutes and at 180 ° C. for 5 minutes to obtain an adhesive material having the structure of FIG. Next, this was bonded to a lead frame (material 42 alloy) at a temperature of 280 ° C., a pressure of 3 MPa, and a time of 0.5 seconds. With respect to this lead frame with an adhesive material, the 90 ° peel strength (peeling speed: 300 mm per minute, the same applies hereinafter) between the adhesive layer and the lead frame was measured and found to be 900 N / m. Further, a 5 mm square silicon chip was bonded on the adhesive material bonded to the lead frame at a temperature of 200 ° C., a pressure of 0.015 MPa, and a time of 0.5 seconds, and the shear adhesive strength of the chip was measured using a push-pull gauge. However, it was 400 gf. Thereafter, a wire bonding step and a sealing step were performed to produce the semiconductor device of FIG. 2, and no defects due to poor adhesion or outgassing occurred.
(比較例1)
温度計、撹拌機、窒素導入管及び分留塔をとりつけた5リットルの4つ口フラスコに窒素雰囲気下、2、2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン258.3g(0.63モル)、1、3−ビス(3−アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン67.0g(0.27モル)を入れ、N−メチル−2−ピロリドン1300gに溶解した。さらにこの溶液を0℃に冷却し、この温度で無水トリメリット酸クロライド189.5g(0.9モル)を添加した。無水トリメリット酸クロライドが溶解したら、トリエチルアミン100gを添加した。室温で2時間撹拌を続けた後、180℃に昇温して5時間反応させてイミド化を完結させた。得られた反応液をメタノール中に投入して重合体を単離させた。これを乾燥した後、N−メチル−2−ピロリドンに溶解しメタノール中に投入して再度重合体を単離した。その後、減圧乾燥して精製されたポリエーテルアミドイミド粉末を得た。得られたポリエーテルアミドイミドのTgは179℃で、5%重量減少温度は412℃であった。このポリエーテルアミドイミド粉末120g及びシランカップリング剤(信越化学工業株式会社製、商品名:SH6040)6.0gをN−メチル−2−ピロリドン360gに溶解し、芳香族ポリエーテルアミドイミド接着剤ワニスを得た。
(Comparative Example 1)
Under a nitrogen atmosphere, 258.3 g (0) of 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] propane was added to a 5-liter four-necked flask equipped with a thermometer, a stirrer, a nitrogen introducing tube and a fractionation tower. .63 mol), 67.0 g (0.27 mol) of 1,3-bis (3-aminopropyl) tetramethyldisiloxane was added and dissolved in 1300 g of N-methyl-2-pyrrolidone. Further, this solution was cooled to 0 ° C., and 189.5 g (0.9 mol) of trimellitic anhydride chloride was added at this temperature. When the trimellitic anhydride chloride was dissolved, 100 g of triethylamine was added. After stirring at room temperature for 2 hours, the temperature was raised to 180 ° C. and reacted for 5 hours to complete imidization. The obtained reaction solution was poured into methanol to isolate the polymer. After drying this, it was dissolved in N-methyl-2-pyrrolidone and poured into methanol to isolate the polymer again. Then, the polyetheramide imide powder refine | purified by drying under reduced pressure was obtained. The obtained polyetheramideimide had a Tg of 179 ° C. and a 5% weight loss temperature of 412 ° C. 120 g of this polyetheramideimide powder and 6.0 g of a silane coupling agent (trade name: SH6040, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) are dissolved in 360 g of N-methyl-2-pyrrolidone, and an aromatic polyetheramideimide adhesive varnish Got.
さらに厚さ50μmの表面に化学処理を施したポリイミドフィルム(宇部興産(株)製 ユーピレックスSGA)を支持フィルムとして用い、このポリイミドフィルムの両面に、上記ワニスを100μmの厚さに流延し、90℃で5分、180℃で5分乾燥して、支持フィルムの両面に厚さ25μmの接着剤層が形成された図1の構成の接着材料を得た。次に、これを温度280℃、圧力3MPa、時間0.5秒でリードフレーム(材質42アロイ)に接着した。この接着材料付きリードフレームについて、接着剤層とリードフレームとの90度ピール強度(引き剥がし速度:毎分300mm、以下同様)を測定したところ、1000N/mであった。さらにリードフレームに接着した接着材料の上に5mm角のシリコンチップを温度200℃、圧力0.015MPa、時間0.5秒で接着したものについて、チップのせん断接着強度をプッシュ・プルゲージを用いて測定したところ、0gfであったためその後の半導体装置の製造を行うことができなかった。 Furthermore, using a polyimide film (Upilex SGA manufactured by Ube Industries Co., Ltd.) having a chemical treatment on the surface having a thickness of 50 μm as a support film, the varnish was cast on both sides of this polyimide film to a thickness of 100 μm, Drying was carried out at 5 ° C. for 5 minutes and at 180 ° C. for 5 minutes to obtain an adhesive material having the structure of FIG. 1 in which an adhesive layer having a thickness of 25 μm was formed on both surfaces of the support film. Next, this was bonded to a lead frame (material 42 alloy) at a temperature of 280 ° C., a pressure of 3 MPa, and a time of 0.5 seconds. With respect to the lead frame with the adhesive material, the 90-degree peel strength between the adhesive layer and the lead frame (peeling speed: 300 mm per minute, the same applies hereinafter) was 1000 N / m. In addition, a 5 mm square silicon chip was bonded onto the adhesive material bonded to the lead frame at a temperature of 200 ° C, a pressure of 0.015 MPa, and a time of 0.5 seconds, and the shear bond strength of the chip was measured using a push-pull gauge. As a result, since it was 0 gf, the subsequent manufacture of the semiconductor device could not be performed.
(比較例2)
温度計、撹拌機、窒素導入管及び分留塔をとりつけた5リットルの4つ口フラスコに窒素雰囲気下、2、2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン258.3g(0.54モル)、1、3−ビス(3−アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン67.0g(0.36モル)を入れ、N−メチル−2−ピロリドン1300gに溶解した。さらにこの溶液を0℃に冷却し、この温度で無水トリメリット酸クロライド189.5g(0.9モル)を添加した。無水トリメリット酸クロライドが溶解したら、トリエチルアミン100gを添加した。室温で2時間撹拌を続けた後、180℃に昇温して5時間反応させてイミド化を完結させた。得られた反応液をメタノール中に投入して重合体を単離させた。これを乾燥した後、N−メチル−2−ピロリドンに溶解しメタノール中に投入して再度重合体を単離した。その後、減圧乾燥して精製されたポリエーテルアミドイミド粉末を得た。得られたポリエーテルアミドイミドのTgは168℃で、5%重量減少温度は403℃であった。このポリエーテルアミドイミド粉末120g及びシランカップリング剤(信越化学工業株式会社製、商品名:SH6040)6.0gをN−メチル−2−ピロリドン360gに溶解し、芳香族ポリエーテルアミドイミド接着剤ワニスを得た。
(Comparative Example 2)
Under a nitrogen atmosphere, 258.3 g (0) of 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] propane was added to a 5-liter four-necked flask equipped with a thermometer, a stirrer, a nitrogen introducing tube and a fractionation tower. .54 mol), 67.0 g (0.36 mol) of 1,3-bis (3-aminopropyl) tetramethyldisiloxane was added and dissolved in 1300 g of N-methyl-2-pyrrolidone. Further, this solution was cooled to 0 ° C., and 189.5 g (0.9 mol) of trimellitic anhydride chloride was added at this temperature. When the trimellitic anhydride chloride was dissolved, 100 g of triethylamine was added. After stirring at room temperature for 2 hours, the temperature was raised to 180 ° C. and reacted for 5 hours to complete imidization. The obtained reaction solution was poured into methanol to isolate the polymer. After drying this, it was dissolved in N-methyl-2-pyrrolidone and poured into methanol to isolate the polymer again. Then, the polyetheramide imide powder refine | purified by drying under reduced pressure was obtained. The obtained polyetheramideimide had a Tg of 168 ° C. and a 5% weight loss temperature of 403 ° C. 120 g of this polyetheramideimide powder and 6.0 g of a silane coupling agent (trade name: SH6040, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) are dissolved in 360 g of N-methyl-2-pyrrolidone, and an aromatic polyetheramideimide adhesive varnish Got.
さらに厚さ50μmの表面に化学処理を施したポリイミドフィルム(宇部興産(株)製 ユーピレックスSGA)を支持フィルムとして用い、このポリイミドフィルムの両面に、上記ワニスを100μmの厚さに流延し、90℃で5分、180℃で5分乾燥して、支持フィルムの両面に厚さ25μmの接着剤層が形成された図1の構成の接着材料を得た。次に、これを温度280℃、圧力3MPa、時間0.5秒でリードフレーム(材質42アロイ)に接着した。この接着材料付きリードフレームについて、接着剤層とリードフレームとの90度ピール強度(引き剥がし速度:毎分300mm、以下同様)を測定したところ、400N/mであった。さらにリードフレームに接着した接着材料の上に5mm角のシリコンチップを温度200℃、圧力0.015MPa、時間0.5秒で接着したものについて、チップのせん断接着強度をプッシュ・プルゲージを用いて測定したところ、200gfだった。その後、ワイヤボンド工程、封止工程を行い図2の半導体装置を作製したところ、アウトガスは生じなかったが、搬送中やワイヤボンド時にリードフレームと接着材料が剥がれる不具合が生じた。 Further, a polyimide film (Upilex SGA manufactured by Ube Industries, Ltd.) having a chemical treatment applied to the surface having a thickness of 50 μm was used as a support film, and the varnish was cast on both sides of the polyimide film to a thickness of 100 μm. Drying was carried out at 5 ° C. for 5 minutes and at 180 ° C. for 5 minutes to obtain an adhesive material having the structure of FIG. Next, this was bonded to a lead frame (material 42 alloy) at a temperature of 280 ° C., a pressure of 3 MPa, and a time of 0.5 seconds. With respect to this lead frame with an adhesive material, the 90-degree peel strength (peeling speed: 300 mm per minute, the same applies hereinafter) between the adhesive layer and the lead frame was measured to be 400 N / m. In addition, a 5 mm square silicon chip was bonded onto the adhesive material bonded to the lead frame at a temperature of 200 ° C, a pressure of 0.015 MPa, and a time of 0.5 seconds, and the shear bond strength of the chip was measured using a push-pull gauge. As a result, it was 200 gf. After that, the wire bonding process and the sealing process were performed to produce the semiconductor device of FIG. 2. As a result, no outgas was generated, but there was a problem that the lead frame and the adhesive material were peeled off during transportation or wire bonding.
実施例1〜5及び比較例1〜2の結果より、本発明の耐熱性接着剤は、耐熱性に優れ、なおかつ200〜300℃程度の低温で接着可能であることが示される。 From the results of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 and 2, it is shown that the heat resistant adhesive of the present invention is excellent in heat resistance and can be bonded at a low temperature of about 200 to 300 ° C.
1 支持フィルム
2 接着剤層
3 接着材料
4 半導体素子
5 リードフレーム
6 封止材
7 ボンディングワイヤ
8 バスバー
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Claims (8)
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