JP2005154633A - 樹脂ペースト組成物及びこれを用いた半導体装置 - Google Patents
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- 0 C*(C*OC(C(*)=C)=O)CC1C2C(CC(*C*OC(C(*)=C)=O)C3)C3C1CC2 Chemical compound C*(C*OC(C(*)=C)=O)CC1C2C(CC(*C*OC(C(*)=C)=O)C3)C3C1CC2 0.000 description 1
Abstract
【課題】支持部材として銅リードフレームや有機基板を使用した際にもリフロークラックを起こさせない樹脂ペースト組成物及びこれを用いた半導体装置の提供。
【解決手段】(A)アクリル酸エステル又はメタクリル酸エステル、(B)ブタジエンオリゴマー、(C)ラジカル開始剤、(D)エポキシ樹脂、(E)エポキシ樹脂硬化剤、及び(F)フィラーを均一に混合・分散させた樹脂ペースト組成物において、前記成分(A)として、次の化1
【化1】
のいずれかのアクリル酸エステル又はメタクリル酸エステルを含有させて、樹脂ペースト組成物とする。但し、上記式中、nは0又は1〜20の整数であり、R1は水素又はメチル基であり、R2は次の化2のいずれかの基である。
【化2】
【選択図】なし。
【解決手段】(A)アクリル酸エステル又はメタクリル酸エステル、(B)ブタジエンオリゴマー、(C)ラジカル開始剤、(D)エポキシ樹脂、(E)エポキシ樹脂硬化剤、及び(F)フィラーを均一に混合・分散させた樹脂ペースト組成物において、前記成分(A)として、次の化1
【化1】
のいずれかのアクリル酸エステル又はメタクリル酸エステルを含有させて、樹脂ペースト組成物とする。但し、上記式中、nは0又は1〜20の整数であり、R1は水素又はメチル基であり、R2は次の化2のいずれかの基である。
【化2】
【選択図】なし。
Description
本発明はIC、LSI等の半導体素子をリードフレーム、有機基板等の支持部材に接着するのに好適な樹脂ペースト組成物及びこれを用いた半導体装置に関する。
半導体装置の実装方式は、高密度実装の点から、従来のピン挿入方式から表面実装方式へと移行している。マザーボードへの実装にはマザーボード全体を赤外線等で加熱するリフローソルダリングが用いられ、パッケージが200℃以上の高温に加熱されるために、パッケージ内部、特に、接着剤中又は封止材中に含まれる水分の急激な気化・膨張等によってパッケージクラックが発生し、半導体装置の信頼性が低下するという問題があった。この問題は、42アロイリードフレームよりも銅リードフレームやガラスエポキシ基板(ガラス繊維強化エポキシ樹脂からなる基板)、BT基板(シアネートモノマー及びそのオリゴマーとビスマレイミドとからなるBTレジン使用基板)、ポリイミドフィルム等の有機基板において特に深刻であり、その原因は銅リードフレームや有機基板に対する接着剤の接着力が低いことと考えられていた。
そこで、本発明者は、支持部材(特に、銅リードフレームや有機基板)に対する接着力の優れた接着剤(樹脂ペースト組成物)を種々検討し、先に、(A)ブタジエンオリゴマー、(B)アクリル酸エステル又はメタクリル酸エステル、(C)ラジカル開始剤及び(D)フィラーを均一に分散させ調製した樹脂ペースト組成物を開発し、この樹脂ペースト組成物を用いることで、支持部材(特に、銅リードフレームや有機基板)に対するピール強度を向上させ、銅リードフレームや有機基板を使用した際にもリフロークラックを起こしにくい樹脂ペースト組成物を提供することができた(特許文献1、2参照)。
本発明は、先の特開2002−212515号公報に開示の樹脂ペースト組成物を更に発展させるものであり、その目的とするところは、支持部材(特に、銅リードフレームや有機基板)に対するピール強度を向上させ、支持部材として銅リードフレームや有機基板を使用した際にもリフロークラックを起こさせない樹脂ペースト組成物及びこれを用いた半導体装置を提供することである。
上記目的を達成するために、本発明では次の構成をとった。すなわち、
本発明は、(A)アクリル酸エステル又はメタクリル酸エステル、(B)ブタジエンオリゴマー、(C)ラジカル開始剤、(D)エポキシ樹脂、(E)エポキシ樹脂硬化剤、及び(F)フィラーを含む(均一に混合・分散させた)樹脂ペースト組成物であって、
前記成分(A)として、次の化1
本発明は、(A)アクリル酸エステル又はメタクリル酸エステル、(B)ブタジエンオリゴマー、(C)ラジカル開始剤、(D)エポキシ樹脂、(E)エポキシ樹脂硬化剤、及び(F)フィラーを含む(均一に混合・分散させた)樹脂ペースト組成物であって、
前記成分(A)として、次の化1
ここで、上記樹脂ペースト組成物において、アクリル酸エステル又はメタクリル酸エステル(成分A)の含有量(すなわち、配合量)は、好ましくは、樹脂ペースト組成物(総量)の0.01〜50重量%とする。
ブタジエンオリゴマー(成分B)の含有量は、好ましくは、樹脂ペースト組成物(総量)の0.01〜50重量%とする。
ラジカル開始剤(成分C)の含有量は、好ましくは、樹脂ペースト組成物(総量)の0.01〜20重量%とする。
エポキシ樹脂(成分D)の含有量は、好ましくは、上記成分Aと成分Bとの合計量100重量部に対して0.01〜100重量部とする。
エポキシ樹脂硬化剤(成分E)の含有量は、好ましくは、上記成分Dの量100重量部に対して0.01〜90重量部とする。
フィラー(成分F)の含有量は、好ましくは、樹脂ペースト組成物(総量)の1〜95重量%とする。
ブタジエンオリゴマー(成分B)の含有量は、好ましくは、樹脂ペースト組成物(総量)の0.01〜50重量%とする。
ラジカル開始剤(成分C)の含有量は、好ましくは、樹脂ペースト組成物(総量)の0.01〜20重量%とする。
エポキシ樹脂(成分D)の含有量は、好ましくは、上記成分Aと成分Bとの合計量100重量部に対して0.01〜100重量部とする。
エポキシ樹脂硬化剤(成分E)の含有量は、好ましくは、上記成分Dの量100重量部に対して0.01〜90重量部とする。
フィラー(成分F)の含有量は、好ましくは、樹脂ペースト組成物(総量)の1〜95重量%とする。
本発明は、また、上記樹脂ペースト組成物を用いて半導体素子を支持部材に接着し、封止した半導体装置にも関するものである。
半導体装置のダイボンディング材として本発明の樹脂ペースト組成物を使用する場合、支持部材に銅リードフレームや有機基板を用いても、これら支持部材に対するピール強度は向上するほか、チップクラックや半田リフロー時のペースト層の剥離を抑えることができ、リフロークラックの発生を低減させることができる。その結果、半導体装置の信頼性が向上する。
以下、本発明を更に詳細に説明する。
本発明の樹脂ペースト組成物には、先に述べたように、アクリル酸エステル又はメタクリル酸エステル(成分A)として、前述の化1に示した(いずれかの)構造のアクリル酸エステル又はメタクリル酸エステルを含有するアクリル酸エステル又はメタクリル酸エステルを用いる。
化1のアクリル酸エステル又はメタクリル酸エステルの含有量は、アクリル酸エステル又はメタクリル酸エステル(成分A)100重量部に対して、通常0.01〜90重量部、好ましくは0.1〜70、更に好ましくは1〜50重量部とする。0.01重量部未満では、樹脂ペースト組成物の接着力が低下する傾向があり、90重量部を超えると樹脂ペースト組成物の粘度が低くなり、塗布作業性が悪くなる傾向がある。
本発明の樹脂ペースト組成物には、先に述べたように、アクリル酸エステル又はメタクリル酸エステル(成分A)として、前述の化1に示した(いずれかの)構造のアクリル酸エステル又はメタクリル酸エステルを含有するアクリル酸エステル又はメタクリル酸エステルを用いる。
化1のアクリル酸エステル又はメタクリル酸エステルの含有量は、アクリル酸エステル又はメタクリル酸エステル(成分A)100重量部に対して、通常0.01〜90重量部、好ましくは0.1〜70、更に好ましくは1〜50重量部とする。0.01重量部未満では、樹脂ペースト組成物の接着力が低下する傾向があり、90重量部を超えると樹脂ペースト組成物の粘度が低くなり、塗布作業性が悪くなる傾向がある。
アクリル酸エステル又はメタクリル酸エステル(成分A)として、他の構造のアクリル酸エステル又はメタクリル酸エステルを混ぜることができる。そのような、(他の)アクリル酸エステル又はメタクリル酸エステルとしては、次のようなものがある。
ここで、上記の式中、R1は水素又はメチル基を示し、
R2は炭素数1〜100の脂肪族炭化水素基もしくは脂環式炭化水素基の、単独又は任意の組合せを示し、
R3は水素、メチル基又はフェノキシメチル基を示し、
R4は水素、炭素数1〜6のアルキル基、フェニル基、ベンゾイル基、又は次の化4
R2は炭素数1〜100の脂肪族炭化水素基もしくは脂環式炭化水素基の、単独又は任意の組合せを示し、
R3は水素、メチル基又はフェノキシメチル基を示し、
R4は水素、炭素数1〜6のアルキル基、フェニル基、ベンゾイル基、又は次の化4
の基(R7、R8及びR9はそれぞれ独立に水素又は炭素数1〜6のアルキル基、R10は水素又は炭素数1〜6のアルキル基又はフェニル基)を示し、
R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17及びR18はそれぞれ独立に水素又はメチル基を示し、
nは1〜50の整数を示し、
mは0、1、2又は3の数を示し、
p、q及びxはそれぞれ独立に1〜20の整数を示す。
成分Aとしては、次の化6で表される構造のフタルイミド誘導体又はマレイミド誘導体を配合することもできる。
で表される構造のイミドアクリレート(N−アクリロイルオキシエチルヘキサヒドロフタルイミド、N−アクリロイルオキシエチル−1,2,3,6−テトラヒドロフタルイミド、N−アクリロイルオキシエチル−3,4,5,6−テトラヒドロフタルイミド、又はN−アクリロイルオキシエチルマレイミド)を配合することもできる。
成分Aの配合量は、樹脂ペースト組成物(総量)の0.01〜50重量%とするのが好ましく、0.1〜40重量%とするのが更に好ましく、1〜30重量%とするのが特に好ましい。成分Aの配合量が0.01重量%未満では、樹脂ペースト組成物の粘度が著しく高くなり、その作製時の作業性及び使用時の塗布作業性が悪くなる傾向がある。50重量%を超えると、樹脂ペースト組成物の粘度が著しく低くなり、また、その接着力が著しく低下する傾向がある。
本発明の樹脂ペースト組成物は、上記したように、ブタジエンオリゴマー(成分B)を含有する。
ここで、ブタジエンオリゴマー(成分B)としては、化8
ここで、ブタジエンオリゴマー(成分B)としては、化8
(化8の式中、各々のRは独立に水素、カルボキシル基又はCH2−CH2−OHであり、a及びbは各々独立に繰り返し単位数を示す0又は1以上の整数である。)の構造式で表される、数平均分子量が100〜5000、粘度が0.1〜100Pa・s/45℃、オリゴマー骨格の50%以上が1,2−ビニル結合であるオリゴマー、又は水酸基あるいはカルボキシル基を有する同オリゴマー、又は、その水素添加物、又は、その誘導体を用いることができる。水素添加物としては、ヨウ素価が100Img/100g以下のものが好ましい。
誘導体としては、次の化9
あるいは、Rがカルボキシル基であるときの前記化8のオリゴマー又はその水素添加物とビスフェノール型エポキシ樹脂との反応物を用いることができる。
あるいは、Rが水素であるときの前記化8のオリゴマーとマレイン酸との反応物を用いることもできる。
なお、ここで例示した成分Bは、単独で使用することも、2種以上を組み合わせて使用することもできる。
成分Bの配合量は、樹脂ペースト組成物(総量)の0.01〜50重量%とするのが好ましく、0.1〜40重量%とするのが更に好ましく、1〜30重量%するのが特に好ましい。成分Bの配合量が0.01重量%未満では、樹脂ペースト組成物の接着力が著しく低下する傾向がある。50重量%を超えると、樹脂ペースト組成物の粘度が著しく高くなり、その作製時の作業性及び使用時の塗布作業性が悪くなる傾向がある。
本発明の樹脂ペースト組成物は、上記したように、ラジカル開始剤(成分C)を含有する。
ここで、ラジカル開始剤(成分C)としては、ボイド等の点から過酸化物が好ましく用いられ、また、樹脂ペースト組成物の硬化性および粘度安定性の点から、その分解温度が50〜200℃の過酸化物が好ましい。
ここで、ラジカル開始剤(成分C)としては、ボイド等の点から過酸化物が好ましく用いられ、また、樹脂ペースト組成物の硬化性および粘度安定性の点から、その分解温度が50〜200℃の過酸化物が好ましい。
上記(ラジカル開始剤としての)過酸化物としては、例えばメチルエチルケトンパーオキシド、メチルイソブチルケトンパーオキシド、シクロヘキサノンパーオキシド、メチルシクロヘキサノンパーオキシド、アセチルアセトンパーオキシド、イソブチルパーオキシド、o−メチルベンゾイルパーオキシド、ビス−3,5,5−トリメチルヘキサノイルパーオキシド、ラウロイルパーオキシド、ベンゾイルパーオキシド、2,4,4−トリメチルペンチル−2−ヒドロパーオキシド、ジイソプロピルベンゼンパーオキシド、クメンヒドロパーオキシド、tert−ブチルヒドロパーオキシド、ジクミルパーオキシド、2,5−ジメチル−2,5−ジ(tert−ブチルパーオキシ)ヘキサン、1,3−ビス(tert−ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼン、tert−ブチルクミルパーオキシド、ジ−tert−ブチルパーオキシド、2,5−ジメチル−2,5−ジ(tert−ブチルパーオキシ)ヘキシン−3、1,1−ジ−tert−ブチルパーオキシ−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、1,1−ジ−tert−ブチルパーオキシシクロヘキサン、2,2−ジ(tert−ブチルパーオキシ)ブタン、4,4−ジ−tert−ブチルパーオキシバレリック酸−n−ブチルエステル、2,4,4−トリメチルペンチルパーオキシフェノキシアセトン、α−クミルパーオキシネオデカノエート、tert−ブチルパーオキシネオデカノエート、tert−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、tert−ブチルパーオキシイソブチレート、ジ−tert−ブチルパーオキシヘキサヒドロテレフタレート、tert−ブチルパーオキシアセテート、tert−ブチルパーオキシベンゾエート等がある。
なお、ここで例示した成分Cは、単独で使用することも、2種以上を組み合わせて使用することもできる。
なお、ここで例示した成分Cは、単独で使用することも、2種以上を組み合わせて使用することもできる。
成分Cの配合量は、樹脂ペースト組成物(総量)の0.01〜20重量%とするのが好ましく、0.05〜10重量%とするのが更に好ましく、0.1〜5重量%とするのが特に好ましい。成分Cの配合量が0.01重量%未満では、樹脂ペースト組成物の接着力が著しく低下する傾向がある。20重量%を超えると、樹脂ペースト組成物の粘度安定性が著しく低下し、また、その接着力が著しく低下する傾向がある。
本発明の樹脂ペースト組成物は、上記したように、エポキシ樹脂(成分D)を含有する。
ここで、エポキシ樹脂(成分D)としては、1分子中に2個以上のエポキシ基を有する化合物であれば特に制限はない。例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂〔AER−X8501(旭化成工業社製、商品名)、R−301(油化シェルエポキシ社製、商品名)、YL−980(油化シェルエポキシ社製、商品名)、エピコート828(油化シェルエポキシ社製、商品名)〕、ビスフェノールF型エポキシ樹脂〔YDF−170(東都化成社製、商品名)〕、ビスフェノールAD型エポキシ樹脂〔R−1710(三井化学社製、商品名)〕、フェノールノボラック型エポキシ樹脂〔N−730S(大日本インキ化学工業社製、商品名)、Quatrex−2010(ダウ・ケミカル社製、商品名)〕、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂〔YDCN−702S(東都化成社製、商品名)、EOCN−100(日本化薬社製、商品名)〕、多官能エポキシ樹脂〔EPPN−501(日本化薬社製、商品名)、TACTIX−742(ダウ・ケミカル社製、商品名)、VG−3010(三井化学社製、商品名)、1032S(油化シェルエポキシ社製、商品名)〕、ナフタレン骨格を有するエポキシ樹脂〔HP−4032(大日本インキ化学工業社製、商品名)〕、脂環式エポキシ樹脂〔CEL−3000(ダイセル化学工業社製、商品名)〕、エポキシ化ポリブタジエン〔PB−4700(ダイセル化学工業社製、商品名)〕、アミン型エポキシ樹脂〔ELM−100(住友化学工業社製、商品名)、YH−434L(東都化成社製、商品名)〕、レゾルシン型エポキシ樹脂〔デナコールEX−201(ナガセ化成工業社製、商品名)〕、ネオペンチルグリコール型エポキシ樹脂〔デナコールEX−211(ナガセ化成工業社製、商品名)〕、ヘキサンディネルグリコール型エポキシ樹脂〔デナコールEX−212(ナガセ化成工業社製、商品名)〕、エチレン・プロピレングリコール型エポキシ樹脂〔デナコールEX−810、811、850、851、821、830、832、841、861(ナガセ化成工業社製、商品名)〕、次の化11
ここで、エポキシ樹脂(成分D)としては、1分子中に2個以上のエポキシ基を有する化合物であれば特に制限はない。例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂〔AER−X8501(旭化成工業社製、商品名)、R−301(油化シェルエポキシ社製、商品名)、YL−980(油化シェルエポキシ社製、商品名)、エピコート828(油化シェルエポキシ社製、商品名)〕、ビスフェノールF型エポキシ樹脂〔YDF−170(東都化成社製、商品名)〕、ビスフェノールAD型エポキシ樹脂〔R−1710(三井化学社製、商品名)〕、フェノールノボラック型エポキシ樹脂〔N−730S(大日本インキ化学工業社製、商品名)、Quatrex−2010(ダウ・ケミカル社製、商品名)〕、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂〔YDCN−702S(東都化成社製、商品名)、EOCN−100(日本化薬社製、商品名)〕、多官能エポキシ樹脂〔EPPN−501(日本化薬社製、商品名)、TACTIX−742(ダウ・ケミカル社製、商品名)、VG−3010(三井化学社製、商品名)、1032S(油化シェルエポキシ社製、商品名)〕、ナフタレン骨格を有するエポキシ樹脂〔HP−4032(大日本インキ化学工業社製、商品名)〕、脂環式エポキシ樹脂〔CEL−3000(ダイセル化学工業社製、商品名)〕、エポキシ化ポリブタジエン〔PB−4700(ダイセル化学工業社製、商品名)〕、アミン型エポキシ樹脂〔ELM−100(住友化学工業社製、商品名)、YH−434L(東都化成社製、商品名)〕、レゾルシン型エポキシ樹脂〔デナコールEX−201(ナガセ化成工業社製、商品名)〕、ネオペンチルグリコール型エポキシ樹脂〔デナコールEX−211(ナガセ化成工業社製、商品名)〕、ヘキサンディネルグリコール型エポキシ樹脂〔デナコールEX−212(ナガセ化成工業社製、商品名)〕、エチレン・プロピレングリコール型エポキシ樹脂〔デナコールEX−810、811、850、851、821、830、832、841、861(ナガセ化成工業社製、商品名)〕、次の化11
エポキシ樹脂(成分D)の配合量は、成分Aと成分Bの合計量100重量部に対して0.01〜100重量部を使用するのが好ましく、3〜30重量部を使用するのが更に好ましい。0.01重量部未満あるいは100重量部を超えると、接着力が著しく低下する傾向がある。
なお、エポキシ樹脂(成分D)の一部に、PGE(日本化薬社製、商品名)、PP−101(東都化成社製、商品名)、ED−502、509(旭電化工業(株)商品名)、YED−122(油化シェルエポキシ社製、商品名)、KBM−403(信越化学工業社製、商品名)、TSL−8350、8355、9905(東芝シリコーン社製、商品名)等の、1分子中に1個のエポキシ基を有する化合物(単官能エポキシ化合物)を使用してもよい。その場合、単官能エポキシ化合物の配合量は、樹脂ペースト組成物の特性を阻害しない範囲とする。通常は、エポキシ樹脂(成分D)の合計量100重量部に対して10重量部以下である。
本発明の樹脂ペースト組成物は、上記したように、エポキシ樹脂硬化剤(成分E)を含有する。
用いるエポキシ樹脂硬化剤(成分E)としては、ジシアンジアミド、次の化12
用いるエポキシ樹脂硬化剤(成分E)としては、ジシアンジアミド、次の化12
エポキシ樹脂硬化剤(成分E)の配合量は、エポキシ樹脂(成分D)の量100重量部に対して0.01〜90重量部が好ましく、0.1〜70重量部が更に好ましい。
なお、必要に応じて硬化促進剤を添加することができる。硬化促進剤としては、有機ボロン塩化合物〔市販品としては、EMZ・K、TPPK(北興化学工業社製、商品名)等〕、三級アミン類又はその塩〔DBU、U−CAT102、106、830、840、5002(いずれもサンアプロ社商品名)等〕、イミダゾール類〔キュアゾール2P4MHZ、C17Z、2PZ−OK、2PHZ(いずれも四国化成工業社製、商品名)〕などがある。硬化促進剤の配合量は、通常、エポキシ樹脂(成分D)100重量部に対して20重量部以下が好ましい。エポキシ樹脂硬化剤(成分E)および必要に応じて添加する硬化促進剤は、それぞれ単独種を用いてもよく、複数種の硬化剤及び硬化促進剤を適宜組み合わせて用いてもよい。
本発明の樹脂ペースト組成物は、上記したように、フィラー(成分F)を含有する。フィラー(成分F)としては、例えば、金、銀、銅、マンガン、ニッケル、鉄、アルミニウム、ステンレスの単独もしくは合金、また、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、ホウ酸アルミ等の粉体、さらには、ポリ(ビニリデンフルオライド)等のポリマー粒子、導電性成分とポリマー粒子の複合粒子等がある。
フィラー(成分F)の配合量は、樹脂ペースト組成物(総量)の1〜95重量%とするのが好ましく、5〜90重量%とするのが更に好ましく、10〜85重量%とするのが特に好ましい。この配合量が1重量%未満であると、樹脂ペースト組成物の粘度が著しく低くなり、これを用いたときの塗布作業性が悪くなる、また、その接着力が著しく低下する傾向がある。95重量%を超えると、樹脂ペースト組成物の粘度が著しく高くなり、樹脂ペースト組成物を調製するときの作業性が悪くなり、またこれを用いたときの塗布作業性が悪くなる傾向がある。
本発明の樹脂ペースト組成物には、必要に応じて更に、酸化カルシウム、酸化マグネシウム等の吸湿剤、シランカップリング剤、チタネートカップリング剤、アルミニウムカップリング剤、ジルコアルミネートカップリング剤等の接着力向上剤、ノニオン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤等の濡れ向上剤、シリコーン油等の消泡剤、無機イオン交換体等のイオントラップ剤、重合禁止剤等を適宜添加することができる。
ここで、シランカップリング剤としては、例えば、ビニルトリス(β−メトキシエトキシ)シラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、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−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、ヘキサメチルジシラザン、N,O−(ビストリメチルシリル)アセトアミド、N−メチル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、4,5−ジヒドロイミダゾールプロピルトリエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、3−シアノプロピルトリメトキシシラン、メチルトリ(メタクリロイルオキシエトキシ)シラン、メチルトリ(グリシジルオキシ)シラン、2−エチルヘキシル−2−エチルヘキシルホスホネート、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、γ−アニリノプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、N−トリメチルシリルアセトアミド、ジメチルトリメチルシリルアミン、ジエチルトリメチルシリルアミン、トリメチルシリルイミダゾール、トリメチルシリルイソシアネート、ジメチルシリルジイソシアネート、メチルシリルトリイソシアネート、ビニルシリルトリイソシアネート、フェニルシリルトリイソシアンネート、テトライソシアネートシラン、エトキシシラントリイソシアネート等がある。
上記チタネートカップリング剤としては、例えば、イソプロピルトリイソステアロイルチタネート、イソプロピルトリオクタノイルチタネート、イソプロピルジメタクリルイソステアロイルチタネート、イソプロピルトリドデシルベンゼンスルホニルチタネート、イソプロピルイソステアロイルジアクリルチタネート、イソプロピルトリ(ジオクチルホスフェート)チタネート、イソプロピルトリクミルフェニルチタネート、イソプロピルトリス(ジオクチルパイロホスフェート)チタネート、テトライソプロピルビス(ジオクチルホスファイト)チタネート、テトラオクチルビス(ジトリデシルホスファイト)チタネート、テトラ(2,2−ジアリルオキシメチル−1−ブチル)ビス(ジトリデシル)ホスファイトチタネート、ジクミルフェニルオキシアセテートチタネート、ビス(ジオクチルパイロホスフェート)オキシアセテートチタネート、ジイソステアロイルエチレンチタネート、ビス(ジオクチルパイロホスフェート)エチレンチタネート、ジイソプロポキシビス(2,4−ペンタジオネート)チタニウム(IV)、ジイソプロピルビストリエタノールアミノチタネート、チタニウムラクテート、アセトアセティックエステルチタネート、ジ−i−プロポキシビス(アセチルアセトナト)チタン、ジ−n−ブトキシビス(トリエタノールアミナト)チタン、ジヒドロキシビス(ラクタト)チタン、チタニウム−i−プロポキシオクチレングリコレート、チタニウムステアレート、トリ−n−ブトキシチタンモノステアレート、チタンラクテートエチルエステル、チタントリエタノールアミネート等がある。
重合禁止剤としては、例えば、キノン類、ヒドロキノン、ニトロ・ニトロソ化合物、アミン類、ポリオキシ化合物、p−tert−ブチルカテコール、ピクリン酸、ジチオベンゾイルジスルフィド等の含硫黄化合物、塩化第二銅、ジフェニルピクリルヒドラジル、トリ−p−ニトロフェニルメチル、トリフェニルフェルダジル、N−(3−N−オキシアニリノ−1,3−ジメチルブチリデン)アニリンオキシド等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
本発明の樹脂ペースト組成物には、必要に応じて更に、ブリード抑制剤を添加することができる。ブリード抑制剤としては、例えば、パーフロロオクタン酸、オクタン酸アミド、オレイン酸等の脂肪酸、パーフロロオクチルエチルアクリレート、シリコーン等がある。
本発明の樹脂ペースト組成物を製造する場合は、撹拌器、ライカイ機、3本ロール、プラネタリーミキサー等の分散・溶解装置を適宜組み合わせた装置に、各々、アクリル酸エステル又はメタクリル酸エステル(成分A)と、ブタジエンオリゴマー(成分B)と、ラジカル開始剤(成分C)と、エポキシ樹脂(成分D)と、エポキシ樹脂硬化剤(成分E)と、フィラー(成分F)と、必要に応じて加える各種添加剤とを、一括に又は分割して投入し、混合、溶解、解粒混練又は分散させ、必要に応じて加熱し、均一なペースト状とする。
また、得られた樹脂ペースト組成物を用い、半導体素子と支持部材とを接着した後、これを封止材で封止することにより半導体装置を製造することができる。
本発明の樹脂ペースト組成物を用いて、半導体素子を支持部材、例えば、銅リードフレーム、ガラスエポキシ基板(ガラス繊維強化エポキシ樹脂からなる基板)、BT基板(シアネートモノマー及びそのオリゴマーとビスマレイミドからなるBTレジン使用基板)、ポリイミドフィルム等の有機基板等の支持部材に接着させるには、先ずこれらの支持部材の上に樹脂ペースト組成物をディスペンス法、スクリーン印刷法、スタンピング法等により塗布した後、半導体素子を圧着し、その後オーブン、ヒートブロック等の加熱装置を用いて加熱硬化することにより行うことができる。さらに、必要に応じてワイヤボンド工程、封止工程等を経ることにより完成された半導体装置とすることができる。
本発明の樹脂ペースト組成物を用いて、半導体素子を支持部材、例えば、銅リードフレーム、ガラスエポキシ基板(ガラス繊維強化エポキシ樹脂からなる基板)、BT基板(シアネートモノマー及びそのオリゴマーとビスマレイミドからなるBTレジン使用基板)、ポリイミドフィルム等の有機基板等の支持部材に接着させるには、先ずこれらの支持部材の上に樹脂ペースト組成物をディスペンス法、スクリーン印刷法、スタンピング法等により塗布した後、半導体素子を圧着し、その後オーブン、ヒートブロック等の加熱装置を用いて加熱硬化することにより行うことができる。さらに、必要に応じてワイヤボンド工程、封止工程等を経ることにより完成された半導体装置とすることができる。
比較例及び実施例
以下、比較例及び実施例により本発明を更に具体的に説明する。
<用いた材料>
ここで用いた材料は、下記の方法で作製したもの、あるいは入手したものである。
・エポキシ樹脂溶液の調製:YDF−170(東都化成社製、商品名、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、エポキシ当量=170)11重量部及びTL−980(油化シェルエポキシ社製、商品名、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、エポキシ当量=185)11重量部を80℃に加熱し、1時間撹拌を続け、均一なエポキシ樹脂溶液を得た。
・硬化剤の調製:H−1(明和化成社製、商品名、フェノールノボラック樹脂、OH当量=106)2.0重量部及び希釈剤としてPP−101(東都化成社製、商品名、アルキルフェニルグリシジルエーテル、エポキシ当量=230)4.0重量部を100℃に加熱し、1時間撹拌を続け、均一なフェノール樹脂溶液を得た。
・硬化促進剤:2P4MHZ(四国化成社製、商品名、2−フェニル−4−メチル−5−ヒドロキシメチルイミダゾール)
・フィラー:TCG−1(徳力化学研究所製、商品名、銀粉)
以下、比較例及び実施例により本発明を更に具体的に説明する。
<用いた材料>
ここで用いた材料は、下記の方法で作製したもの、あるいは入手したものである。
・エポキシ樹脂溶液の調製:YDF−170(東都化成社製、商品名、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、エポキシ当量=170)11重量部及びTL−980(油化シェルエポキシ社製、商品名、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、エポキシ当量=185)11重量部を80℃に加熱し、1時間撹拌を続け、均一なエポキシ樹脂溶液を得た。
・硬化剤の調製:H−1(明和化成社製、商品名、フェノールノボラック樹脂、OH当量=106)2.0重量部及び希釈剤としてPP−101(東都化成社製、商品名、アルキルフェニルグリシジルエーテル、エポキシ当量=230)4.0重量部を100℃に加熱し、1時間撹拌を続け、均一なフェノール樹脂溶液を得た。
・硬化促進剤:2P4MHZ(四国化成社製、商品名、2−フェニル−4−メチル−5−ヒドロキシメチルイミダゾール)
・フィラー:TCG−1(徳力化学研究所製、商品名、銀粉)
・アクリル酸エステル:R−712(日本化薬社製、商品名、α−フェニル−ω−アクリロイオキシポリオキシエチレンホルムアルデヒド重縮合物)
・ブタジエンオリゴマー:BF−1000(日本曹達製、商品名、エポキシ化ポリブタジエン)
・ラジカル開始剤:パーブチルZ(日本油脂社製、商品名、tert−ブチルパーオキシベンゾエート)
・エポキシ樹脂:エピコート828(油化シェルエポキシ社製、商品名、ビスフェノールA型エポキシ樹脂)
・エポキシ樹脂硬化剤:DICY−7(油化シェルエポキシ社製、商品名、ジシアンジアミド)
・エポキシ樹脂硬化促進剤:キュアゾール2PHZ(四国化成工業社製、商品名、2−フェニル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾール)
・ラジカル開始剤:パーブチルZ(日本油脂社製、商品名、tert−ブチルパーオキシベンゾエート)
・エポキシ樹脂:エピコート828(油化シェルエポキシ社製、商品名、ビスフェノールA型エポキシ樹脂)
・エポキシ樹脂硬化剤:DICY−7(油化シェルエポキシ社製、商品名、ジシアンジアミド)
・エポキシ樹脂硬化促進剤:キュアゾール2PHZ(四国化成工業社製、商品名、2−フェニル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾール)
<物性の測定方法>
樹脂ペースト組成物の特性(粘度、ピール強度、及び耐半田リフロー性)の測定方法は次の通り。
(1)粘度:EHD型回転粘度計(東京計器社製)で、3°コーンを用いて25℃における粘度(Pa・s)を測定した。
(2)ピール強度:樹脂ペースト組成物を銅リードフレーム又はガラスエポキシ基板上に約3.2mgを塗布し、この上に8mm×8mmのSiチップ(厚さ0.4mm)を圧着し、さらにオーブンで150℃まで30分で昇温し150℃で1時間硬化させた。その後、自動接着力測定装置(日立化成工業社製、内製)を用い、240℃における引き剥がし強さ(N/64mm2)を測定した。
樹脂ペースト組成物の特性(粘度、ピール強度、及び耐半田リフロー性)の測定方法は次の通り。
(1)粘度:EHD型回転粘度計(東京計器社製)で、3°コーンを用いて25℃における粘度(Pa・s)を測定した。
(2)ピール強度:樹脂ペースト組成物を銅リードフレーム又はガラスエポキシ基板上に約3.2mgを塗布し、この上に8mm×8mmのSiチップ(厚さ0.4mm)を圧着し、さらにオーブンで150℃まで30分で昇温し150℃で1時間硬化させた。その後、自動接着力測定装置(日立化成工業社製、内製)を用い、240℃における引き剥がし強さ(N/64mm2)を測定した。
(3)耐半田リフロー性:樹脂ペースト組成物を用い、銅リードフレーム又はガラスエポキシ基板とSiチップとを、下記の硬化条件により硬化させ接着した。その後、日立化成工業製エポキシ封止材(商品名CEL−9200)により封止し、耐半田リフロー試験用パッケージを得た。そのパッケージを温度及び湿度がそれぞれ85℃、60%の条件に設定された恒温恒湿槽中で168時間吸湿させ、その後、240℃/10秒のリフロー条件で半田リフローを行い、パッケージの外部クラックの発生数を顕微鏡(倍率:15倍)で、また、パッケージの内部クラックの発生数を超音波顕微鏡で観察した。結果は、5個のサンプルについてクラックの発生したサンプル数で示した。
(支持部材:銅リードフレーム)
チップサイズ:8mm×10mm(厚さ0.4mm)
パッケージ:QFP、14mm×20mm×2mm
硬化条件:150℃まで30分で昇温、150℃で1時間硬化
(支持部材:ガラスエポキシ基板)
チップサイズ:10mm×10mm(厚さ0.4mm)
パッケージ:OMPAC型BGA、24mm×24mm×1.5mm
硬化条件:150℃まで30分で昇温、150℃で1時間硬化
(支持部材:銅リードフレーム)
チップサイズ:8mm×10mm(厚さ0.4mm)
パッケージ:QFP、14mm×20mm×2mm
硬化条件:150℃まで30分で昇温、150℃で1時間硬化
(支持部材:ガラスエポキシ基板)
チップサイズ:10mm×10mm(厚さ0.4mm)
パッケージ:OMPAC型BGA、24mm×24mm×1.5mm
硬化条件:150℃まで30分で昇温、150℃で1時間硬化
<樹脂ペースト組成物の調製及びその評価試験結果>
表1に示した各材料をライカイ機に投入し、混合・混練した後、5Torr以下で30分間脱泡処理を行い、樹脂ペースト組成物(比較例及び実施例。配合組成については、比較例1と2は同じであり、実施例1と2も同じである)を得た。
また、支持部材を銅リードフレームとガラスエポキシ基板の二通りに変えて、得られた樹脂ペースト組成物の特性(粘度、ピール強度、及び耐半田リフロー性)を調べた。その結果を同じく表1に示した。
表1に示した各材料をライカイ機に投入し、混合・混練した後、5Torr以下で30分間脱泡処理を行い、樹脂ペースト組成物(比較例及び実施例。配合組成については、比較例1と2は同じであり、実施例1と2も同じである)を得た。
また、支持部材を銅リードフレームとガラスエポキシ基板の二通りに変えて、得られた樹脂ペースト組成物の特性(粘度、ピール強度、及び耐半田リフロー性)を調べた。その結果を同じく表1に示した。
表1の結果から、本発明の樹脂ペースト組成物(実施例)は比較例の樹脂ペースト組成物よりもピール強度が高く良好な値を示し、耐半田リフロー性も優れていた。このことから、本発明の樹脂ペースト組成物によれば、銅リードフレーム及び有機基板を使用した際にも信頼性の高いパッケージが得られることを確認した。
Claims (4)
- アクリル酸エステル又はメタクリル酸エステル(成分A)の含有量は樹脂ペースト組成物の0.01〜50重量%であり、
ブタジエンオリゴマー(成分B)の含有量は樹脂ペースト組成物の0.01〜50重量%であり、
ラジカル開始剤(成分C)の含有量は樹脂ペースト組成物の0.01〜20重量%であり、
エポキシ樹脂(成分D)の含有量は、上記成分Aと成分Bとの合計量100重量部に対して0.01〜100重量部であり、
エポキシ樹脂硬化剤(成分E)の含有量は、上記成分D100重量部に対して0.01〜90重量部であり、
フィラー(成分F)の含有量は、樹脂ペースト組成物の1〜95重量%である、請求項1の樹脂ペースト組成物。 - 化1のアクリル酸エステル又はメタクリル酸エステルの含有量は、アクリル酸エステル又はメタクリル酸エステル(成分A)の合計量100重量部に対して、0.01〜90重量部である、請求項2の樹脂ペースト組成物。
- 支持部材に、請求項1〜3のいずれかの樹脂ペースト組成物を用いて半導体素子を接着し、封止した半導体装置。
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JP2003397118A JP2005154633A (ja) | 2003-11-27 | 2003-11-27 | 樹脂ペースト組成物及びこれを用いた半導体装置 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009043296A (ja) * | 2007-08-06 | 2009-02-26 | Bridgestone Corp | ハードディスク装置用ガスケット形成材料及びそれを用いたハードディスク装置用ガスケット |
JP2010222398A (ja) * | 2009-03-19 | 2010-10-07 | Hitachi Chem Co Ltd | 樹脂ペースト組成物及び半導体装置 |
JP2010222452A (ja) * | 2009-03-23 | 2010-10-07 | Hitachi Chem Co Ltd | 樹脂ペースト組成物及びそれを用いた半導体装置 |
WO2012105550A1 (ja) | 2011-01-31 | 2012-08-09 | 住友ベークライト株式会社 | 樹脂組成物および半導体装置 |
KR20190026049A (ko) | 2016-08-19 | 2019-03-12 | 스미또모 베이크라이트 가부시키가이샤 | 다이 어태치 페이스트 및 반도체 장치 |
-
2003
- 2003-11-27 JP JP2003397118A patent/JP2005154633A/ja active Pending
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