JP2005247896A - 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 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】分子内にアルコール性水酸基を有する(メタ)アクリル酸エステル化合物と、一般式(1)で示される繰り返しユニットの両末端が水酸基である化合物と、イソホロンジイソシアネートとを反応させて得られるウレタンアクリレート、(メタ)アクリル基を有する反応性希釈剤、室温で液状のエポキシ化合物、一般式(2)で示されるイミダゾール誘導体、有機過酸化物、充填材を必須成分とし、光重合開始剤を含まない樹脂組成物。
【化1】
一般式(1)中のRは炭素数3〜6の炭化水素であり、nは2〜50の整数である。
【化2】
一般式(2)中のR1は炭素数1〜20の炭化水素であり、R2、R3はそれぞれ水素又はメチル基である。
Description
ここでPBGA等に代表される有機基板を使用するパッケージの場合、半導体チップを接着する部位はソルダーレジストで覆われていることが多く、ダイアタッチ材料により高いリフロー耐性を持たせるためにはダイアタッチ材料自体のソルダーレジストへの接着力をより一層高める必要があり、特許文献1などに記載されているが、同時に半導体チップと有機基板の熱膨張係数の差に基づく熱応力を吸収するため低応力性も併せ持つ必要もあり、現在主流であるエポキシ樹脂系のダイアタッチペーストの場合には、ソルダーレジストへの密着性と良好な低応力性との両立が困難であるため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製品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。
[1] (A)分子内にアルコール性水酸基を有する(メタ)アクリル酸エステル化合物と、一般式(1)で示される繰り返しユニットの両末端が水酸基である化合物と、イソホロンジイソシアネートとを反応させて得られるウレタンアクリレート、(B)(メタ)アクリル基を有する反応性希釈剤、(C)室温で液状のエポキシ化合物、(D)一般式(2)で示されるイミダゾール誘導体、(E)有機過酸化物、(F)充填材を必須成分とし、成分(A)が成分(C)に対し100〜500重量%、成分(D)が成分(C)に対し0.5〜5重量%、成分(E)が成分(A)と成分(B)の和に対して0.5〜5重量%含まれ、かつ光重合開始剤を含まないことを特徴とする樹脂組成物。
[3] 一般式(1)で示される繰り返しユニットの両末端が水酸基である化合物がポリテトラメチレングリコールジオールである[1]又は[2]項記載の樹脂組成物。
[4] 室温で液状のエポキシ化合物(C)が一般式(3)で示される化合物である[1][2]又は[3]項記載の樹脂組成物。
[6] [1]〜[5]項のいずれかに記載の樹脂組成物をダイアタッチ材料として用いて製作されることを特徴とする半導体装置。
本発明では、室温で液状のエポキシ化合物(C)を使用するが、これはエポキシ化合物を併用することによって始めて十分な接着力と低応力性を両立できるからで、エポキシ化合物を配合しない場合には十分な接着力を得られない。また室温で液状に限定しているが、これは室温で液状でないと樹脂組成物の粘度が高くなりすぎ実用上問題があるためである。ここで室温で液状のエポキシ化合物とは他のエポキシ化合物と混合等することで液状であれば問題なく使用することができる。室温で液状のエポキシ化合物であれば特に構造は限定されないが、一般式(3)に示されるグリシジルアミン型の液状化合物がより良好な接着性を示すため好ましい。また化合物(A)に対する化合物(C)の配合量は20〜100重量%に限定される。化合物(A)がこれよりも少ないと低応力性が悪化し、多い場合には十分な接着力を得ることができないためである。
本発明に用いる充填材(F)としては、通常銀粉が使用されるが、金粉、窒化アルミニウム、炭酸カルシウム、シリカ、アルミナ等も使用可能である。
本発明の樹脂組成物には、必要によりカップリング剤、消泡剤、界面活性剤等の添加剤を用いることができる。
本発明の樹脂組成物は、例えば各成分を予備混合した後、3本ロールを用いて混練した後真空下脱泡することにより製造することができる。
本発明の樹脂組成物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。
化合物(A)としてはNKオリゴ UA160TM(新中村化学工業(株)製、2−ヒドロキシエチルアクリレートとポリテトラメチレングリコールジオールとイソホロンジイソシアネートとの反応生成物、以下、ウレタンアクリレート)を、成分(B)としては、ラウリルアクリレート(共栄社化学(株)製、ライトエステルLA、以下LA)を、成分(C)としては、エピコート630(ジャパンエポキシレジン(株)製、一般式(3)のR4が水素、以下E−630)を成分(D)としてはキュアゾール2MZ−A(四国化成工業(株)製、一般式(2)のR1がメチル基、R2、R3がそれぞれ水素、以下2MZ−A)、成分(E)としてジクミルパーオキサイド(日本油脂(株)製、パークミルD、急速加熱試験における分解温度:126℃、以下開始剤)、成分(F)として平均粒径3μm、最大粒径20μmのフレーク状銀粉(以下銀粉)を使用した。メタクリ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−503、以下メタクリルシラン)、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、以下エポキシシラン)を表1のように配合し、3本ロールを用いて混練し、脱泡することで樹脂組成物を得た。配合割合は重量部である。
使用する室温で液状のエポキシ化合物(C)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)を使用した以外は実施例1と同様に樹脂組成物を作成した。
表1に示す割合で配合し実施例1と同様に樹脂組成物を得た。
[比較例3]
キュアゾール2MZ(四国化成工業(株)製、以下2MZ)を使用した以外は実施例1と同様に樹脂組成物を作成した。
[実施例4]
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)を使用し実施例1と同様に樹脂組成物を作成した。
評価方法
・粘度:E型粘度計(3°コーン)を用い25℃、2.5rpmでの値をダイアタッチペースト作製直後と25℃、48時間放置後に測定した。作製直後の粘度が15〜25Pa.sの範囲内で、かつ48時間後の粘度増加率が20%未満の場合を合格とした。粘度増加率の単位は%。
・接着強度:ペーストを用いて、6×6mmのシリコンチップをPBGAの基板(BTコア、ソルダーレジストは太陽インキ製造(株)製、PSR4000AUS308)にマウントし、150℃オーブン中15分硬化した。硬化後ならびに吸湿(85℃、85%、72時間)処理後に自動接着力測定装置を用い260℃での熱時ダイシェア強度を測定した。260℃熱時ダイシェア強度が80N/チップ以上の場合を合格とした。接着強度の単位はN/チップ。
・反り量及び耐リフロー性:表1に示す樹脂組成物を用い、下記の基板とシリコンチップを150℃15分間硬化し接着した。硬化後のチップ表面の反り量を表面粗さ計にて測定し、反り量が50um以下のものを合格とした。また同様にしてダイボンドした基板を封止材料(スミコンEME−G770、住友ベークライト(株)製)を用い封止し、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)を行なった。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。剥離面積の単位は%。
パッケージ:35x35mmPBGA
基板:BTコア、0.56mm厚
ソルダーレジスト:太陽インキ製造(株)製、PSR4000AUS308
チップサイズ:10×10mm
ダイアタッチペースト硬化条件:オーブン中150℃、15分
Claims (6)
- (A)分子内にアルコール性水酸基を有する(メタ)アクリル酸エステル化合物と、一般式(1)で示される繰り返しユニットの両末端が水酸基である化合物と、イソホロンジイソシアネートとを反応させて得られるウレタンアクリレート、(B)(メタ)アクリル基を有する反応性希釈剤、(C)室温で液状のエポキシ化合物、(D)一般式(2)で示されるイミダゾール誘導体、(E)有機過酸化物、(F)充填材を必須成分とし、成分(A)が成分(C)に対し100〜500重量%、成分(D)が成分(C)に対し0.5〜5重量%、成分(E)が成分(A)と成分(B)の和に対して0.5〜5重量%含まれ、かつ光重合開始剤を含まないことを特徴とする樹脂組成物。
- 分子内にアルコール性水酸基を有する(メタ)アクリル酸エステル化合物が2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートである請求項1記載の樹脂組成物。
- 一般式(1)で示される繰り返しユニットの両末端が水酸基である化合物がポリテトラメチレングリコールジオールである請求項1又は2記載の樹脂組成物。
- 一般式(2)で示されるイミダゾール誘導体(D)のR1がメチル基、R2、R3がそれぞれ水素である請求項1〜4のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
- 請求項1〜5のいずれかに記載の樹脂組成物をダイアタッチ材料として用いて製作されることを特徴とする半導体装置。
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