JP2006137842A - 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

Abstract

【課題】 良好な接着力と良好な低応力性を併せ持つ樹脂組成物及び該樹脂組成物を半導体用ダイアタッチ材料またはヒートシンクアタッチ材料とすることにより信頼性に優れた半導体装置を提供する。
【解決手段】 主鎖骨格に一般式（１）で示される構造を含み、かつ少なくとも２つのラジカル重合可能な炭素−炭素不飽和結合を有する化合物（Ａ）、一般式（２）及び／又は一般式（３）を含む化合物（Ｂ）、充填材（Ｃ）を必須成分とすることを特徴とする樹脂組成物。
【化７】

【化８】

【化９】

Description

本発明は、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に関するものである。

環境対応の一環として半導体製品からの鉛撤廃が進められている中、半導体パッケージの外装めっきからの脱鉛化の目的でリードフレームのめっきをＮｉ−Ｐｄに変更する場合が増えてきている。ここでＮｉ−Ｐｄめっきは表面のＰｄ層の安定性を向上する目的で薄く金めっき（金フラッシュ）が行われるが、一般にＮｉ−Ｐｄめっきそのものの平滑性および表面の金の存在のため通常の銀めっき銅フレーム等と比較すると接着力が低下する。また基板実装時に使用する半田も鉛フリー半田が使用されるため、錫−鉛半田の場合よりリフロー温度を高くする必要がある。接着力の低下およびリフロー温度の高温化に基づくストレスの増加のため、リフロー中に半導体パッケージ中に剥離ひいてはクラックが発生しやすくなるため半導体パッケージの構成材料はより高いリフロー耐性を有する必要がある。
一方チップサイズが大きい場合又はヒートシンクを接着する場合には接着面積が大きくなるので接着剤に十分な低応力性が要求される。
このように十分な接着性と十分な低応力性を併せ持つことが要求されているが従来より使用されている樹脂組成物では満足することができなかった。（例えば、特許文献１参照）

特開２０００−２７３３２６号公報

本発明は、良好な接着力と良好な低応力性を併せ持つ樹脂組成物及び該樹脂組成物を半導体用ダイアタッチ材料あるいはヒートシンクアタッチ材料として使用することで信頼性に優れた半導体装置を提供することである。

このような目的は、下記［１］〜［７］に記載の本発明により達成される。
［１］（Ａ）主鎖骨格に一般式（１）で示される構造を含み、かつ少なくとも２つのラジカル重合可能な炭素−炭素不飽和結合を有する化合物、（Ｂ）一般式（２）及び／又は一般式（３）を含む化合物、（Ｃ）充填材を必須成分とすることを特徴とする樹脂組成物。

［２］一般式（２）のＲ²がメチル基である第［１］項記載の樹脂組成物。
［３］一般式（２）のＲ³がすべてフェニル基である第［１］又は［２］項記載の樹脂組成物。
［４］一般式（３）のＲ⁴がメチル基である第［１］、［２］又は［３］項記載の樹脂組成物。
［５］一般式（３）のＲ⁵がすべてフェニル基である第［１］、［２］、［３］又は［４］項記載の樹脂組成物。
［６］充填材（Ｃ）が銀粉である第［１］、［２］、［３］、［４］又は［５］項記載の樹脂組成物。
［７］第［１］〜［６］項のいずれか１項に記載の樹脂組成物をダイアタッチ材料あるいはヒートシンク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。

本発明により、良好な接着力と良好な低応力性を併せ持つ樹脂組成物及び該樹脂組成物を半導体用ダイアタッチ材料またはヒートシンクアタッチ材料として使用した信頼性に優れた半導体装置を提供することが可能となる。

本発明では、主鎖骨格に一般式（１）で示される構造、かつ少なくとも２つのラジカル重合可能な炭素−炭素不飽和結合を有する化合物（Ａ）を用いるが、一般式（１）のＲ¹は炭素数が３から６の炭化水素基に限定されるが、これは炭素数がこれより少ない場合には極性が強すぎ得られた樹脂組成物の耐湿性が悪化するため好ましくなく、これより多い場合には逆に極性が低くなりすぎ目的とする接着力が得られず好ましくないためである。一般式（１）中のＲ¹は、炭素数が３から６の炭化水素基の中でも、テトラメチレン基、メチルエチレン基又はエチルエチレン基であることが好ましい。一般式（１）中のＸは、−Ｏ−、−ＣＯＯ−、又は−ＯＣＯＯ−であり、硬化物に柔軟性を付与するために必要である。繰り返し単位数ｎ１は２〜１００の整数に限定されるがこれは繰り返し単位がこれより少ない場合に目的とする柔軟性を発揮し得ず、逆に多い場合には粘度が高くなりすぎ作業性上好ましくないためである。このような化合物としては例えばポリプロピレングリコールジオールのジ（メタ）アクリレート、ポリテトラメチレンオキサイドジオールのジ（メタ）アクリレート、ポリブチレンオキサイドのジ（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコールジオールのジ（メタ）アクリルアミド、ポリテトラメチレンオキサイドジオールのジ（メタ）アクリルアミド、ポリブチレンオキサイドのジ（メタ）アクリルアミド、ポリプロピレングリコールジオールとマレイミド化脂肪酸のジエステル化物、ポリテトラメチレンオキサイドジオールとマレイミド化脂肪酸のジエステル化物、ポリブチレンオキサイドのとマレイミド化脂肪酸のジエステル化物などが挙げられる。

本発明では一般式（２）及び／又は一般式（３）を含む化合物（Ｂ）を用いるが、これは化合物（Ｂ）を用いることで接着力が飛躍的に向上するためである。一般式（２）で示される化合物は一般式（３）で示される化合物が開環重合したもので、各々単独で使用しても、併用しても差し支えない。特に限定されるわけではないが、化合物（Ｂ）は化合物（Ａ）に対して０．５〜１５重量％含まれることが好ましい。

本発明に用いる充填材（Ｃ）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、ボロンアイトライド、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、必要により反応性希釈剤、消泡剤、界面活性剤等の添加剤およびエポキシ樹脂等を添加することも可能である。更に樹脂組成物の保存性を向上するために各種重合禁止剤、酸化防止剤を予め添加してもよい。

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。例えば、市販のダイボンダーを用いて、リードフレームの所定の部位に導電性ペーストをディスペンス塗布した後、チップをマウントし、ポットプレート上で加熱硬化する。その後、ワイヤーボンディングして、エポキシ樹脂を用いてトランスファー成形することによって半導体装置を製作する。

［実施例１、２、３］
化合物（Ａ）としてはブレンマーＰＤＰ−４００（日本油脂（株）製、繰り返し単位がプロピレンオキサイド、以下、ＰＤＰ−４００）、ブレンマーＰＤＴ−８００（日本油脂（株）製、繰り返し単位がテトラメチレンオキサイド、以下ＰＤＴ−８００）、化合物（Ｂ）としては、ＡＤＤＩＤ６００（Ｗａｃｋｅｒ−Ｃｈｅｍｉｅ ＧｍｂＨ製、一般式（２）のＲ²がメチル基、Ｒ³がすべてフェニル基の化合物と一般式（３）のＲ⁴がメチル基、Ｒ⁵がすべてフェニル基の化合物の混合物、以下ＡＤＤＩＤ６００）、充填材（Ｃ）として平均粒径５μｍ、最大粒径３０μｍのフレーク状銀粉（以下銀粉）を使用した。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）、ＫＢＭ−５０３（信越化学工業（株）製、メタクリル基を有するシランカップリング剤、以下ＫＢＭ−５０３）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。
上記樹脂組成物を用いて半導体装置を一般的な方法にて作製し、動作確認を行ったところこの半導体装置は問題なく作動することを確認した。

［比較例１］
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２］
パークミルＤ（日本油脂（株）製、ジクミルパーオキサイド、急速加熱試験における分解温度：１２６℃、以下ＤＣＰ）を使用する以外は比較例１と同様に樹脂組成物を作製した。得られた樹脂組成物（ダイアタッチペースト）を以下の方法により評価した。評価結果を表１に示す。

評価方法
・粘度：Ｅ型粘度計（３°コーン）を用い２５℃、２．５ｒｐｍでの値を樹脂組成物作製直後に測定した。樹脂組成物作製直後の粘度が１５〜２５Ｐａ・ｓの範囲内の場合を合格とした。単位は、Ｐａ・ｓ。
・接着強度：樹脂組成物を用いて、６×６ｍｍのシリコンチップを金フラッシュしたＮｉ−Ｐｄフレームにマウントし、１５０℃オーブン中６０分硬化した。硬化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。測定値が５０Ｎ／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。
・チップの反り量：樹脂組成物を用いて、６×６ｍｍのシリコンチップを金フラッシュしたＮｉ−Ｐｄフレームにマウントし、１５０℃オーブン中６０分硬化した。硬化後のチップの反り量を表面粗さ計にて測定した。チップの反り量が４０μｍ以下の場合を合格とした。反り量の単位はμｍ。

本発明の樹脂組成物は、良好な接着力と良好な低応力性を併せ持つ本発明をダイアタッチ材料またはヒートシンクアタッチ材料として使用することでこれまでにない高信頼性の半導体パッケージの提供が可能となる。

Claims (7)

1. （Ａ）主鎖骨格に一般式（１）で示される構造を含み、かつ少なくとも２つのラジカル重合可能な炭素−炭素不飽和結合を有する化合物、（Ｂ）一般式（２）及び／又は一般式（３）を含む化合物、（Ｃ）充填材を必須成分とすることを特徴とする樹脂組成物。
   

   

   

   
2. 一般式（２）のＲ²がメチル基である請求項１記載の樹脂組成物。
3. 一般式（２）のＲ³がすべてフェニル基である請求項１又は２記載の樹脂組成物。
4. 一般式（３）のＲ⁴がメチル基である請求項１、２又は３記載の樹脂組成物。
5. 一般式（３）のＲ⁵がすべてフェニル基である請求項１、２、３は４記載の樹脂組成物。
6. 充填材（Ｃ）が銀粉である請求項１、２、３、４又は５記載の樹脂組成物。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の樹脂組成物をダイアタッチ材料あるいはヒートシンク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。