JP2006302834A - Die bonding paste - Google Patents
Die bonding paste Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006302834A JP2006302834A JP2005126780A JP2005126780A JP2006302834A JP 2006302834 A JP2006302834 A JP 2006302834A JP 2005126780 A JP2005126780 A JP 2005126780A JP 2005126780 A JP2005126780 A JP 2005126780A JP 2006302834 A JP2006302834 A JP 2006302834A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- die bonding
- bonding paste
- epoxy resin
- silver powder
- paste
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Abstract
Description
本発明は、ダイボンディングペースト、さらに詳しくは、半導体チップなどの素子をリードフレームに接着させるなどのために使用される、作業性に優れ、かつ熱伝導性および特に金表面との接着性に優れるダイボンディングペーストに関するものである。 The present invention is used for bonding a die bonding paste, more specifically, an element such as a semiconductor chip to a lead frame, etc., and has excellent workability and excellent thermal conductivity and particularly adhesion to a gold surface. The present invention relates to a die bonding paste.
一般に、半導体装置は半導体チップなどの素子をダイボンディング材によりリードフレームに接着して製造している。半導体チップ等の半導体素子は、高集積化および微細化に伴い集積密度が大きくなり、単位面積当たりの発熱量が増加する傾向にある。そのため、半導体素子が搭載された半導体装置においては、半導体素子から発生した熱を外部に効率的に放散する必要があり、ダイボンディング材の熱伝導性の向上が課題となっている。また、従来パワーデバイス用パッケージの素子接着ははんだ接合が主流であるが、環境問題から、はんだの脱鉛化の動きが盛んであり、それに伴い実装用途、ダイボンディング用途においては、はんだ代替え高熱伝導ペーストの要求が高まってきている。しかしながら、従来の導電性ペーストでは熱伝導率がはんだに比べて小さく、高熱伝導化が望まれている。
さらに、上記のような脱鉛化による実装や高熱伝導化の要請に対応して、金で表面処理を行った半導体チップ、およびリードフレームが主流となりつつあるが、従来の伝導性ペーストでは金との接着性が十分ではなく、界面剥離による信頼性の低下等が問題となっており、金表面との接着性の向上が望まれている。
Generally, a semiconductor device is manufactured by bonding an element such as a semiconductor chip to a lead frame with a die bonding material. Semiconductor elements such as semiconductor chips tend to have higher integration density and higher heat generation per unit area with higher integration and miniaturization. Therefore, in a semiconductor device on which a semiconductor element is mounted, it is necessary to efficiently dissipate the heat generated from the semiconductor element to the outside, and improvement of the thermal conductivity of the die bonding material is a problem. In addition, solder bonding is the mainstream of conventional device bonding for power device packages. However, due to environmental problems, there has been a trend toward lead-free soldering. The demand for paste is increasing. However, the conventional conductive paste has a smaller thermal conductivity than that of solder, and high thermal conductivity is desired.
Furthermore, semiconductor chips and lead frames that have been surface-treated with gold are becoming mainstream in response to demands for mounting by lead removal as described above and higher thermal conductivity, and conventional conductive pastes are becoming more popular. The adhesiveness is not sufficient, and there is a problem such as a decrease in reliability due to interfacial peeling, and an improvement in adhesiveness with the gold surface is desired.
導電性ペーストとしては、例えばエポキシ樹脂中にフレーク状の銀粉末が分散されたものが知られている。銀粉末の形状をフレーク状とすることにより、良好なチクソ性が得られる。しかしながら、樹脂ペーストは樹脂と銀粉末とを含む組成物であるため、上記したようなはんだに比べて熱伝導性は低くなる。一方、熱伝導性を向上させるために多くの銀粉末を添加すると、粘度が高くなり塗布作業性が低下する、また硬化物が脆くリードフレームと素子の接着力が低くなるといった問題がある。 As a conductive paste, for example, a paste in which flaky silver powder is dispersed in an epoxy resin is known. Good thixotropy can be obtained by making the shape of the silver powder flakes. However, since the resin paste is a composition containing a resin and silver powder, the thermal conductivity is lower than that of the solder as described above. On the other hand, when a large amount of silver powder is added to improve the thermal conductivity, there is a problem that the viscosity is increased and the coating workability is lowered, and the cured product is brittle and the adhesive force between the lead frame and the device is lowered.
ダイボンディングペーストとして、（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）硬化剤および（Ｃ）銀粉末を必須成分として含有するダイボンディングペーストであって、（Ｃ）銀粉末の比表面積（ＳＡ）が０．５７ｍ2／ｇ以下、かつタップ密度（ＴＤ）が４．０〜７．０ｇ／ｃｍ3であるダイボンディングペーストが開示されている（例えば、特許文献１参照）。
このダイボンディングペーストは、作業性及び熱伝導性は良好であるが、接着性、とりわけ金表面との接着性については、さらなる改良が望まれている。
A die bonding paste comprising (A) an epoxy resin, (B) a curing agent and (C) silver powder as essential components, wherein (C) the specific surface area (SA) of the silver powder is 0.57 m. 2 / g or less, and the tap density (TD) is the die bonding paste is 4.0~7.0g / cm 3 has been disclosed (e.g., see Patent Document 1).
Although this die bonding paste has good workability and thermal conductivity, further improvement is desired in terms of adhesion, particularly adhesion to the gold surface.
本発明は、このような状況下で、特定の構造を有するエポキシ樹脂及び特定の性状を有する銀粉末を高配合することで、作業性に優れ、かつ熱伝導性および特に金表面との接着性に優れる半導体チップなどの素子をリードフレームに接着させるなどのために使用されるダイボンディングペーストを提供することを目的とするものである。 Under such circumstances, the present invention is highly blended with an epoxy resin having a specific structure and a silver powder having a specific property, so that the workability is excellent and the heat conductivity and particularly the adhesion to the gold surface are improved. An object of the present invention is to provide a die bonding paste used for adhering an element such as a semiconductor chip having excellent resistance to a lead frame.
本発明者らは作業性に優れ、かつ熱伝導性および特に金表面との接着性に優れるダイボンディングペーストを開発すべく鋭意研究を重ねた結果、常温で固形状のエポキシ樹脂及び常温で固形状のフェノール樹脂系硬化剤からなる混合物に、特定の構造を有するエポキシ樹脂及び特定の性状を有する銀粉末を用いることにより、その目的を達成し得ることを見出した。本発明は、かかる知見に基づいて完成したものである。
すなわち、本発明は、
（１）（Ａ）常温で固形状のエポキシ樹脂、（Ａ’）式（１）で示されるエポキシ樹脂、（Ｂ）常温で固形状のフェノール樹脂系硬化剤、及び（Ｃ）銀粉末を含み、かつ前記（Ｃ）銀粉末の比表面積（ＳＡ）が１．３ｍ2／ｇ以下で、タップ密度（ＴＤ）が４．０〜７．０ｇ／ｃｍ3であることを特徴とするダイボンディングペースト、
As a result of intensive research to develop a die bonding paste having excellent workability and thermal conductivity and particularly excellent adhesion to the gold surface, the present inventors have obtained a solid epoxy resin at room temperature and a solid at room temperature. It was found that the object can be achieved by using an epoxy resin having a specific structure and silver powder having a specific property in a mixture composed of a phenol resin curing agent. The present invention has been completed based on such findings.
That is, the present invention
(1) (A) including an epoxy resin solid at room temperature, (A ′) an epoxy resin represented by formula (1), (B) a phenol resin curing agent solid at room temperature, and (C) silver powder And (C) a silver bonding powder having a specific surface area (SA) of 1.3 m 2 / g or less and a tap density (TD) of 4.0 to 7.0 g / cm 3. ,
（式中ｎは繰り返し単位数であり、０〜１の整数である。ＸはＳＯ、ＳＯ2、ＣＨ2、Ｃ（ＣＨ3）2、Ｃ（ＣＦ3）2、Ｏ、ＣＯ及びＣＯＯから選ばれる１種の官能基であって、それらは同一でも異なっていてもよい。Ｒは水素原子、置換基を有してもよいアルキル基、又は置換基を有してもよいアリル基から選ばれる１種以上の原子を含む置換基を示す。また繰り返し単位中の８個のＲの内、少なくとも１つは置換基を有してもよいアリル基である。）
（２）（Ａ’）成分のエポキシ樹脂の含有量が、（Ａ）成分のエポキシ樹脂のエポキシ当量１．０に対して０．５〜３．０の割合である上記（１）に記載のダイボンディングペースト、
（３）上記（１）又は（２）に記載のダイボンディングペーストに、さらに（メタ）アクリル基含有のシランカップリング剤を添加したダイボンディングペーストであって、該シランカップリング剤の含有量が該ダイボンディングペーストに対して０．０１〜２．０重量％であるダイボンディングペースト、
（４）（Ｃ）成分の銀粉末含有量が、ダイボンディングペースト総重量に対して９０重量％以上である上記（１）〜（３）のいずれかに記載のダイボンディングペースト、及び
（５）（Ｂ）成分のフェノール樹脂系硬化剤の数平均分子量が５００以上である上記（１）〜（４）のいずれかに記載のダイボンディングペースト、
を提供するものである。
(N in the formula is the number of repeating units and is an integer of 0 to 1 .X is SO, SO 2, CH 2, C (CH 3) 2, C (CF 3) selected from 2, O, CO and COO R may be the same or different, and R is selected from a hydrogen atom, an alkyl group which may have a substituent, or an allyl group which may have a substituent. A substituent containing one or more atoms is shown, and at least one of the eight Rs in the repeating unit is an allyl group which may have a substituent.
(2) The content of the epoxy resin as the component (A ′) is a ratio of 0.5 to 3.0 with respect to an epoxy equivalent of 1.0 of the epoxy resin as the component (A). Die bonding paste,
(3) A die bonding paste obtained by further adding a (meth) acrylic group-containing silane coupling agent to the die bonding paste according to (1) or (2) above, wherein the content of the silane coupling agent is A die bonding paste of 0.01 to 2.0% by weight with respect to the die bonding paste;
(4) The die bonding paste according to any one of (1) to (3), wherein the silver powder content of the component (C) is 90% by weight or more based on the total weight of the die bonding paste, and (5) The die bonding paste according to any one of (1) to (4), wherein the number average molecular weight of the (B) component phenolic resin-based curing agent is 500 or more,
Is to provide.
本発明によれば、常温で固形状のエポキシ樹脂及び常温で固形状のフェノール樹脂系硬化剤からなる混合物に、特定の構造を有するエポキシ樹脂及び特定の性状を有する銀粉末を配合することにより、半導体チップなどの素子をリードフレームに接着させるなどのために使用される、作業性に優れ、かつ熱伝導性および特に金表面との接着性に優れるダイボンディングペーストを得ることができる。 According to the present invention, by blending an epoxy resin having a specific structure and a silver powder having a specific property into a mixture composed of an epoxy resin that is solid at normal temperature and a phenol resin-based curing agent that is solid at normal temperature, It is possible to obtain a die bonding paste that is used for bonding an element such as a semiconductor chip to a lead frame and that is excellent in workability and excellent in thermal conductivity and particularly in adhesion to a gold surface.
本発明のダイボンディングペーストは、（Ａ）常温で固形状のエポキシ樹脂、（Ａ’）特定の構造を有するエポキシ樹脂、（Ｂ）常温で固形状のフェノール樹脂系硬化剤、及び（Ｃ）特定の性状を有する銀粉末を含む導電性ペーストである。
本発明のダイボンディングペーストは、上記のような特定の構造を有するエポキシ樹脂及び特定の性状を有する銀粉末を配合することにより、ダイボンディングペーストの熱伝導性を向上させ、半導体素子から発生した熱を該ダイボンディングペーストを通じてパッケージ外部に効率的に放散し、半導体素子自体の温度上昇を抑制することが可能となり、また、特に金表面との接着性を向上させることが可能となる。
The die bonding paste of the present invention includes (A) an epoxy resin that is solid at normal temperature, (A ′) an epoxy resin having a specific structure, (B) a phenol resin curing agent that is solid at normal temperature, and (C) a specific It is the electrically conductive paste containing the silver powder which has the property of.
The die bonding paste of the present invention improves the thermal conductivity of the die bonding paste by blending an epoxy resin having a specific structure as described above and a silver powder having a specific property, and generates heat generated from a semiconductor element. Can be efficiently diffused to the outside of the package through the die bonding paste, and the temperature rise of the semiconductor element itself can be suppressed, and in particular, the adhesion to the gold surface can be improved.
［（Ａ）成分］
本発明のダイボンディングペーストにおいて、（Ａ）成分であるエポキシ樹脂は、１分子中に２個以上のエポキシ基を有し、かつ常温（２３℃）で固形状であれば、いかなるエポキシ樹脂も使用することができる。例えばビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、特殊多官能型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂等が挙げられる。これらの常温（２３℃）で固形状のエポキシ樹脂は、一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。さらに、上記エポキシ樹脂であって、常温（２３℃）で液状ものも、必要に応じ、前記固形状のエポキシ樹脂の全部又は一部を置き替えて併用することができる。
本発明においては、前記（Ａ）成分のエポキシ樹脂と共に、応力の緩和や密着性付与などの目的で、本発明の効果を損なわない範囲において、他の樹脂を併用することができる。この他の樹脂としては、例えばポリエステル樹脂、ポリブタジエン樹脂、シリコーン樹脂、ポリウレタン樹脂、キシレン樹脂等が挙げられる。
[(A) component]
In the die bonding paste of the present invention, any epoxy resin can be used as long as the epoxy resin as component (A) has two or more epoxy groups in one molecule and is solid at room temperature (23 ° C.). can do. Examples thereof include bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, cresol novolac type epoxy resin, glycidyl ester type epoxy resin, special polyfunctional type epoxy resin, and alicyclic epoxy resin. These epoxy resins that are solid at normal temperature (23 ° C.) may be used singly or in combination of two or more. Furthermore, the epoxy resin that is liquid at room temperature (23 ° C.) can be used in combination by replacing all or part of the solid epoxy resin as necessary.
In the present invention, together with the epoxy resin of the component (A), other resins can be used in combination as long as the effects of the present invention are not impaired for the purpose of stress relaxation and adhesion. Examples of other resins include polyester resins, polybutadiene resins, silicone resins, polyurethane resins, and xylene resins.
［（Ａ’）成分］
本発明で用いられる（Ａ’）成分であるエポキシ樹脂は、下記の式（１）で表される。
[(A ′) component]
The epoxy resin which is the component (A ′) used in the present invention is represented by the following formula (1).
（式中ｎは繰り返し単位数であり、０〜１の整数である。ＸはＳＯ、ＳＯ2、ＣＨ2、Ｃ（ＣＨ3）2、Ｃ（ＣＦ3）2、Ｏ、ＣＯ及びＣＯＯから選ばれる１種の官能基であって、それらは同一でも異なっていてもよい。Ｒは水素原子、置換基を有してもよいアルキル基、又は置換基を有してもよいアリル基から選ばれる１種以上の原子を含む置換基を示す。また繰り返し単位中の８個のＲの内、少なくとも１つは置換基を有してもよいアリル基である。）
ｎは繰り返し単位数であり、０もしくは１であるが、より良好なペースト粘度を得るには、０が好ましい。Ｘは上記の官能基より選ばれるが、接着性を向上させる観点から、ＣＨ2、Ｃ（ＣＨ3）2が好ましい。Ｒはアルキル基、又はアリル基であれば特に限定されないが、繰り返し単位中の８個のＲの内、少なくとも１つはアリル基であることを要する。
また、（Ａ’）成分のエポキシ樹脂の含有量は、（Ａ）成分のエポキシ樹脂のエポキシ当量１．０に対して０．５〜３．０の割合であることが好ましい。（Ａ’）成分のエポキシ樹脂の含有量が上記範囲内であれば、ダイボンディングペーストの良好な接着性を得ることができる。
(N in the formula is the number of repeating units and is an integer of 0 to 1 .X is SO, SO 2, CH 2, C (CH 3) 2, C (CF 3) selected from 2, O, CO and COO R may be the same or different, and R is selected from a hydrogen atom, an alkyl group which may have a substituent, or an allyl group which may have a substituent. A substituent containing one or more atoms is shown, and at least one of the eight Rs in the repeating unit is an allyl group which may have a substituent.
n is the number of repeating units and is 0 or 1, but 0 is preferable for obtaining a better paste viscosity. X is selected from the above functional groups, but CH 2 and C (CH 3 ) 2 are preferable from the viewpoint of improving adhesiveness. R is not particularly limited as long as R is an alkyl group or an allyl group, but at least one of eight Rs in the repeating unit needs to be an allyl group.
Moreover, it is preferable that content of the epoxy resin of (A ') component is a ratio of 0.5-3.0 with respect to epoxy equivalent 1.0 of the epoxy resin of (A) component. When the content of the epoxy resin as the component (A ′) is within the above range, good adhesion of the die bonding paste can be obtained.
［（Ｂ）成分］
本発明のダイボンディングペーストにおいて、（Ｂ）成分として用いられる硬化剤は、常温（２３℃）で固形状のフェノール樹脂系硬化剤であって、数平均分子量５００以上のものが好ましい。数平均分子量の上限については特に制限はないが、通常１００００程度である。このような硬化剤としては、例えばノボラック型フェノール樹脂、ノボラック型クレゾール樹脂、ビニルフェノールの重合物（ポリ−ｐ−ビニルフェノール等）、ビスフェノール樹脂、フェノールビフェニレン樹脂等が挙げられる。これらは、一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
この（Ｂ）成分であるフェノール樹脂系硬化剤の使用量は、前記（Ａ）成分のエポキシ樹脂及び（Ａ’）成分のエポキシ樹脂のエポキシ当量１．０当たり、水酸基が０．５〜１．５当量になるような量が好ましい。
[Component (B)]
In the die bonding paste of the present invention, the curing agent used as the component (B) is a phenol resin curing agent that is solid at normal temperature (23 ° C.) and preferably has a number average molecular weight of 500 or more. Although there is no restriction | limiting in particular about the upper limit of a number average molecular weight, Usually, it is about 10,000. Examples of such a curing agent include novolak-type phenol resins, novolak-type cresol resins, vinylphenol polymers (such as poly-p-vinylphenol), bisphenol resins, and phenol biphenylene resins. These may be used singly or in combination of two or more.
The amount of the phenol resin-based curing agent that is the component (B) is such that the hydroxyl group is 0.5 to 1 per epoxy equivalent of 1.0 of the epoxy resin of the component (A) and the epoxy resin of the component (A ′). An amount such as 5 equivalents is preferred.
［（Ｃ）成分］
本発明のダイボンディングペーストにおける（Ｃ）成分の銀粉末は、比表面積（ＳＡ）が１．３ｍ2／ｇ以下で、かつタップ密度（ＴＤ）が４．０〜７．０ｇ／ｃｍ3の特性を有する粉末である。
比表面積（ＳＡ）が１．３ｍ2／ｇ以下であれば、銀粉末の充填化率が良好となり、ダイボンディングペーストの熱伝導性の向上が期待できると共に、ダイボンディングペーストは適度の粘度を有し、拡がり性の面でも良好となる。この比表面積の下限については特に制限はないが、通常０．２ｍ2／ｇ程度であり、好ましい比表面積は０．２〜０．７ｍ2／ｇの範囲である。
一方、タップ密度が４．０ｍ2／ｇ以上であれば、ダイボンディングペーストの硬化物の熱伝導性が良好であり、また７．０ｍ2／ｇ以下であれば、ダイボンディングペーストのチクソ性が良好となり、該ペーストのディスペンス時における糸引きの発生が抑制される。
当該銀粉末のタップ密度が４．０〜７．０ｇ／ｃｍ3であれば十分な効果が得られるが、このような範囲の中でもさらにタップ密度の大きいもの、すなわち７．０ｇ／ｃｍ3に近いものの方がより特性の向上が可能となるため好ましい。
[Component (C)]
The silver powder of component (C) in the die bonding paste of the present invention has a specific surface area (SA) of 1.3 m 2 / g or less and a tap density (TD) of 4.0 to 7.0 g / cm 3 . It is the powder which has.
When the specific surface area (SA) is 1.3 m 2 / g or less, the filling rate of the silver powder is improved, and the thermal conductivity of the die bonding paste can be expected, and the die bonding paste has an appropriate viscosity. However, the spreadability is also good. This is no particular limitation on the lower limit of the specific surface area is usually 0.2 m 2 / g approximately, preferably the specific surface area is in the range of 0.2~0.7m 2 / g.
On the other hand, if the tap density is 4.0 m 2 / g or more, the thermal conductivity of the cured product of the die bonding paste is good, and if it is 7.0 m 2 / g or less, the thixotropy of the die bonding paste is high. It becomes good, and the occurrence of stringing during the dispensing of the paste is suppressed.
If the tap density of the silver powder is a 4.0~7.0g / cm 3 but sufficient effect can be obtained, having a large addition tap density among this range, i.e. near 7.0 g / cm 3 The one is preferable because the characteristics can be further improved.
当該銀粉末の粒径に特に制限はなく、前記したような比表面積及びタップ密度を満たすものであれば様々な粒径の銀粉末を用いることができる。当該銀粉末の比表面積及びタップ密度を上記のような範囲とするには、例えば銀粉末の形状を制御することにより行うことができる。具体的には、銀粉末の形状を球状と鱗片状との中間程度の形状（扁平状）とすることにより、上記したような比表面積及びタップ密度を実現することが可能となる。 There is no restriction | limiting in particular in the particle size of the said silver powder, Silver powder of various particle sizes can be used if it satisfies the above-mentioned specific surface area and tap density. In order to make the specific surface area and tap density of the said silver powder into the above ranges, it can carry out by controlling the shape of silver powder, for example. Specifically, the specific surface area and the tap density as described above can be realized by making the shape of the silver powder an intermediate shape (flat shape) between a spherical shape and a scale shape.
（Ｃ）成分の銀粉末の含有量は、本発明のダイボンディングペースト総重量の９０質量％以上であることが好ましい。銀粉末の含有量が９０質量％以上であれば、当該銀粉末の充填化率が高くなり、ダイボンディングペーストの熱伝導性が向上する。
また、ダイボンディングペースト硬化物の接着力の観点から、当該銀粉末の含有量は、９９質量％以下が好ましい。
本発明のダイボンディングペーストにおいては、前記（Ｃ）成分の銀粉末の一部を、他の導電性粉末と置き換えることができる。他の導電性粉末としては、例えばニッケル粉末、金粉末、銅粉末などが挙げられる。この場合、他の導電性粉末の含有量は、全導電性粉末中、２０質量％以下であることが好ましい。
The content of the silver powder of component (C) is preferably 90% by mass or more of the total weight of the die bonding paste of the present invention. If content of silver powder is 90 mass% or more, the filling rate of the said silver powder will become high and the thermal conductivity of die-bonding paste will improve.
In addition, from the viewpoint of the adhesive strength of the cured die bonding paste, the silver powder content is preferably 99% by mass or less.
In the die bonding paste of the present invention, a part of the silver powder of the component (C) can be replaced with another conductive powder. Examples of other conductive powders include nickel powder, gold powder, and copper powder. In this case, the content of the other conductive powder is preferably 20% by mass or less in the total conductive powder.
本発明のダイボンディングペーストには、さらに（メタ）アクリル基を含有するシランカップリング剤を添加することができる。該シランカップリング剤は、良好な接着性を得る観点より、（メタ）アクリル基を含有するものであれば、特に限定されることはないが、例えば３−（メタ）アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−（メタ）アクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、３−（メタ）アクリロキシプロピルジメチルメトキシシラン、３−（メタ）アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、３−（メタ）アクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、３−（メタ）アクリロキシプロピルジメチルエトキシシラン等が挙げられる。これらのシランカップリング剤は、一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
また、上記シランカップリング剤は、本発明のダイボンディングペースト総重量の０．０１〜２．０重量％の範囲であることが好ましい。０．０１重量％以上とすることで十分な接着性を確保でき、２．０重量％以下とすることでアウトガス、すなわちシランカップリング剤に起因する気泡の発生を抑えられ、十分な接着性を得ることができる。
A silane coupling agent containing a (meth) acryl group can be further added to the die bonding paste of the present invention. The silane coupling agent is not particularly limited as long as it contains a (meth) acryl group from the viewpoint of obtaining good adhesiveness. For example, 3- (meth) acryloxypropyltrimethoxysilane 3- (meth) acryloxypropylmethyldimethoxysilane, 3- (meth) acryloxypropyldimethylmethoxysilane, 3- (meth) acryloxypropyltriethoxysilane, 3- (meth) acryloxypropylmethyldiethoxysilane, 3- (meth) acryloxypropyldimethylethoxysilane etc. are mentioned. One of these silane coupling agents may be used alone, or two or more thereof may be used in combination.
The silane coupling agent is preferably in the range of 0.01 to 2.0% by weight of the total weight of the die bonding paste of the present invention. Sufficient adhesion can be secured by making it 0.01% by weight or more, and by making it 2.0% by weight or less, generation of bubbles due to outgas, that is, silane coupling agent can be suppressed, and sufficient adhesion can be achieved. Obtainable.
本発明のダイボンディングペーストにおいては、前記した各成分以外に、イミダゾール類などの硬化促進剤、ダイボンディングペーストの粘度を調整するための溶剤、エポキシ基の開環重合性を有する反応性希釈剤、さらにはカップリング剤や酸無水物などの接着力向上剤、微細シリカ粉末、消泡剤、その他各種の添加剤を、ダイボンディングペーストの機能を妨げない範囲で配合することができる。 In the die bonding paste of the present invention, in addition to the components described above, a curing accelerator such as imidazoles, a solvent for adjusting the viscosity of the die bonding paste, a reactive diluent having an epoxy group ring-opening polymerization property, Furthermore, adhesive strength improvers such as coupling agents and acid anhydrides, fine silica powder, antifoaming agents, and other various additives can be blended within a range that does not interfere with the function of the die bonding paste.
前記溶剤としては、例えば酢酸セロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、ブチルセロソルブアセテート、ブチルカルビトールアセテート、プロピレングリコールフェニルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジアセトンアルコール等を挙げることができる。これらは、一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
反応性希釈剤としては、例えばｎ−ブチルグリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテル、２−エチルヘキシルグリシジルエーテル、スチレンオキシド、フェニルグリシジルエーテル、クレジルグリシジルエーテル等を挙げることができる。これらは、一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
Examples of the solvent include cellosolve acetate, ethyl cellosolve, butyl cellosolve, butyl cellosolve acetate, butyl carbitol acetate, propylene glycol phenyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, and diacetone alcohol. These may be used singly or in combination of two or more.
Examples of the reactive diluent include n-butyl glycidyl ether, allyl glycidyl ether, 2-ethylhexyl glycidyl ether, styrene oxide, phenyl glycidyl ether, and cresyl glycidyl ether. These may be used singly or in combination of two or more.
本発明のダイボンディングペーストは、前記した（Ａ）成分のエポキシ樹脂、（Ａ’）成分のエポキシ樹脂、（Ｂ）成分のフェノール樹脂系硬化剤、（Ｃ）成分の銀粉末及び必要に応じて用いられるシランカップリング剤、硬化促進剤、溶剤、反応性希釈剤などを加えて十分に混合したのち、さらにディスパース、ニーダー、３本ロールミルなどにより混練処理を行い、次いで脱泡することにより、容易に調製することができる。
このようにして得られた本発明のダイボンディングペーストは作業性に優れ、前記したような特定の構造を有するエポキシ樹脂及び特定の性状を有する銀粉末を配合し、ダイボンディングペーストの熱伝導性を向上させることで、半導体素子から発生した熱を該ダイボンディングペーストを通じてパッケージ外部に効率的に放散し、半導体素子自体の温度上昇を抑制することが可能となり、また、特に金表面との接着性を向上させることが可能となる。
The die-bonding paste of the present invention includes the above-described (A) component epoxy resin, (A ′) component epoxy resin, (B) component phenol resin curing agent, (C) component silver powder, and as necessary. After adding and thoroughly mixing the silane coupling agent, curing accelerator, solvent, reactive diluent, etc. used, kneading with a disperse, kneader, three roll mill, etc., and then defoaming, It can be easily prepared.
The die bonding paste of the present invention thus obtained is excellent in workability, and contains the epoxy resin having a specific structure as described above and silver powder having a specific property, thereby improving the thermal conductivity of the die bonding paste. By improving, it is possible to efficiently dissipate the heat generated from the semiconductor element to the outside of the package through the die bonding paste, and to suppress the temperature rise of the semiconductor element itself, and particularly, the adhesion to the gold surface is improved. It becomes possible to improve.
本発明のダイボンディングペーストをシリンジに充填し、ディスペンサを用いて基板上に吐出し、その硬化により半導体素子を接合することができる。さらにワイヤボンディングを行い、樹脂封止材で封止することにより、樹脂封止型の半導体装置を製造することができる。なお、本発明のダイボンディングペーストを硬化するにあたっては、通常１００〜２５０℃で１時間から３時間の加熱を行うことが好ましい。 The die bonding paste of the present invention is filled in a syringe, discharged onto a substrate using a dispenser, and semiconductor elements can be bonded by curing. Furthermore, a resin-sealed semiconductor device can be manufactured by performing wire bonding and sealing with a resin sealing material. In curing the die bonding paste of the present invention, it is usually preferable to heat at 100 to 250 ° C. for 1 to 3 hours.
次に、本発明を実施例により、さらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定されるものではない。
なお、各例で用いた成分は以下のとおりである。
（１）固形状エポキシ樹脂Ａ［クレゾールノボラック型エポキシ樹脂（日本化薬（株）社製：ＥＯＣＮ４５００、エポキシ当量２００）］
（２）エポキシ樹脂Ａ’−Ｉ［（日本化薬（株）社製：ＲＥ−８１０ＮＭ、エポキシ当量２２０）］
（３）エポキシ樹脂Ａ’−ＩＩ［ビスフェノールＦグリシジルエーテル（ジャパンエポキシレジン（株）社製：ＹＬ９８３Ｕ、エポキシ当量１７０）］
（４）固形状フェノール樹脂Ｂ−Ｉ［フェノール・ビフェニレン樹脂（明和化成（株）社製：ＭＥＨ−７８５１、水酸基当量２００、数平均分子量８００）］
（５）固形状フェノール樹脂Ｂ−ＩＩ［ノボラック型樹脂（明和化成（株）社製：Ｈ−４、水酸基当量１０５、数平均分子量４００）］
（６）銀粉末Ｃ−Ｉ（鱗片状、タップ密度４．２ｇ／ｃｍ3、比表面積０．６ｍ2／ｇ）
（７）銀粉末Ｃ−ＩＩ（鱗片状、タップ密度６．４ｇ／ｃｍ3、比表面積０．２ｍ2／ｇ）
（８）銀粉末Ｃ−ＩＩＩ（鱗片状、タップ密度７．８ｇ／ｃｍ3、比表面積０．１ｍ2／ｇ）
（９）銀粉末Ｃ−ＩＶ（鱗片状、タップ密度２．０ｇ／ｃｍ3、比表面積１．８ｍ2／ｇ）
（１０）溶剤（ブチルカルビトールアセテート）
（１１）硬化促進剤［イミダゾール（四国化成工業（株）社製：２ＭＡ−ＯＫ）］
（１２）カップリング剤Ｉ（３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン）
（１３）カップリング剤ＩＩ（３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン）
また、上記銀粉末の比表面積（ＳＡ）及びタップ密度（ＴＤ）は、下記の方法により測定した値である。
［銀粉末の比表面積（ＳＡ）］
Ｂ．Ｅ．Ｔ．Ｑｕａｎｔａｃｈｒｏｍｅ Ｍｏｎｏｓｏｒｂにて、粉末の単位質量当たりの表面積（単位：ｍ2／ｇ）を測定した。
［銀粉末のタップ密度（ＴＤ）］
Ｔａｐ−Ｐａｋ Ｖｏｌｕｍｍｅｔｅｒにて、振動させた容器内粉末の単位体積当たりの質量を測定した（単位：ｇ／ｃｍ3）。
EXAMPLES Next, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited at all by these examples.
In addition, the component used in each example is as follows.
(1) Solid epoxy resin A [Cresol novolac type epoxy resin (Nippon Kayaku Co., Ltd .: EOCN4500, epoxy equivalent 200)]
(2) Epoxy resin A′-I [(Nippon Kayaku Co., Ltd .: RE-810NM, epoxy equivalent 220)]
(3) Epoxy resin A′-II [Bisphenol F glycidyl ether (manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd .: YL983U, epoxy equivalent 170)]
(4) Solid phenol resin BI [Phenol biphenylene resin (Maywa Kasei Co., Ltd. product: MEH-7851, hydroxyl group equivalent 200, number average molecular weight 800)]
(5) Solid phenolic resin B-II [Novolac type resin (Maywa Kasei Co., Ltd .: H-4, hydroxyl group equivalent 105, number average molecular weight 400)]
(6) Silver powder CI (scale-like, tap density 4.2 g / cm 3 , specific surface area 0.6 m 2 / g)
(7) Silver powder C-II (scale-like, tap density 6.4 g / cm 3 , specific surface area 0.2 m 2 / g)
(8) Silver powder C-III (scale-like, tap density 7.8 g / cm 3 , specific surface area 0.1 m 2 / g)
(9) Silver powder C-IV (scale-like, tap density 2.0 g / cm 3 , specific surface area 1.8 m 2 / g)
(10) Solvent (Butyl carbitol acetate)
(11) Curing accelerator [Imidazole (manufactured by Shikoku Chemicals Co., Ltd .: 2MA-OK)]
(12) Coupling agent I (3-methacryloxypropyltrimethoxysilane)
(13) Coupling agent II (3-glycidoxypropyltrimethoxysilane)
Moreover, the specific surface area (SA) and tap density (TD) of the silver powder are values measured by the following method.
[Specific surface area of silver powder (SA)]
B. E. T. T. et al. The surface area per unit mass of the powder (unit: m 2 / g) was measured with a Quantachrome Monosorb.
[Tap density (TD) of silver powder]
The mass per unit volume of the vibrated powder in the container was measured with a Tap-Pak Volumemeter (unit: g / cm 3 ).
実施例１〜５及び比較例１〜８
表１及び表２に示す種類と量の各成分を十分に混合し、さらに３本ロールで混練してダイボンディングペーストを調製し、その特性（粘度、作業性）を、以下に示す方法で求めた。結果を表１及び表２に示す。
次に、前記で得られたダイボンディングペーストを用いて、半導体チップと基板とを接着硬化させ、硬化物特性（チップ接着強度、熱伝導率、吸水率）を、以下に示す方法で求めた。結果を表１及び表２に示す。
［ダイボンディングペーストの特性］
（１）粘度
Ｅ型粘度計（３°コーン、０．５ｒｐｍ）を用い、温度２５℃の粘度を測定した（単位：Ｐａ・ｓ）。
（２）作業性
（イ）糸引き性
ディスペンス糸引き性を、下記の判定基準で評価した。
○：糸引きなし
△：若干糸引きあり
（ロ）拡がり性
表面を銀メッキ処理した銅フレーム上にペーストを０．１ｍｍ3塗布し、すぐにプレパラート（１８ｍｍ角ガラス板）をペーストの上に被せ、２０ｇの加重を１０秒間かけた際の、ペーストの広がり面積の直径を測定し、下記の判定基準で評価した。なお、評価測定は２５℃の室内で行った。
○：５ｍｍ以上（良い）
×：５ｍｍ未満（悪い）
［ダイボンディングペースト硬化物特性］
（３）チップ接着強度
チップ（４ｍｍ口）と基板（Ｃｕ／Ａｇメッキリードフレーム）との接着強度を、温度：２６０℃、測定方法：ダイシェア強度の条件で接着強度を測定した（単位：Ｎ）。
（４）剪断破壊モード
（３）の評価試験で破壊したペーストの状況を目視にて確認した。
○：ペースト層凝集破壊
×：界面剥離
（５）熱伝導率
レーザーフラッシュ法にて測定した（単位：Ｗ／ｍ・Ｋ）。
（６）吸水率
８５℃、ＲＨ８５％の環境下に１６８時間曝露後の質量変化率を測定し、吸水率とした（単位：質量％）。
［パッケージ特性］
（７）ＩＣパッケージ抵抗率変化（ΔＤＶＳ）
本発明のダイボンディングペーストを用いた表面実装型ＩＣパッケージ（ＳＯＰ−８ｐｉｎ）の抵抗率を測定後、８５℃、ＲＨ８５％の環境下に７２時曝露し、２６０℃でリフロー熱処理を３回施す。次に熱サイクル試験（−６０℃で３０分と−１５０℃で３０分の環境変化のサイクルを５００サイクル行う）を行い、該試験後の抵抗率を測定し、その変化ΔＤＶＳ（％）を算出した。
Examples 1-5 and Comparative Examples 1-8
The components of the types and amounts shown in Table 1 and Table 2 are thoroughly mixed, and further mixed with three rolls to prepare a die bonding paste, and its properties (viscosity and workability) are determined by the following method. It was. The results are shown in Tables 1 and 2.
Next, the die bonding paste obtained above was used to bond and cure the semiconductor chip and the substrate, and cured product characteristics (chip bonding strength, thermal conductivity, water absorption rate) were determined by the following methods. The results are shown in Tables 1 and 2.
[Characteristics of die bonding paste]
(1) Viscosity Using an E-type viscometer (3 ° cone, 0.5 rpm), the viscosity at a temperature of 25 ° C. was measured (unit: Pa · s).
(2) Workability (A) Threading property Dispensing threading property was evaluated according to the following criteria.
○: stringing none △: slight stringing Yes (b) a spreading surface of the paste was 0.1 mm 3 coated on a copper frame silver plating, immediately covered slide the (18 mm square glass plate) on top of the paste The diameter of the spread area of the paste when a weight of 20 g was applied for 10 seconds was measured and evaluated according to the following criteria. The evaluation measurement was performed in a room at 25 ° C.
○: 5 mm or more (good)
X: Less than 5 mm (bad)
[Die bonding paste cured product characteristics]
(3) Chip Adhesive Strength Adhesive strength between the chip (4 mm opening) and the substrate (Cu / Ag plated lead frame) was measured under the conditions of temperature: 260 ° C., measuring method: die shear strength (unit: N). .
(4) Shear fracture mode The state of the paste destroyed in the evaluation test of (3) was confirmed visually.
○: Paste layer cohesive failure ×: Interfacial peeling (5) Thermal conductivity Measured by laser flash method (unit: W / m · K).
(6) Water Absorption Rate The mass change rate after exposure for 168 hours in an environment of 85 ° C. and RH 85% was measured and used as the water absorption rate (unit: mass%).
[Package characteristics]
(7) IC package resistivity change (ΔDVS)
After measuring the resistivity of the surface mount IC package (SOP-8pin) using the die bonding paste of the present invention, it is exposed to an environment of 85 ° C. and RH 85% for 72 hours and subjected to reflow heat treatment three times at 260 ° C. Next, a thermal cycle test (500 cycles of environmental change for 30 minutes at −60 ° C. and 30 minutes at −150 ° C. is performed), the resistivity after the test is measured, and the change ΔDVS (%) is calculated. did.
表１及び表２から分かるように、実施例のダイボンディングペーストは、比較例のものに比べて、銀粉末を高充填させても、糸引き性や拡がり性などの作業性が良好であり、チップとフレームの種々の組合せにおいても良好なチップ接着強度を示すとともに、界面解離が生じることなく良好な剪断破壊モードを示した。また、高い熱伝導性を示しており、実施例のダイボンディングペーストは、作業性に優れ、かつ熱伝導性および特に金表面との接着性に優れるペーストであった。
なお、吸水率が低いことから吸湿信頼特性も良好であり、さらに実施例のダイボンディングペーストを用いたＩＣパッケージは良好な性能を示した。
一方、比較例のダイボンディングペーストは、良好なペースト特性及び接着強度を示すものはあったが、界面解離が生じる、ＩＣパッケージ抵抗率が高い等、ペーストとして十分な性能を示すものではなかった。
As can be seen from Table 1 and Table 2, the die bonding pastes of the examples have good workability such as stringiness and spreadability even when highly filled with silver powder compared to the comparative examples. Various combinations of tips and frames also showed good tip adhesion strength and good shear failure mode without interfacial dissociation. Moreover, it showed high thermal conductivity, and the die bonding pastes of the examples were excellent in workability and excellent in thermal conductivity and particularly adhesiveness to the gold surface.
In addition, since the water absorption is low, the moisture absorption reliability characteristics are also good, and the IC package using the die bonding paste of the example showed good performance.
On the other hand, although the die bonding paste of the comparative example showed good paste characteristics and adhesive strength, it did not show sufficient performance as a paste, such as interface dissociation and high IC package resistivity.
本発明によれば、半導体チップなどの素子をリードフレームに接着させるためなどに使用され、作業性に優れ、かつ熱伝導性および特に金表面との接着性に優れるダイボンディングペーストを得ることができる。 According to the present invention, it is possible to obtain a die bonding paste that is used for bonding an element such as a semiconductor chip to a lead frame and has excellent workability and thermal conductivity and particularly excellent adhesion to a gold surface. .
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005126780A JP2006302834A (en) | 2005-04-25 | 2005-04-25 | Die bonding paste |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005126780A JP2006302834A (en) | 2005-04-25 | 2005-04-25 | Die bonding paste |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2006302834A true JP2006302834A (en) | 2006-11-02 |
Family
ID=37470867
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2005126780A Withdrawn JP2006302834A (en) | 2005-04-25 | 2005-04-25 | Die bonding paste |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2006302834A (en) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009133897A1 (en) | 2008-04-30 | 2009-11-05 | 日立化成工業株式会社 | Connecting material and semiconductor device |
| JP2010251727A (en) * | 2009-03-24 | 2010-11-04 | Furukawa Electric Co Ltd:The | Tape for semiconductor wafer processing |
| WO2012102275A1 (en) | 2011-01-28 | 2012-08-02 | 日立化成工業株式会社 | Adhesive composition and semiconductor device using same |
| DE112011103319T5 (en) | 2010-09-29 | 2013-07-11 | Hitachi Chemical Company, Ltd. | Adhesive composition and semiconductor device using the same |
| WO2013187518A1 (en) | 2012-06-14 | 2013-12-19 | 日立化成株式会社 | Adhesive composition and semiconductor device using same |
| WO2014038331A1 (en) | 2012-09-05 | 2014-03-13 | 日立化成株式会社 | Silver paste composition and semiconductor device using same |
| WO2024000448A1 (en) * | 2022-06-30 | 2024-01-04 | Henkel Ag & Co. Kgaa | Silver Pastes Used for Manufacturing a Printed Antenna |
-
2005
- 2005-04-25 JP JP2005126780A patent/JP2006302834A/en not_active Withdrawn
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009133897A1 (en) | 2008-04-30 | 2009-11-05 | 日立化成工業株式会社 | Connecting material and semiconductor device |
| US8421247B2 (en) | 2008-04-30 | 2013-04-16 | Hitachi Chemical Company, Ltd. | Connecting material having metallic particles of an oxygen state ratio and size and semiconductor device having the connecting material |
| JP2010251727A (en) * | 2009-03-24 | 2010-11-04 | Furukawa Electric Co Ltd:The | Tape for semiconductor wafer processing |
| DE112011103319T5 (en) | 2010-09-29 | 2013-07-11 | Hitachi Chemical Company, Ltd. | Adhesive composition and semiconductor device using the same |
| WO2012102275A1 (en) | 2011-01-28 | 2012-08-02 | 日立化成工業株式会社 | Adhesive composition and semiconductor device using same |
| WO2013187518A1 (en) | 2012-06-14 | 2013-12-19 | 日立化成株式会社 | Adhesive composition and semiconductor device using same |
| KR20150013717A (en) | 2012-06-14 | 2015-02-05 | 히타치가세이가부시끼가이샤 | Adhesive composition and semiconductor device using same |
| US10174226B2 (en) | 2012-06-14 | 2019-01-08 | Hitachi Chemical Company, Ltd. | Adhesive composition and semiconductor device using same |
| WO2014038331A1 (en) | 2012-09-05 | 2014-03-13 | 日立化成株式会社 | Silver paste composition and semiconductor device using same |
| KR20150053754A (en) | 2012-09-05 | 2015-05-18 | 히타치가세이가부시끼가이샤 | Silver paste composition and semiconductor device using same |
| US10201879B2 (en) | 2012-09-05 | 2019-02-12 | Hitachi Chemical Company, Ltd. | Silver paste composition and semiconductor device using same |
| WO2024000448A1 (en) * | 2022-06-30 | 2024-01-04 | Henkel Ag & Co. Kgaa | Silver Pastes Used for Manufacturing a Printed Antenna |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5927177B2 (en) | Die bonding agent | |
| JP6675155B2 (en) | Die attach paste for semiconductor and semiconductor device | |
| JP2006302834A (en) | Die bonding paste | |
| JP3747995B2 (en) | Conductive resin paste and semiconductor device using the same | |
| JP2016108498A (en) | Electric conductive adhesive composition and semiconductor device | |
| JP5157938B2 (en) | Resin paste for die bonding, semiconductor device manufacturing method using the resin paste, and semiconductor device obtained by the manufacturing method | |
| JP2009019171A (en) | Die bonding paste | |
| JP2013232527A (en) | Die attach paste and method for producing the same, and semiconductor device | |
| JP5200340B2 (en) | Liquid resin composition and semiconductor device produced using liquid resin composition | |
| JP2006073811A (en) | Die bonding paste | |
| JP2007142117A (en) | Die-bonding paste and semiconductor device using same | |
| JP3826104B2 (en) | Solvent-free liquid silver paste composition and semiconductor device using the same | |
| JPH1192626A (en) | Electroconductive resin paste and semiconductor device using the same | |
| JP4853225B2 (en) | Resin composition and semiconductor device produced using resin composition | |
| JPH1112551A (en) | Electroconductive resin paste and semiconductor device produced by using the same | |
| JP2004359830A (en) | Electroconductive adhesive composition | |
| JP2009177003A (en) | Adhesive agent composition, semiconductor device and production method | |
| JP2006073812A (en) | Die bonding paste | |
| JP5098175B2 (en) | Resin composition and semiconductor device produced using resin composition | |
| JP4826359B2 (en) | Liquid resin composition and semiconductor device produced using liquid resin composition | |
| JP7351437B2 (en) | Conductive resin compositions for die attach materials, high thermal conductivity materials, and semiconductor devices | |
| WO2014013970A1 (en) | Epoxy resin composition for semiconductor encapsulation and method for manufacturing semiconductor device | |
| JP2003147316A (en) | Adhesive resin paste composition and semiconductor device using the same | |
| JP2004063374A (en) | Die bonding paste | |
| JPH1192736A (en) | Conductive resin paste and semiconductor device prepared by using same |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20080701 |