JP2007262328A - 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
Description
[1](A)ポリアルキレンオキシド骨格ビスマレイミド化合物、(B)一般式(1)で示される官能基を少なくとも1つ有しかつカルボキシ基を少なくとも1つ有する化合物、及び(C)一般式(1)で示される官能基を少なくとも1つ有しかつ水酸基を少なくとも1つ有する化合物を必須成分とすることを特徴とする樹脂組成物。
[3]さらに(E)エポキシ樹脂硬化剤を含む[2]項に記載の樹脂組成物。
[4]前記(D)エポキシ樹脂が室温で液状である[2]又は[3]項に記載の樹脂組成物。
[5][1]〜[4]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として用いて作製されることを特徴とする半導体装置。
以下、本発明について詳細に説明する。
このような化合物(A)としては、アミド基とカルボキシ基を有する化合物でアミド基とカルボキシ基を有する化合物の間に炭素数1〜10の炭化水素基を有する化合物(グリシン、アラニン、アミノカプロン酸など)と無水マレイン酸又はその誘導体を反応することによりマレイミド化アミノ酸を合成し、これとアルキレンオキシドジオール、ポリアルキレンエステルジオールなど反応させることにより入手可能である。例えば、ポリテトラメチレングリコール−ジ(2−マレイミドアセテート)などが挙げられる。
化合物(B)の一般式(1)で示される官能基は、反応性部位として炭素−炭素の2重結合を有するため化合物(A)と共重合可能であり、反応性が高いために硬化時の加熱又はその後のワイヤボンド時の加熱において揮発しにくくボイドの発生を抑制できる。
反応性を持たない希釈剤を用いると、加熱により他の樹脂組成物の成分と反応することがないために、硬化時の加熱又はその後のワイヤボンド時の加熱において、希釈剤が揮発してボイドの原因になったり、その成分が半導体素子上、ダイパッド上に付着し、しばしばワイヤボンド不良の原因となったり、封止材料のダイパッドへの接着力を低下させ剥離やクラックの原因となったりするため好ましくない。
耐半田性の評価は、通常リフロー前にパッケージを高温高湿状態に曝し、パッケージが十分水分を含んだ状態で行うため、ダイアタッチ材は硬化直後に比べて高温高湿状態に曝された後のほうが接着性が極端に低下するが、カルボキシ基を有することによって吸湿後の密着力低下を最小限に抑えることができる。
化合物(B)としては、例えば、2−(メタ)アクリロイロキシエチルコハク酸、2−(メタ)アクリロイロキシエチルフタル酸、2−(メタ)アクリロイロキシエチルヘキサヒドロフタル酸などが挙げられる。
化合物(C)の一般式(1)で示される官能基は、反応性部位として炭素−炭素の2重結合を有するため化合物(A)と共重合可能であり、反応性が高いために硬化時の加熱又はその後のワイヤボンド時の加熱において揮発しにくくボイドの発生を抑制できる。
反応性を持たない希釈剤を用いると、加熱により他の樹脂組成物の成分と反応することがないために、硬化時の加熱又はその後のワイヤボンド時の加熱において、希釈剤が揮発してボイドの原因になったり、その成分が半導体素子上、ダイパッド上に付着し、しばしばワイヤボンド不良の原因となったり、封止材料のダイパッドへの接着力を低下させ剥離やクラックの原因となったりするため好ましくない。
また、水酸基を有することにより優れたブリード性を示すことが可能となる。ここでブリードとは、樹脂組成物をリードフレームや有機基板等の被着体に塗布した時又は加熱硬化中に樹脂組成物の樹脂成分が被着体表面に広がる現象を指し、しばしばブリードがグランドボンド(半導体素子からダイパッドへのワイヤボンド)不良の原因となったり、封止材料のダイパッドへの接着力を低下させ剥離の原因、クラックの原因となったりするため好ましくない現象である。ここでブリード性に優れるというのはブリードが発生しにくいということで、すなわち上述したような問題が起こりにくいということである。
化合物(C)としては、例えば、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、2−アクリロイロキシ−2−ヒドロキシエチルフタル酸、グリセリンジ(メタ)アクリレート、1,4−シクロヘキサンジメタノールモノアクリレートなどが挙げられる。
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。例えば、市販のダイボンダーを用いて、リードフレームまたは有機基板の所定の部位に樹脂組成物をディスペンス塗布した後、半導体素子(以下チップということもある。)をマウントし、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作製する。
化合物(A)としては、ポリテトラメチレングリコール−ジ(2−マレイミドアセテート)(大日本インキ化学工業(株)製、ルミキュアMIA−200、以下MIA−200)を、化合物(B)としては、2−メタクリロイルオキシエチルコハク酸(共栄社化学(株)製、ライトエステルHO−MS、以下HO−MS)を、化合物(C)としては、グリセリンジメタクリレート(共栄社化学(株)製、ライトエステルG−101P、以下G−101P)、熱ラジカル開始剤(D)としては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)、シランカップリング剤としてグリシジル基を有するもの(信越化学工業(株)製、KBM−403E、以下KBM−403E)、銀粉としては平均粒径8μm、最大粒径30μmのフレーク状銀粉(以下銀粉)を用いた。
上記成分を表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。
実施例1以外で使用した成分は、エポキシ樹脂(D)としては、ビスフェノールAとエピクロルヒドリンとの反応によって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、室温で液状、以下ビスAエポキシ)、エポキシ樹脂硬化剤(E)として、2,4−ジアミノ−6−〔2'−メチルイミダゾリル−(1')〕−エチル−s−トリアジン(四国化成工業(株)製、キュアゾール2MZ−A、以下2MZ−A)、ジシアンジアミド(以下DDA)、であり、表1のように配合し、実施例1と同様に樹脂組成物を得た。
得られた樹脂組成物を以下の方法により評価した。評価結果を表1に示す。
ポリテトラメチレングリコールジアクリレート(新中村化学工業(株)製、NKエステルA−PTMG−65、以下A−PTMG−65)、1,6−ヘキサンジオールジメタクリレート(共栄社化学(株)製、ライトエステル1、6HX、以下1、6HX)、クレジルグリシジルエーテル(エポキシ当量185、以下CGE)、ビスフェノールA(大日本インキ化学工業(株)製、DIC−BPF、以下BPF)
表1に示す割合で配合し実施例1、2と同様に樹脂組成物を得た。
得られた樹脂組成物を以下の方法により評価した。評価結果を表1に示す。
・接着強度:表1に記載の樹脂組成物を用いて、6×6mmのシリコンチップを有機基板(基板:住友ベークライト(株)製 ELC−4781を用いて回路形成し、ソルダーレジスト:太陽インキ製造(株)製 PSR−4000−AUS308で被覆した。)にマウントし、175℃オーブン中15分硬化した。硬化後及び吸湿処理(85℃、85%、72時間)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/チップである。
・吸湿後接着強度劣化率:(硬化後接着強度−吸湿後接着強度)/硬化後接着強度×100とし、50%以下の場合を合格とした。単位は%である。
・樹脂硬化物の弾性率:表1に記載の樹脂組成物をテフロン(登録商標)シート上に幅4mm、長さ約50mm、厚さ200μmに塗布し、175℃オーブン中15分硬化した後、粘弾性測定装置を用いて試験長20mm、−100℃から300℃まで昇温速度5℃/分、10Hzで引張りの粘弾性を測定し、室温(25℃)と250℃での貯蔵弾性率を求めた。
・ブリード:表1に示す樹脂組成物を用い、6×6mmのシリコンチップを銀スポットメッキ銅フレーム(ダイパッド部に銀メッキあり)にマウントし、175℃オーブン中15分硬化した。硬化物のブリードを光学顕微鏡にて観察し、各試験片での最長の長さをもってブリードとした。ブリードの長さが50μm以下のものを合格とした。ブリードの単位はμm。
・耐リフロー性:表1に示す樹脂組成物を用い、下記の基板にシリコンチップをマウントし、175℃15分間硬化し接着した。これを封止材料(スミコンEME−G770typeLE、住友ベークライト(株)製)を用い封止し、パッケージを作製した。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。パッケージ全体の剥離面積が10%未満の場合を合格とした。剥離面積の単位は%である。
パッケージ:BGA(35×35mm)
基板:住友ベークライト(株)製 ELC−4781を用いて、回路形成し、下記ソ ルダーレジストにて被覆した。
ソルダーレジスト:太陽インキ製造(株)製 PSR−4000−AUS308
チップサイズ:10×10mm
樹脂組成物の硬化条件:オーブン中175℃、15分
Claims (5)
- さらに(D)エポキシ樹脂を含む請求項1記載の樹脂組成物。
- さらに(E)エポキシ樹脂硬化剤を含む請求項2記載の樹脂組成物。
- 前記(D)エポキシ樹脂が室温で液状である請求項2又は3に記載の樹脂組成物。
- 請求項1〜4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として用いて作製されることを特徴とする半導体装置。
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