JP2007270130A - ダイボンディング用樹脂ペースト、それを用いた半導体装置の製造方法及び半導体装置 - Google Patents

Abstract

【課題】比較的低い温度で接着する必要がある支持部材に対して、印刷法によって容易に供給・塗布でき、かつＢステージ工程の時間を短縮するために、Ｂステージ化と後硬化の工程を異なる方法で行うことが可能で、良好な接着強度があり、硬化後のボイド及び膜減りを抑制するペースト、それを用いた半導体装置の製造方法及び半導体装置を提供する。
【解決手段】（Ａ）アクリル酸エステル化合物又はメタクリル酸エステル化合物、（Ｂ）エポキシ化ポリブタジエン又はカルボキシ末端アクリロニトリルブタジエン共重合体、（Ｃ）光重合開始剤、（Ｄ）熱硬化性樹脂及び（Ｅ）フィラーを含有してなるダイボンディング用樹脂ペースト、それを用いた半導体装置の製造方法及び半導体装置。
【選択図】なし

Description

本発明は、ＩＣ、ＬＳＩ等の半導体素子とリードフレームや絶縁性支持基板等の支持部材との接合材料（ダイボンディング材）として用いられるダイボンディング用樹脂ペースト、それを用いた半導体装置の製造方法及び半導体装置に関する。

ＩＣやＬＳＩとリードフレームとの接合材料として、従来から、Ａｕ−Ｓｉ共晶合金、半田、銀ペースト等が知られている。
また、本出願人は、特定のポリイミド樹脂を用いた接着フィルム、特定のポリイミド樹脂に導電性フィラー又は無機フィラーを加えたダイボンディング用接着フィルムを先に提案している（特許文献１〜３参照）。
特開平０７−２２８６９７号公報 特開平０６−１４５６３９号公報 特開平０６−２６４０３５号公報

上記、Ａｕ−Ｓｉ共晶合金は、耐熱性及び耐湿性は高いが、弾性率が大きいために大型チップへ適用した場合に割れやすい。また高価であるという難点もある。
半田は安価であるものの、耐熱性が劣り、その弾性率はＡｕ−Ｓｉ共晶合金と同様に高く、大型チップへの適用は難しい。
銀ペーストは、安価で、耐湿性が高く、弾性率はこれらの中では最も低く、３５０℃の熱圧着型ワイヤボンダーに適用できる耐熱性もあるので、現在はダイボンディング材の主流である。

しかし、ＩＣやＬＳＩの高集積化が進み、それに伴ってチップが大型化していくなかで、ＩＣやＬＳＩとリードフレームとを銀ペーストで接合しようとすると、これをチップ全面に広げて塗布しなければならず、それには困難を伴う。

上記、特許文献１〜３のダイボンディング用接着フィルムは、比較的低温で接着でき、かつ良好な熱時接着力をもつためダイボンド用として４２アロイリードフレームに好適に使用できる。

しかし、近年のパッケージの小型・軽量化に伴い、比較的低い温度で貼り付ける必要のある絶縁性支持基板の使用が広範になっており、また製造コストの低減を目的として、印刷法によりダイボンディング材を形成できる印刷型ペースト状接着剤が注目されている。

比較的低い温度で貼り付ける必要がある基板に対して、印刷法によりダイボンディング材を形成する場合、過度の圧力によって必要以上にダイボンディング材の面積を広げないことや均一な膜厚形成のため、ダイボンディング時の温度、圧力のコントロールが重要となる。

また、ダイボインディング時のコントロールをしやすくするための半導体チップ搭載方法として、基板上に所定量のペーストを塗布後、乾燥工程によりペーストを半硬化（Ｂステージ化）させ、Ｂステージ化したダイボンディング用樹脂に半導体チップを搭載する方法が広く用いられている。

しかし、Ｂステージ化を熱で行おうとすると、硬化温度の離れている２つ以上の硬化系を含む材料又は硬化反応速度が比較的緩い材料を用い、さらに低温で長時間の加熱を行わなければならず、工程時間の短縮が可能なペーストの開発が求められている。
また、従来のペーストでは、Ｂステージ化によってペースト中の溶剤が揮発するため、硬化後にペーストの膜厚が薄くなる等の欠点もあった。

本発明は、上記の問題点を解決し、比較的低い温度で接着する必要がある支持部材に対して、印刷法によって容易に供給・塗布でき、かつＢステージ工程の時間を短縮するために、Ｂステージ化と後硬化の工程を異なる方法で行うことが可能で、良好な接着強度があり、硬化後のボイド及び膜減りを抑制するペーストを提供するものである。
また、ダイボンディング用樹脂ペーストを用いた半導体装置の製造方法及び半導体装置を提供するものである。

本発明は、（Ａ）アクリル酸エステル化合物又はメタクリル酸エステル化合物、（Ｂ）エポキシ化ポリブタジエン又はカルボキシ末端アクリロニトリルブタジエン共重合体、（Ｃ）光重合開始剤、（Ｄ）熱硬化性樹脂及び（Ｅ）フィラーを含有してなるダイボンディング用樹脂ペーストに関する。
また、本発明は、（Ｅ）フィラーが、非導電性フィラーを含有したものである前記のダイボンディング用樹脂ペーストに関する。

また、本発明は、非導電性フィラーが、シリカフィラーを含有したものである前記のダイボンディング用樹脂ペーストに関する。
また、本発明は、（Ｄ）熱硬化性樹脂が、エポキシ樹脂である、前記のダイボンディング用樹脂ペーストに関する。
また、本発明は、（１）支持部材上に前記のダイボンディング用樹脂ペーストを塗布し、（２）前記樹脂ペーストを光照射によりＢステージ化し、（３）Ｂステージ化した前記樹脂ペーストに半導体チップを搭載する工程を含む半導体装置の製造方法に関する。

また、本発明は、（１）支持部材上に前記のダイボンディング用樹脂ペーストを塗布し、（２）前記樹脂ペーストを光照射によりＢステージ化し、（３）Ｂステージ化した前記樹脂ペーストに半導体チップを搭載し、（４）前記樹脂ペーストを硬化する工程を含む半導体装置の製造方法に関する。
さらに、本発明は、前記のダイボンディング用樹脂ペーストを用いた半導体装置に関する。

本発明によれば、比較的低い温度で接着する必要がある支持部材に対して、印刷法によって容易に供給・塗布でき、かつＢステージ工程の時間を短縮するために、Ｂステージ化と後硬化の工程を異なる方法で行うことが可能で、良好な接着強度があり、後硬化のボイド及び膜減りを抑制するダイボンディング用樹脂ペーストを提供することにある。このダイボンディング用樹脂ペーストを用いることにより、チップ搭載前のＢステージ化の時間を大幅に低減することができる。

また、本発明のダイボンディング用樹脂ペーストは、耐熱性及び耐白化性があり、扱いやすく、低温接着性に優れていると共に樹脂ペーストの粘度が室温においても安定であり、扱いやすさに優れている。
さらに、フィルム状接着剤に比べ支持部材に対する密着性が向上するため、パッケージ信頼性が高まる。ダイボンド用として有機基板などの絶縁性支持基板や銅リードフレームに好適に使用でき、また４２アロイリードフレームにも使用できる。

以下、本発明をさらに詳細に説明する。
本発明の一実施形態は、（Ａ）アクリル酸エステル化合物又はメタクリル酸エステル化合物、（Ｂ）エポキシ化ポリブタジエン又はカルボキシ末端アクリロニトリルブタジエン共重合体、（Ｃ）光重合開始剤、（Ｄ）熱硬化性樹脂及び（Ｅ）フィラーを含有してなるダイボンディング用樹脂ペーストに関するものである。

本発明に用いられる（Ａ）成分のアクリル酸エステル化合物又はメタクリル酸エステル化合物としては、１分子中に１個以上のアクリル基又はメタクリル基を有する化合物であり、下記の一般式（Ｉ）〜（Ｘ）で表される化合物が使用できる。
（１）一般式（Ｉ）

〔式中、Ｒ^１は水素又はメチル基を表し、Ｒ^２は炭素数１〜１００、好ましくは炭素数１〜３６の２価の脂肪族又は環状構造を持つ脂肪族炭化水素基を表す〕で示される化合物。

一般式（Ｉ）で示される化合物としては、メチルアクリレート、エチルアクリレート、プロピルアクリレート、イソプロピルアクリレート、ｎ−ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、ｔ−ブチルアクリレート、アミルアクリレート、イソアミルアクリレート、ヘキシルアクリレート、ヘプチルアクリレート、オクチルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、ノニルアクリレート、デシルアクリレート、イソデシルアクリレート、ラウリルアクリレート、トリデシルアクリレート、ヘキサデシルアクリレート、ステアリルアクリレート、イソステアリルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、イソボルニルアクリレート、トリシクロ［５．２．１．０^２，６］デシルアクリレート、２−（トリシクロ）［５．２．１．０^２，６］デカ−３−エン−８又は９−イルオキシエチルアクリレート等のアクリレート化合物、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、プロピルメタクリレート、イソプロピルメタクリレート、ｎ−ブチルメタクリレート、イソブチルメタクリレート、ｔ−ブチルメタクリレート、アミルメタクリレート、イソアミルメタクリレート、ヘキシルメタクリレート、ヘプチルメタクリレート、オクチルメタクリレート、２−エチルヘキシルメタクリレート、ノニルメタクリレート、デシルメタクリレート、イソデシルメタクリレート、ラウリルメタクリレート、トリデシルメタクリレート、ヘキサデシルメタクリレート、ステアリルメタクリレート、イソステアリルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、イソボルニルメタクリレート、トリシクロ ［５．２．１．０^２，６］デシルメタクリレート、２−（トリシクロ）［５．２．１．０^２，６］デカ−３−エン−８又は９−イルオキシエチルメタクリレート等のメタクリレート化合物が挙げられる。

（２）一般式（ＩＩ）

〔式中、Ｒ^１及びＲ^２はそれぞれ一般式（Ｉ）におけるものと同じものを表す〕で示される化合物。

一般式（ＩＩ）で示される化合物としては、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシプロピルアクリレート、ダイマージオールモノアクリレート等のアクリレート化合物、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、２−ヒドロキシプロピルメタクリレート、ダイマージオールモノメタクリレート等のメタクリレート化合物等が挙げられる。

（３）一般式（ＩＩＩ）

〔式中、Ｒ^１は一般式（Ｉ）におけるものと同じものを表し、Ｒ^３は水素、メチル基又はフェノキシメチル基を表し、Ｒ^４は水素、炭素数１〜６のアルキル基、フェニル基又はベンゾイル基を表し、ｎは１〜５０の整数を表す〕で示される化合物。

一般式（ＩＩＩ）で示される化合物としては、ジエチレングリコールアクリレート、ポリエチレングリコールアクリレート、ポリプロピレングリコールアクリレート、２−メトキシエチルアクリレート、２−エトキシエチルアクリレート、２−ブトキシエチルアクリレート、メトキシジエチレングリコールアクリレート、メトキシポリエチレングリコールアクリレート、２−フェノキシエチルアクリレート、フェノキシジエチレングリコールアクリレート、フェノキシポリエチレングリコールアクリレート、２−ベンゾイルオキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシ−３−フェノキシプロピルアクリレート等のアクリレート化合物、ジエチレングリコールメタクリレート、ポリエチレングリコールメタクリレート、ポリプロピレングリコールメタクリレート、２−メトキシエチルメタクリレート、２−エトキシエチルメタクリレート、２−ブトキシエチルメタクリレート、メトキシジエチレングリコールメタクリレート、メトキシポリエチレングリコールメタクリレート、２−フェノキシエチルメタクリレート、フェノキシジエチレングリコールメタクリレート、フェノキシポリエチレングリコールメタクリレート、２−ベンゾイルオキシエチルメタクリレート、２−ヒドロキシ−３−フェノキシプロピルメタクリレート等のメタクリレート化合物が挙げられる。

（４）一般式（ＩＶ）

〔式中、Ｒ^１は一般式（Ｉ）におけるものと同じものを表し、Ｒ^５はフェニル基、ニトリル基、−Ｓｉ（ＯＲ^６）_３（Ｒ^６は炭素数１〜６のアルキル基を表す）又は下記の式の基

（Ｒ^７、Ｒ^８及びＲ^９はそれぞれ独立に水素又は炭素数１〜６のアルキル基を表し、Ｒ^１０は水素又は炭素数１〜６のアルキル基又はフェニル基を表す）を表し、ｍは０、１、２又は３の数を表す〕で示される化合物。

一般式（ＩＶ）で示される化合物としては、ベンジルアクリレート、２−シアノエチルアクリレート、γ−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、グリシジルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、テトラヒドロピラニルアクリレート、ジメチルアミノエチルアクリレート、ジエチルアミノエチルアクリレート、１，２，２，６，６−ペンタメチルピペリジニルアクリレート、２，２，６，６−テトラメチルピペリジニルアクリレート、アクリロキシエチルホスフェート、アクリロキシエチルフェニルアシッドホスフェート、β−アクリロイルオキシエチルハイドロジェンフタレート、β−アクリロイルオキシエチルハイドロジェンサクシネート等のアクリレート化合物、ベンジルメタクリレート、２−シアノエチルメタクリレート、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、グリシジルメタクリレート、テトラヒドロフルフリルメタクリレート、テトラヒドロピラニルメタクリレート、ジメチルアミノエチルメタクリレート、ジエチルアミノエチルメタクリレート、１，２，２，６，６−ペンタメチルピペリジニルメタクリレート、２，２，６，６−テトラメチルピペリジニルメタクリレート、メタクリロイルオキシエチルホスフェート、メタクリロイルオキシエチルフェニルアシッドホスフェート等のメタクリレート、β−メタクリロイルオキシエチルハイドロジェンフタレート、β−メタクリロイルオキシエチルハイドロジェンサクシネート等のメタクリレート化合物が挙げられる。

（５）一般式（Ｖ）

〔式中、Ｒ^１及びＲ^２はそれぞれ独立に一般式（Ｉ）におけるものと同じものを表す〕で示される化合物。

一般式（Ｖ）で示される化合物としては、エチレングリコールジアクリレート、１，４−ブタンジオールジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、１，９−ノナンジオールジアクリレート、１，３−ブタンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ダイマージオールジアクリレート、ジメチロールトリシクロデカンジアクリレート等のジアクリレート化合物、エチレングリコールジメタクリレート、１，４−ブタンジオールジメタクリレート、１，６−ヘキサンジオールジメタクリレート、１，９−ノナンジオールジメタクリレート、１，３−ブタンジオールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、ダイマージオールジメタクリレート、ジメチロールトリシクロデカンジメタクリレート等のジメタクリレート化合物が挙げられる。

（６）一般式（ＶＩ）

〔式中、Ｒ^１、Ｒ^３及びｎはそれぞれ独立に一般式（ＩＩＩ）におけるものと同じものを表す〕で示される化合物。

一般式（ＶＩ）で示される化合物としては、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート等のジアクリレート化合物、ジエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、テトラエチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、トリプロピレングリコールジメタクリレート、ポリプロピレングリコールジメタクリレート等のジメタクリレート化合物が挙げられる。

（７）一般式（ＶＩＩ）

〔式中、Ｒ^１はそれぞれ独立に一般式（Ｉ）におけるものと同じものを表し、Ｒ^１１及びＲ^１２はそれぞれ独立に水素又はメチル基を表す〕で示される化合物。

一般式（ＶＩＩ）で示される化合物としては、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ又はビスフェノールＡＤ１モルとグリシジルアクリレート２モルとの反応物、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ又はビスフェノールＡＤ１モルとグリシジルメタクリレート２モルとの反応物等が挙げられる。

（８）一般式（ＶＩＩＩ）

〔式中、Ｒ^１、Ｒ^１１及びＲ^１２はそれぞれ独立に一般式（ＶＩＩ）におけるものと同じものを表しＲ^１３及びＲ^１４はそれぞれ独立に水素又はメチル基を表し、ｐ及びｑはそれぞれ独立に１〜２０の整数を表す〕で示される化合物。

一般式（ＶＩＩＩ）で示される化合物としては、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ又はビスフェノールＡＤのポリエチレンオキサイド付加物のジアクリレート、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ又はビスフェノールＡＤのポリプロピレンオキサイド付加物のジアクリレート、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ又はビスフェノールＡＤのポリエチレンオキサイド付加物のジメタクリレート、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ又はビスフェノールＡＤのポリプロピレンオキサイド付加物のジメタクリレート等が挙げられる。

（９）一般式（ＩＸ）

〔式中、Ｒ^１はそれぞれ独立に一般式（Ｉ）におけるものと同じものを表し、Ｒ^１５、Ｒ^１６、Ｒ^１７及びＲ^１８はそれぞれ独立に水素又はメチル基を表し、ｘは１〜２０の整数を表す〕で示される化合物。

一般式（ＩＸ）で示される化合物としては、ビス（アクリロイルオキシプロピル）ポリジメチルシロキサン、ビス（アクリロイルオキシプロピル）メチルシロキサン−ジメチルシロキサンコポリマー、ビス（メタクリロイルオキシプロピル）ポリジメチルシロキサン、ビス（メタクリロイルオキシプロピル）メチルシロキサン−ジメチルシロキサンコポリマー等が挙げられる。

（１０）一般式（Ｘ）

〔式中、Ｒ^１はそれぞれ独立に一般式（Ｉ）におけるものと同じものを表し、ｒ、ｓ、ｔ及びｕはそれぞれ独立に繰り返し数の平均値を示す０以上の数であり、ｒ＋ｔは０．１以上、好ましくは０．３〜５であり、ｓ＋ｕは１以上、好ましくは１〜１００である〕で示される化合物。

一般式（Ｘ）で示される化合物としては、無水マレイン酸を付加させたポリブタジエンと分子内に水酸基を持つアクリル酸エステル化合物又はメタクリル酸エステル化合物を反応させて得られる反応物及びその水素添加物があり、例えばＭＭ−１０００−８０、ＭＡＣ−１０００−８０（共に、新日本石油化学（株）商品名）等が挙げられる。

（Ａ）成分のアクリル酸エステル化合物又はメタクリル酸エステル化合物としては、上記の化合物を単独で又は２種以上を組み合わせて使用することができる。
本発明においては、ブタジエン系の液状ゴム成分を用いる。ブタジエン系の液状ゴム成分としては、（Ｂ）エポキシ化ポリブタジエン及びカルボキシ末端アクリロニトリルブタジエン共重合体から選択される少なくとも１種類以上の液状ゴム成分である。

本発明に用いられる（Ｂ）の液状ゴム成分としては、エポキシ当量が好ましくは１０００（ｇ／ｅｑ）以下、より好ましくは５０〜５００（ｇ／ｅｑ）であり、室温での粘度が好ましくは１０００Ｐａ・ｓ以下、より好ましくは１０〜１００Ｐａ・ｓであるエポキシ化ポリブタジエン、室温での粘度が好ましくは１０００Ｐａ・ｓ以下、より好ましくは５０〜５００Ｐａ・ｓであるカルボキシ末端アクリロニトリルブタジエン共重合体それぞれの単独又は組み合わせて使用することができる。
なお、エポキシ当量は過塩素酸法により求めたものである。粘度は、樹脂ペーストの粘度の測定方法と同じ方法により測定することができる。

エポキシ化ポリブタジエンとしては、例えば、Ｅ−１０００−８〔新日本石油化学（株）商品名〕、ＰＢ−４７００〔ダイセル化学（株）商品名〕が挙げられる。
また、カルボキシ末端アクリロニトリルブタジエン共重合体としては、Ｈｙｃｅｒ ＣＴＢ−２００９Ｘ１６２、ＣＴＢＮ−１３００Ｘ３１、ＣＴＢＮ−１３００Ｘ８、ＣＴＢＮ−１３００Ｘ１３、ＣＴＢＮＸ−１３００Ｘ９〔いずれも宇部興産（株）商品名〕、ＮＩＳＳＯ−ＰＢ−Ｃ−２０００〔日本曹達（株）商品名〕等が挙げられる。
エポキシ化ポリブタジエンとして、分子内に少なくとも１つの水酸基を持つものを使用しても良い。

（Ｂ）成分の配合量は、（Ａ）成分１００重量部に対して１０〜１００重量部使用することが好ましく、３０〜８０重量部使用することがより好ましい。この配合量が１０重量部未満であるとチップ反り低減効果に劣る傾向があり、１００重量部を超えると、粘度が増大し、樹脂ペーストの作業性が低下する傾向がある。

本発明に用いられる（Ｃ）の光重合開始剤としては特に制限はなく、各種のものを用いることができ、例えば、ベンゾフェノン、Ｎ，Ｎ’−テトラメチル−４，４’−ジアミノベンゾフェノン（ミヒラーケトン）、Ｎ，Ｎ’−テトラエチル−４，４’−ジアミノベンゾフェノン、４−メトキシ−４’−ジメチルアミノベンゾフェノン、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルホリノフェニル）−ブタノン−１、２，２−ジメトキシ−１，２−ジフェニルエタン−１−オン、１−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン、２−メチル−１−（４−（メチルチオ）フェニル）−２−モルフォリノプロパノン−１、２，４−ジエチルチオキサントン、２−エチルアントラキノン、フェナントレンキノン等の芳香族ケトン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインフェニルエーテル等のベンゾインエーテル、メチルベンゾイン、エチルベンゾイン等のベンゾイン、ベンジルジメチルケタール等のベンジル誘導体、２−（ｏ−クロロフェニル）−４，５−ジフェニルイミダゾール二量体、２−（ｏ−クロロフェニル）−４，５−ジ（ｍ−メトキシフェニル）イミダゾール二量体、２−（ｏ−フルオロフェニル）−４，５−フェニルイミダゾール二量体、２−（ｏ−メトキシフェニル）−４，５−ジフェニルイミダゾール二量体、２−（ｐ−メトキシフェニル）−４，５−ジフェニルイミダゾール二量体、２，４−ジ（ｐ−メトキシフェニル）−５−フェニルイミダゾール二量体、２−（２，４−ジメトキシフェニル）−４，５−ジフェニルイミダゾール二量体等の２，４，５−トリアリールイミダゾール二量体、９−フェニルアクリジン、１，７−ビス（９，９’−アクリジニル）ヘプタン等のアクリジン誘導体、ビス（２，６−ジメトキシベンゾイル）−２，４，４−トリメチル−ペンチルフォスフィンオキサイド、ビス（２，４，６，−トリメチルベンゾイル）−フェニルフォスフィンオキサイド等のビスアシルフォスフィンオキサイドなどが挙げられる。これらは単独で又は二種類以上を組み合わせて使用することができる。

光重合開始剤の配合量は、（Ａ）成分の総量１００重量部に対して０．０１〜３０重量部が好ましく、０．５〜１０重量部が特に好ましい。この配合割合が０．０１重量部未満であると、硬化性が低下する傾向があり、３０重量部を超えると、揮発分が多くなり、硬化物中にボイドと呼ばれる空隙が生じ易くなる傾向がある。

本発明に用いられる（Ｄ）熱硬化性樹脂とは、熱により架橋反応を起こしうる反応性化合物を言う。このような化合物としては例えば、エポキシ樹脂、シアネート樹脂、ビスマレイミド樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、アルキド樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂、シリコーン樹脂、レゾルシノールホルムアルデヒド樹脂、キシレン樹脂、フラン樹脂、ポリウレタン樹脂、ケトン樹脂、トリアリルシアヌレート樹脂、ポリイソシアネート樹脂、トリス（２−ヒドロキシエチル）イソシアヌラートを含有する樹脂、トリアリルトリメリタートを含有する樹脂、シクロペンタジエンから合成される熱硬化性樹脂等が挙げられる。これら熱硬化樹脂は単独で又は二種類以上を組み合わせて用いることができる。

この中において、高温において優れた接着力を持たせることができ、また取り扱い性の点から、エポキシ樹脂を用いることが特に好ましい。
このような理由により、本発明の他の一実施形態は、前記熱硬化性樹脂がエポキシ樹脂である、前記記載のダイボンディング用樹脂ペーストに関するものである。

本発明に用いられるエポキシ樹脂としては特に制限はないが、分子内に少なくとも２個のエポキシ基を持つものが好ましい。このようなエポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＡＤ、ビスフェノールＳ、ビスフェノールＦ若しくはハロゲン化ビスフェノールＡとエピクロルヒドリンの縮合物、フェノールノボラック樹脂のグリシジルエーテル、クレゾールノボラック樹脂のグリシジルエーテル、ビスフェノールＡノボラック樹脂等のグリシジルエーテルなどが挙げられる。

熱硬化性樹脂の配合量は、（Ａ）成分の総量１００重量部に対して０．１〜１００重量部が好ましく、２〜３０重量部が特に好ましい。この配合割合が１００重量部を超えると、低応力の特性を発揮しにくい傾向がある。

熱硬化性樹脂を用いる場合、これを硬化させるために、硬化剤、硬化促進剤、触媒等の添加剤を樹脂ペースト中に適宜加えることができる。触媒を添加する場合は、必要に応じて助触媒を使用することができる。

熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂を使用する場合は、通常、硬化促進剤と共に用いられる。
硬化促進剤は、エポキシ樹脂を硬化させるために用いられるものであればよい。このようなものとしては、例えば、イミダゾール類、ジシアンジアミド誘導体、ジカルボン酸ジヒドラジド、トリフェニルホスフィン、テトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレート、２−エチル−４−メチルイミダゾール−テトラフェニルボレート、１，８−ジアザビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７−テトラフェニルボレート等が挙げられる。

硬化促進剤の量は、エポキシ樹脂１００重量部に対し、０〜５０重量部、好ましくは０．１〜２０重量部である。この配合割合が５０重量部を超えると、低応力の効果を発揮しにくい傾向がある。

本発明に用いるフィラー（Ｅ）としては、銀粉、金粉、銅粉等の導電性（金属）フィラー、シリカ、アルミナ、チタニア、ガラス、酸化鉄、セラミック等の無機物質フィラー等がある。
フィラーのうち、銀粉、金粉、銅粉等の導電性（金属）フィラーは、接着剤に導電性、伝熱性又はチキソトロピー性を付与する目的で添加される。
また、シリカ、アルミナ、チタニア、ガラス、酸化鉄、セラミック等の無機物質フィラーは、接着剤に低熱膨張性、低吸湿率、チキソトロピー性を付与する目的で添加される。

また、半導体装置の電気的信頼性を向上させるフィラーとして、無機イオン交換体を加えても良い。ペースト硬化物を熱水中で抽出したとき、水溶液中に抽出されるイオン、例えば、Ｎａ^＋、Ｋ^＋、Ｃｌ⁻、Ｆ⁻、ＲＣＯＯ⁻、Ｂｒ⁻等のイオン捕捉作用が認められるものが有効である。このようなイオン交換体としては、天然に産出されるゼオライト、沸石類、酸性白土、白雲石、ハイドロタルサイト類等の天然鉱物、人工的に合成された合成ゼオライトなどが例として挙げられる。

これら導電性フィラー又は無機物質フィラーは、２種以上を混合して用いることもできる。
また、物性を損なわない範囲で導電性フィラーと無機物質フィラーとを混合して用いてもよい。

フィラーの量は、樹脂ペースト総量に対して、通常１〜１００重量部、好ましくは２〜５０重量部である。１重量部未満ではペーストに十分なチキソトロピー性（チキソトロピー指数：１．５以上）を付与しにくい。また、１００重量部を超えて多いと接着性が低下する場合がある。更に硬化物の弾性率が高くなり、その結果、ダイボンディング材の応力緩和能が低くなり半導体装置の実装信頼性が低下する場合がある。

また、本発明の他の一実施形態は、フィラーが、無機物質フィラーを含有したものである前記のダイボンディング用樹脂ペーストに関するものである。
また、本発明の他の一実施形態は、無機物質フィラーが、シリカフィラーを含有したものである前記のダイボンディング用樹脂ペーストに関するものである。

本発明に用いられる無機物質フィラーのシリカとしては、特に制限はないが、疎水性の表面処理をしているものが好ましい。疎水性の表面処理をしていると、ペーストが吸湿しにくくなり、吸湿によりペーストの粘度が変化するのを防ぎ、室温での経時粘度変化率を低くすることができる。

疎水性の表面処理の方法としては、特に制限はなく、例えば無機物質フィラーの表面に、メチル基等のアルキル基やトリメチルシリル基等の疎水性基を導入する方法や、ジメチルシリコーンオイル、オクチルシラン等で表面処理をする方法があげられる。

疎水性の表面処理がされたシリカフィラーとしては、例えば、アエロジルＲ９７２、Ｒ９７２Ｖ、Ｒ９７２ＣＦ、Ｒ９７４、ＲＸ２００、ＲＹ２００、Ｒ８０５（いずれも日本アエロジル（株）商品名）が挙げられる。

本発明になる樹脂ペーストには、さらに必要に応じてアクリロニトリル−ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ウレタンアクリレート等の靭性改良材、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、チタンカップリング剤、酸無水物等の接着力向上剤、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や、ペースト形状を保持させるためのスペーサーフィラー、スペーサー樹脂等を適宜添加することができる。

さらに、必要に応じ溶剤を用いることもできる。溶剤としては、例えば、Ｎ−メチル−２−ピロリジノン、ジエチレングリコールジメチルエーテル（ジグライムともいう）、トリエチレングリコールジメチルエーテル（トリグライムともいう）、ジエチレングリコールジエチルエーテル、２−（２−メトキシエトキシ）エタノール、γ−ブチロラクトン、イソホロン、カルビトール、カルビトールアセテート、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、酢酸２−（２−ブトキシエトキシ）エチル、エチルセロソルブ、エチルセロソルブアセテート、ブチルセロソルブ、ジオキサン、シクロヘキサノン、アニソールのほかに、印刷用インキの溶剤として使われる石油蒸留物を主体とした溶剤などが挙げられる。

本発明における樹脂ペーストの製造は、（Ａ）アクリル酸エステル化合物又はメタクリル酸エステル化合物、（Ｂ）エポキシ化ポリブタジエン又はカルボキシ末端アクリロニトリルブタジエン共重合体、（Ｃ）光重合開始剤、（Ｄ）熱硬化性樹脂及び（Ｅ）フィラーを必要に応じて用いられる各種添加剤と共に、一括又は分割して撹拌器、らいかい器、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、必要に応じて加熱して、混合、溶解、解粒混練又は分散して行われる。各成分が均一になるように分散させることが好ましい。

樹脂ペーストの粘度は通常、５〜１０００Ｐａ・ｓの範囲であるが、５〜５００Ｐａ・ｓの範囲であることがより好ましく、さらに好ましくは、スクリーンメッシュ版等のようにマスク開口部にメッシュ等が張ってある場合は、メッシュ部の抜け性を考慮して５〜２００Ｐａ・ｓの範囲であることが好ましく、ステンシル版等の場合は２０〜５００Ｐａ・ｓの範囲に調整されていることが好ましい。

樹脂ペーストの粘度が５Ｐａ・ｓ未満、あるいは１０００Ｐａ・ｓを超えると、印刷作業性が低下する傾向にある。但し、上記粘度はＥ型回転粘度計を用いて、２５℃で、回転数０．５ｒｐｍで測定したときの値とする。

また、本発明の他の一実施形態は、（１）支持部材上に得られたダイボンディング用樹脂ペーストを塗布し、（２）前記樹脂ペーストを光照射によりＢステージ化し、（３）Ｂステージ化した前記樹脂ペーストに半導体チップを搭載する工程を含む、半導体装置の製造方法に関するものである。

具体的には、得られたダイボンディング用樹脂ペーストは、４２アロイリードフレーム、銅リードフレーム等のリードフレーム又はポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド系樹脂等のプラスチックフィルム、さらには、ガラス不織布などの基材にポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド系樹脂等のプラスチックを含浸・硬化させたもの若しくはアルミナなどのセラミックス製の支持部材（板状）などに、本発明の樹脂ペーストを印刷法によって供給・塗布する。

次いで、光照射により半硬化させてＢステージ状態の接着剤付き支持部材とし、さらに、このＢステージ接着剤付き支持部材に、ＩＣ、ＬＳＩ等の半導体素子（チップ）を接着し、必要に応じて加熱させて支持部材に接着する。
その後、樹脂ペーストは、実装信頼性に影響がない範囲で封止材の硬化工程により硬化させてもよいが、封止材の硬化工程の前に樹脂ペーストを硬化させる方がより好ましい。

この為、本発明の他の一実施形態は、（１）支持部材上に得られたダイボンディング用樹脂ペーストを塗布し、（２）前記樹脂ペーストを光照射によりＢステージ化し、（３）Ｂステージ化した前記樹脂ペーストに半導体チップを搭載し、（４）前記樹脂ペーストを硬化する工程を含む半導体装置の製造方法に関するものである。

本発明の樹脂ペーストによれば、比較的低い温度で硬化することが可能であり、硬化温度は、好ましくは１４０〜２００℃、より好ましくは１５０〜１８０℃である。
また、本発明の半導体装置は、本発明の樹脂ペーストを用いて製造されたものであれば特にその構造に制限はなく、例えば、半導体素子と支持部材とを接着している本発明の樹脂ペーストを含有する半導体装置が挙げられる。

以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれに制限するものではない。
（実施例１〜５）
表１に示す配合割合で各材料をらいかい機に入れ、混練した後、５Ｔｏｒｒ以下で１時間脱泡混練を行い、ダイボンディング用樹脂ペーストを得た。

（比較例１、２）
あらかじめエポキシ樹脂（ＹＤＣＮ−７０２）１１重量部及びフェノール樹脂（Ｈ−１）８重量部のカルビトールアセテート（２９重量部）溶液（熱硬化性樹脂の固形分の濃度は約４０重量％）を用意しておき、表１に示す割合で各材料と共にらいかい機に入れ、混練した後、５Ｔｏｒｒ以下で１時間脱泡混練を行い、ダイボンディング用樹脂ペーストを得た。

これらの樹脂ペーストの特性（不揮発分濃度、内部ボイド、熱時ダイシェア強度）を下記に示す方法で調べた。その結果を表１に示す。
（１）不揮発分濃度：金属シャーレ（直径６０ｍｍ、深さ１０ｍｍ）に樹脂ペーストを１．５ｇ測りとり、その重量を精秤し、２００℃のオーブンで２時間硬化させる。その後、重量を精秤し、次式により不揮発分濃度を計算した。

（２）内部ボイド：樹脂ペーストを８×１０ｍｍの４２アロイリードフレーム上に８×１０ｍｍの大きさで印刷し、それぞれ表１に示すＢステージ条件にてＢステージ化させた。この上に８ｍｍ×１０ｍｍのシリコンチップ（厚さ０．４ｍｍ）を表１に示すダイアタッチ条件で貼り付けた。その後、１８０℃のオーブンで１時間硬化させ、サンプルを作成した。このサンプルのペースト層の部分を、走査型超音波顕微鏡を用いて、ペースト層のボイドを観察した。

（３）熱時ダイシェア強度：樹脂ペーストを８×１０ｍｍの４２アロイリードフレーム上に５×５ｍｍの大きさで印刷し、それぞれ表１に示す条件にてＢステージ化させた。その樹脂ペースト上に５×５ｍｍのシリコンチップ（厚さ０．４ｍｍ）を、表１に示すダイアタッチ条件で貼り付けた。その後、１８０℃のオーブンで１時間硬化させた。これを、自動接着力試験機（デイジ社製、ＢＴ−４００）を用い、２５０℃における剪断強さ（ｋｇ／チップ）を測定した。

なお、表１において、種々の記号は下記の意味である。
ＳＲ−３４９：サートマー社、エトキシ化ビスフェノールＡジアクリレート。
ＦＡ−５１２Ｍ：日立化成工業株式会社、ジシクロペンテニルオキシエチルメタクリレート。
ＣＴＢＮ−１３００Ｘ８：宇部興産株式会社、カルボキシ末端アクリロニトリルブタジエン共重合体。
ＰＢ−４７００：ダイセル化学株式会社、エポキシ化ポリブタジエン。
イルガキュア３６９：ラジカル系光重合開始剤、２−ベンジル−２−(ジメチルアミノ)−4−モルフォリノブチルフェノン。

ＹＤＣＮ−７０２：東都化成株式会社、ｏ−クレゾールノボラック型エポキシ樹脂（エポキシ当量１９５〜２２０）。
ＥＸＡ−４８５０−１５０：大日本インキ化学工業株式会社、エポキシ樹脂、エポキシ当量４５０。
ＥＸＡ−４８５０−１０００：大日本インキ化学工業株式会社、エポキシ樹脂、エポキシ当量３５０。
Ｈ−１：明和化成株式会社、フェノールノボラック樹脂（ＯＨ当量１０６）
２Ｐ４ＭＨＺ：四国化成工業株式会社、キュアゾール、２−フェニルー４−メチルー５−５−ヒドロキシメチルイミダゾール。
ＤＩＣＹ：ジシアンジアミド。
ＡＥＲＯＳＩＬ ３８０：日本アエロジル株式会社、シリカフィラー。
ＡＥＲＯＳＩＬ Ｒ９７２：日本アエロジル株式会社、ジメチルジクロロシランで表面処理した疎水性のシリカフィラー。

表１に示されるように、本発明のダイボンディング用樹脂ペースト（実施例１〜３）は、従来のエポキシ樹脂を用いた樹脂ペースト（比較例１、２）に比較して短時間にてＢステージ化を行うことができ、硬化後のボイドの発生も抑制し、熱時ダイシェア強度で良好な値を示すことが明らかである。

比較例１においてもダイシェア強度は良好な値を示したが、Ｂステージ工程において１５０℃のオーブンにて５０分加熱をしなければならない。
また、比較例２のようにＢステージ工程を短時間で行うと、ペーストはＢステージ状態にはならず（ペースト状のままで）、この状態でチップを貼り付け、硬化させると、ペースト層にボイドが発生した。

さらに、本発明のダイボンディング用樹脂ペーストは、不揮発分濃度が高いことから硬化によるペーストの膜減りを抑制することができた。このことから、本発明により、Ｂステージ工程の時間を短縮し、扱いやすさに優れ、硬化後のボイド発生及び膜減りを抑制する、信頼性の高いダイボンディング用樹脂ペーストを提供できることが確認された。

Claims (7)

1. （Ａ）アクリル酸エステル化合物又はメタクリル酸エステル化合物、（Ｂ）エポキシ化ポリブタジエン又はカルボキシ末端アクリロニトリルブタジエン共重合体、（Ｃ）光重合開始剤、（Ｄ）熱硬化性樹脂及び（Ｅ）フィラーを含有してなるダイボンディング用樹脂ペースト。
2. （Ｅ）フィラーが、非導電性フィラーを含有したものである請求項１記載のダイボンディング用樹脂ペースト。
3. 非導電性フィラーが、シリカフィラーを含有したものである請求項２記載のダイボンディング用樹脂ペースト。
4. （Ｄ）熱硬化性樹脂が、エポキシ樹脂である、請求項１〜３のいずれか１項に記載のダイボンディング用樹脂ペースト。
5. （１）支持部材上に請求項１〜４のいずれか１項に記載のダイボンディング用樹脂ペーストを塗布し、（２）前記樹脂ペーストを光照射によりＢステージ化し、（３）Ｂステージ化した前記樹脂ペーストに半導体チップを搭載する工程を含む半導体装置の製造方法。
6. （１）支持部材上に請求項１〜４のいずれか１項に記載のダイボンディング用樹脂ペーストを塗布し、（２）前記樹脂ペーストを光照射によりＢステージ化し、（３）Ｂステージ化した前記樹脂ペーストに半導体チップを搭載し、（４）前記樹脂ペーストを硬化する工程を含む半導体装置の製造方法。
7. 請求項１〜４のいずれか１項に記載のダイボンディング用樹脂ペーストを用いた半導体装置。