JP2013170254A - ダイボンディング用樹脂ペースト、半導体装置の製造方法及び半導体装置 - Google Patents

Abstract

【課題】作業環境における汚染を低減し、印刷性に優れ、接着強度の高いダイボンディング層を形成することができるダイボンディング用樹脂ペースト、並びに、該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こと。
【解決手段】本発明は、ブタジエン樹脂、２５℃で液状の熱硬化性樹脂を含有する熱硬化性成分、無機フィラー及びゴム状フィラーを含み、２００℃で２時間加熱後の不揮発分濃度が８０質量％以上である、ダイボンディング用樹脂ペーストに関する。
【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、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としては、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。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、大型チップに適用した場合に割れやすく、高価であるという難点もある。また、半田は、安価であるものの、耐熱性に劣り、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を有しているので、現在もダイボンディング材として広く用いられている。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は、銀ペーストをチップ全面に広げて塗布することは困難であり、また効率的であるとはいえない。

上記以外のダイボンディング材としては、ダイボンディング用接着フィルムがある。例えば、下記特許文献１〜３には、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や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などが提案されている。これらのダイボンディング用接着フィルムは、支持基板上に比較的容易にダイボンディング層を形成することができ、特に、４２アロイリードフレームに対して好適に使用できる、比較的低温で接着できる、及び熱時接着力に優れているなどの利点を有している。

特開平０７−２２８６９７号公報 特開平０６−１４５６３９号公報 特開平０６−２６４０３５号公報

しかし、接着フィルムを用いて半導体装置を製造する場合、予めチップサイズに切り出した（又は打ち抜いた）接着フィルムを支持基板などに貼り付けるための貼付装置が必要となる。また、接着フィルムは、切り出しや打ち抜きの際に無駄が生じやすい。さらに、支持基板の大部分は、基板内部に内層配線が形成されているため、接着フィルムを貼り付ける表面には凹凸が多く、接着フィルム貼付時に空隙が生じて、信頼性が低下しやすい。

最近では、製造コストの更なる低減を目的として、ダイボンディング材を量産性の高い印刷法で供給する方法が注目されている。具体的には、例えば、ダイボンディング用樹脂ペーストを印刷法によって支持基板上に必要とされる形状で塗布してダイボンディング層を形成する方法が検討されている。印刷性を向上するために、従来のダイボンディング用樹脂ペーストは、溶剤を配合することで樹脂ペーストの粘度を調整している。

しかし、半導体装置の製造工程における作業環境の汚染を改善する観点から、ボンディング材に含まれる溶剤の使用を低減することが求められている。また、形成されるダイボンディング層には、接続信頼性を向上する観点から、十分な接着強度を有することが必要である。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、作業環境の汚染を低減し、印刷性に優れ、接着強度の高いダイボンディング層を形成することができるダイボンディング用樹脂ペーストを提供することを目的とする。また、本発明は、該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ことを目的とする。

すなわち、本発明は、ブタジエン樹脂、２５℃で液状の熱硬化性樹脂を含有する熱硬化性成分、無機フィラー及びゴム状フィラーを含み、２００℃で２時間加熱後の不揮発分濃度が８０質量％以上である、ダイボンディング用樹脂ペーストを提供する。

本発明のダイボンディング用樹脂ペーストは、作業環境の汚染を低減し、印刷性に優れ、接着強度の高いダイボンディング層を形成することができる。このような効果が得られる理由としては、２５℃で液状の熱硬化性樹脂が希釈剤として作用し樹脂ペーストの粘度を調整できるため印刷性を向上し、かつ、接着性を改善できたためと考えている。また、２５℃で液状の熱硬化性樹脂を配合することにより、溶剤の使用を低減できることから、溶剤の揮発による作業環境へ影響も抑制することができている。

また、ダイボンディング用樹脂ペーストの印刷性をより向上する観点から、上記熱硬化性樹脂の粘度は２５℃で１〜１００００ｍＰａ・ｓであることが好ましい。

さらに、上記熱硬化性樹脂が液状のエポキシ樹脂であると、接着強度のより高いダイボンディング層を形成することができる。

本発明はまた、支持基板上に、上記ダイボンディング用樹脂ペーストを塗布する工程と、塗布された樹脂ペーストを乾燥してＢステージ化する工程と、Ｂステージ化した樹脂ペースト上に半導体素子を搭載する工程と、半導体素子が搭載された樹脂ペーストを後硬化する工程とを含む、半導体装置の製造方法を提供する。

本発明は更に、上記半導体装置の製造方法によって得られる、半導体装置に関する。

本発明によれば、作業環境の汚染を低減し、印刷性に優れ、接着強度の高いダイボンディング層を形成することができるダイボンディング用樹脂ペースト、並びに、該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ことができる。

本実施形態に係るダイボンディング用樹脂ペーストは、（Ａ）ブタジエン樹脂（以下、場合により「（Ａ）成分」という）、（Ｂ）２５℃で液状の熱硬化性樹脂を含有する熱硬化性成分（以下、場合により「（Ｂ）成分」という）、（Ｃ）無機フィラー（以下、場合により「（Ｃ）成分」という）及び（Ｄ）ゴム状フィラー（以下、場合により「（Ｄ）成分」という）を含み、２００℃で２時間加熱後の不揮発分濃度が８０質量％以上であることを特徴とする。

（Ａ）ブタジエン樹脂としては、特に限定されないが、例えば、ポリブタジエン、ブタジエンとブタジエン以外のモノマー成分との共重合ポリマー、これらの変性ポリマーが挙げられる。上記ブタジエン以外のモノマー成分としては、アクリロニトリル、スチレンが挙げられる。変性としては、例えば末端をカルボキシル化したブタジエン・アクリルニトリル共重合体（ＰＴＩ Ｊａｐａｎ社製、商品名：ＣＴＢＮ）、アミン化したブタジエン・アクリルニトリル共重合体（ＰＴＩ Ｊａｐａｎ社製、商品名：ＡＴＢＮ）、ビニル化したブタジエン・アクリルニトリル共重合体（ＰＴＩ Ｊａｐａｎ社製、商品名：ＶＴＢＮ）等が挙げられる。

本実施形態においては、（Ａ）成分として、主鎖にアクリロニトリルを導入した低分子量液状ポリブタジエンであり末端にカルボン酸を有するポリマーや、カルボン酸基を有する低分子量液状ポリブタジエンを好適に使用できる。前者のポリブタジエンとしては、Ｈｙｃｅｒ ＣＴＢ−２００９×１６２、ＣＴＢＮ−１３００×３１、ＣＴＢＮ−１３００×８、ＣＴＢＮ−１３００×１３、ＣＴＢＮＸ−１３００×９、ＣＴＢＮ−１００９−ＳＰ（いずれも宇部興産（株）製）等の市販品を用いることができる。後者のポリブタジエンとしては、ＮＩＳＳＯ−ＰＢ−Ｃ−２０００（日本曹達（株）製）等の市販品を用いることができる。これらのブタジエン樹脂は単独で又は２種類以上を組み合わせて用いることができる。

ブタジエン樹脂の分子量は、４００〜５０００ｇ／ｍｏｌが好ましい。

（Ｂ）熱硬化性成分は、２５℃において液体状の熱硬化樹脂を含有し、かつ、加熱によって架橋反応を起こす反応性化合物からなる成分であれば特に限定されることはない。（Ｂ）成分として、例えば、エポキシ樹脂、シアネートエステル樹脂、マレイミド樹脂、アリルナジイミド樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、アルキド樹脂、アクリル樹脂、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た熱硬化性樹脂、芳香族ジシアナミドの三量化による熱硬化性樹脂等が挙げられる。なお、これら熱硬化性樹脂は単独で又は２種類以上を組み合わせて用いることができる。

２５℃で液体状の熱硬化樹脂は樹脂ペーストの希釈剤としての作用もかねており、その２５℃における粘度は、粘度調整の容易性の観点から、１〜１００００ｍＰａ・ｓが好ましく、希釈効率の観点から、１〜２０００ｍＰａ・ｓが好ましい。

熱硬化性樹脂としては、耐熱性の観点からエポキシ樹脂が好ましく、液状のエポキシ樹脂と固体状のエポキシ樹脂とを併用することがより好ましい。また、エポキシ樹脂と、フェノール樹脂又は分子中にフェノール性水酸基を有する化合物と、硬化促進剤とを含む熱硬化性樹脂組成物を、（Ｂ）成分として用いてもよい。

エポキシ樹脂としては、分子内に少なくとも２個以上のエポキシ基を含むものが好ましく、熱圧着性や硬化性、硬化物特性の点から、フェノールのグリシジルエーテル型のエポキシ樹脂がより好ましい。このような樹脂としては、例えば、ビスフェノールＡ型（又はＡＤ型、Ｓ型、Ｆ型）のグリシジルエーテル、水添加ビスフェノールＡ型のグリシジルエーテル、エチレンオキシド付加体ビスフェノールＡ型のグリシジルエーテル、プロピレンオキシド付加体ビスフェノールＡ型のグリシジルエーテル、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ノボラック樹脂のグリシジルエーテル、ナフタレン樹脂のグリシジルエーテル、３官能型（又は４官能型）のグリシジルエーテル、ジシクロペンタジエンフェノール樹脂のグリシジルエーテル、ダイマー酸のグリシジルエステル、３官能型（又は４官能型）のグリシジルアミン、ナフタレン樹脂のグリシジルアミン等が挙げられる。これらは単独で又は２種類以上を組み合わせて使用することができる。

また、エポキシ樹脂としては、不純物イオンである、アルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオン、ハロゲンイオン、特に塩素イオンや加水分解性塩素等を３００ｐｐｍ以下に低減した高純度品を用いることが、エレクトロマイグレーション防止や金属導体回路の腐食防止の観点から好ましい。

エポキシ樹脂を用いる場合の配合量は、樹脂ペーストの保管安定性の観点から上記（Ａ）成分１００質量部に対して１〜６００質量部が好ましく、６０〜４００質量部であることがより好ましい。

上記フェノール樹脂は、分子中に少なくとも２個のフェノール性水酸基を有するものであり、例えば、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ビスフェノールＡノボラック樹脂、ポリ−ｐ−ビニルフェノール、フェノールアラルキル樹脂等が挙げられる。これらは単独で又は２種類以上を組み合わせて用いることができる。

フェノール樹脂又は分子中にフェノール性水酸基を有する化合物の配合量は、エポキシ樹脂１００質量部に対して０〜１５０質量部であることが好ましく、０〜１２０質量部であることがより好ましい。この配合量が１５０質量部を超えると、硬化性が不十分となる恐れがある。

（Ｂ）熱硬化性成分として用いる熱硬化性樹脂は、耐熱性の観点から５％質量減少温度が１５０℃以上であることが好ましく、１８０℃以上であることがより好ましく、２００℃以上であることが更により好ましい。ここで、５％質量減少温度とは、熱硬化性樹脂を示差熱熱重量同時測定装置（エスアイアイ ナノテクノロジー製：ＴＧ／ＤＴＡ６３００）を用いて、昇温速度１０℃／ｍｉｎ、窒素フロー（４００ｍＬ／ｍｉｎ）下で測定したときの５％質量減少温度である。５％質量減少温度が高い熱硬化性樹脂を適用することで、熱圧着又は熱硬化時に揮発することを抑制できる。このような耐熱性を有する熱硬化性樹脂としては、分子内に芳香族を有するエポキシ樹脂が挙げられ、接着性、耐熱性の観点から特に３官能型（又は４官能型）のグリシジルアミン、ビスフェノールＡ型（又はＡＤ型、Ｓ型、Ｆ型）のグリシジルエーテルが好ましく用いられる。

上記硬化促進剤は、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く、特に限定されないが、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（５４，０）ウンデセン−７−テトラフェニルボレート等が挙げられる。これらは、２種以上を併用してもよい。また、硬化促進剤の量は、エポキシ樹脂１００質量部に対し、０〜５０質量部であることが好ましく、より好ましくは０〜２０質量部である。この配合量が５０質量部を超えると、ペーストの保管安定性が低下する恐れがある。

強度及び耐熱性を向上する観点から（Ｂ）熱硬化性成分は、下記の一般式（Ｉ）又は（ＩＩ）で表されるイミド化合物等を更に含むことができる。

式中、Ｘ及びＹは、それぞれ独立にＯ、ＣＨ_２、ＣＦ_２、ＳＯ_２、Ｓ、ＣＯ、Ｃ（ＣＨ_３）_２又はＣ（ＣＦ_３）_２を示し、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３、Ｒ^４、Ｒ^５、Ｒ^６、Ｒ^７及びＲ^８は、それぞれ独立に水素原子、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、炭素数１〜４のアルキル基又は炭素数１〜４のアルコキシ基を示し、Ｄはエチレン性不飽和二重結合を有するジカルボン酸残基を示す。

上記一般式（Ｉ）で表されるイミド化合物としては、例えば、４，４−ビスマレイミドジフェニルエーテル、４，４−ビスマレイミドジフェニルメタン、４，４−ビスマレイミド−３，３’−ジメチル−ジフェニルメタン、４，４−ビスマレイミドジフェニルスルホン、４，４−ビスマレイミドジフェニルスルフィド、４，４−ビスマレイミドジフェニルケトン、２，２’−ビス（４−マレイミドフェニル）プロパン、４，４−ビスマレイミドジフェニルフルオロメタン、１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロ−２，２−ビス（４−マレイミドフェニル）プロパン等が挙げられる。

また、上記一般式（ＩＩ）で表されるイミド化合物としては、例えば、ビス〔４−（４−マレイミドフェノキシ）フェニル〕エーテル、ビス〔４−（４−マレイミドフェノキシ）フェニル〕メタン、ビス〔４−（４−マレイミドフェノキシ）フェニル〕フルオロメタン、ビス〔４−（４−マレイミドフェノキシ）フェニル〕スルホン、ビス〔４−（３−マレイミドフェノキシ）フェニル〕スルホン、ビス〔４−（４−マレイミドフェノキシ）フェニル〕スルフィド、ビス〔４−（４−マレイミドフェノキシ）フェニル〕ケトン、２，２−ビス〔４−（４−マレイミドフェノキシ）フェニル〕プロパン、１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロ−２，２−ビス〔４−（４−マレイミドフェノキシ）フェニル〕プロパン等が挙げられる。

上記イミド化合物を用いる場合の配合量は、樹脂ペーストの保管安定性の観点から、（Ａ）成分１００質量部に対して、１〜２００質量部が好ましく、５０〜１００質量部がより好ましい。

また、上記イミド化合物の硬化を促進するため、ラジカル重合剤を使用してもよい。ラジカル重合剤としては、例えば、アセチルシクロヘキシルスルホニルパーオキサイド、イソブチリルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、オクタノイルパーオキサイド、アセチルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、アゾビスイソブチロニトリル等が挙げられる。ラジカル重合剤の使用量は、上記イミド化合物１００質量部に対して、概ね０．０１〜１．０質量部が好ましい。

（Ｃ）無機フィラーとしては、例えば、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挙げられる。これらフィラーのうち、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、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。中でも、コストの観点からシリカフィラーが好ましく用いられる。これらは単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。

また、上記無機物質フィラーとして、半導体装置の電気的信頼性を向上させる目的で、無機イオン交換体を用いてもよい。無機イオン交換体としては、樹脂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等が挙げられる。

これら導電性フィラー又は無機物質フィラーは、１種を単独で用いてもよく、それぞれ２種以上を混合して用いることもできる。物性を損なわない範囲で、導電性フィラーの１種以上と無機物質フィラーの１種以上とを混合して用いてもよい。

（Ｃ）成分の配合量は、（Ａ）成分１００質量部に対して、通常、１〜１００質量部であることが好ましく、２〜５０質量部であることがより好ましい。（Ｃ）成分の配合量を１質量部以上とすることにより、樹脂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）を付与することができる。また、（Ｃ）成分の配合量を１００質量部以下とすることにより、接着性が損なわれず、硬化物の弾性率が高くなり、その結果ダイボンディング層の応力緩和能が低くなることで半導体装置の実装信頼性が低下することを抑制することできる。

（Ｃ）成分のダイボンディング用樹脂ペースト中への混合・混練は、通常の攪拌機、らいかい機、三本ロール、ボールミル等の分散機を適宜、組み合わせて行うことができる。

無機フィラーよりも低弾性であるゴム状フィラーを併用することでダイボンディング樹脂ペーストの粘度を増粘させることができ、印刷性及び接着強度を両立することができる。

（Ｄ）ゴム状フィラーとしては、耐熱性を有し、低吸湿でかつ低応力・低弾性であるゴム状フィラーであれば特に限定されないが、例えば、シリコーン微粒子や、ゴム粒子にシリコーン樹脂が被覆した構造を有するシリコーンゴム粒子が挙げられ、なかでも、シリコーンゴム粒子が好ましい。シリコーンゴム粒子としては、例えば、ジメチルシロキサンを架橋したゴム粉末にシロキサン結合をもつレジンで三次元架橋させたものなどが挙げられる。より具体的には、ＫＭＰ−５９０、ＫＭＰ−６００、ＫＭＰ−６０１、ＫＭＰ−６０２、ＫＭＰ−６０５、Ｘ−５２−７０３０（いずれも信越化学工業（株）製）等の市販品を用いることができる。これらは単独で又は２種類以上混合して用いることができる。（Ｄ）ゴム状フィラーは、樹脂ペーストの粘度を増粘するため、（Ｂ）成分により希釈、粘度調整を行い、不揮発分濃度を向上することができる。

ろ過性の観点から、（Ｃ）及び（Ｄ）成分は、平均粒径が１μｍ以上１０μｍ未満かつ最大粒径が粒径２５μｍ以下が好ましく、平均粒径が１μｍ以上５μｍ未満かつ最大粒径が粒径５μｍ以下がより好ましい。平均粒径が１０μｍ以上かつ最大粒径が粒径３０μｍを超えるとフィラーアタックを生じることがある。

（Ｄ）成分の配合量は、信頼性維持および作業性向上の観点から、不揮発成分である（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）及び（Ｄ）成分の総量を基準として、５〜４０質量％であることが好ましい。（Ｄ）成分の配合量が４０質量％以下であると、樹脂ペーストの硬化物の吸湿率を低減し、信頼性を向上する傾向があり、５質量％以上であると樹脂ペーストに十分な粘度を与えることができる。

本実施形態のダイボンディング用樹脂ペーストを印刷したときに、泡、ボイドの発生が目立つ場合は、脱泡剤、破泡剤、抑泡剤等を添加することが効果的である。これらの添加量は、抑泡効果を発揮させる観点から、樹脂ペースト中に０．０１質量％以上添加することが好ましく、樹脂ペーストの粘度安定性や接着性の観点から、１０質量％以下の割合で含まれるように添加することが好ましい。

本実施形態のダイボンディング用樹脂ペーストには、接着力を向上させるため、シランカップリング剤、チタン系カップリング剤、ノニオン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤、シリコーン系添加剤等を適宜加えてもよい。

本実施形態のダイボンディング用樹脂ペーストには、（Ｃ）及び（Ｄ）成分を均一に混練又は分散する観点から、本発明が奏する効果を阻害しない範囲で、溶剤を配合することができる。更に、溶剤は、印刷時の溶剤の揮散防止の観点から、沸点が１００℃以上であることが好ましい。

溶剤としては、例えば、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、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。これらは１種を単独で又は２種類以上を混合して用いることができる。

本実施形態においては、樹脂との相溶性、低吸湿性、低不揮発性の観点から、カルビトールアセテートが特に好ましい。

溶剤の配合量は、樹脂ペーストの不揮発分濃度が８０質量％以上となるように調整することができる。

本実施形態のダイボンディング用樹脂ペーストの不揮発分濃度は、８０質量％以上であり、良好な印刷性を維持しつつ、揮発性成分による作業環境の汚染を低減する観点から８０〜９４質量％であることが好ましい。

本実施形態における不揮発分成分濃度は、例えば、次のようにして測定することができる。計算される。

金属シャーレに所定量のダイボンディング用樹脂ペーストを入れて精秤し、２００℃のオーブンで２時間加熱した後の重量を精秤した後、下記式により算出する。
不揮発分濃度（質量％）＝（Ｗ３−Ｗ１）／（Ｗ２−Ｗ１）×１００
ここで、Ｗ１は、シャーレの重量（ｇ）であり、Ｗ２は加熱前の樹脂ペースト＋シャーレの重量（ｇ）であり、Ｗ３は加熱後の樹脂ペースト＋シャーレの重量（ｇ）である。

本実施形態のダイボンディング用樹脂ペーストの２５℃における粘度は、印刷作業性の観点から、５〜１００Ｐａ・ｓであることが好ましい。また、樹脂ペーストの粘度は、印刷法の種類により適宜調整することが好ましい。例えば、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５〜４０Ｐａ・ｓの範囲に調整することが好ましく、ステンシル版などの場合は５〜５０Ｐａ・ｓの範囲に調整することが好ましく、１０〜２５Ｐａ・ｓがより好ましい。粘度が５０Ｐａ・ｓ以上であるとスクリーンメッシュ印刷時に詰まりや塗布量のばらつきの原因となり、ステンシル版での印刷時は印刷かすれやスジ、ボイドの原因となる。樹脂ペーストの粘度が５Ｐａ・ｓ以下であると、版離れの際にペーストが糸を引きマスクで覆っている部分へのペースト付着の原因となる。なお、上記粘度は、ブルックフィールド型粘度計を用いて、２５℃、回転数５ｒｐｍで測定したときの値とする。また、乾燥後の樹脂ペーストに残存するボイドが多く見られる場合は、２０Ｐａ・ｓ以下の粘度に調整することが有効である。

本実施形態のダイボンディング用樹脂ペーストのチキソトロピー指数は、１．５〜８．０であることが好ましい。印刷性の観点から、チキソトロピー指数は２．０〜６．０であることがより好ましい。ペーストのチキソトロピー指数が１．５以上であると、印刷法によって供給・塗布された樹脂ペーストのダレ等の発生を抑制して、印刷形状を良好に保ち易く、また、チキソトロピー指数が８．０以下であると、印刷法によって供給・塗布された樹脂ペーストの「欠け」やカスレ等の発生を抑制し易くなる。

チキソトロピー指数は、ブルックフィールド型粘度計で２５℃、回転数０．５ｒｐｍで測定したときの値と、回転数５ｒｐｍで測定したときの値との比、すなわち、チキソトロピー指数＝０．５ｒｐｍ粘度／５．０ｒｐｍ粘度で定義される。

本発明の樹脂ペーストは、液状の熱硬化性樹脂を含有しており、不揮発分濃度が高いため、樹脂ペースト層にボイドの少ない、良好な実装信頼性をもつ半導体装置を組み立てることができる。

次に、本実施形態のダイボンディング用樹脂ペーストを用いる半導体装置の製造方法について説明する。

本実施形態の半導体装置の製造方法は、支持基板上に、上記本実施形態のダイボンディング用樹脂ペーストを塗布する工程と、塗布された樹脂ペーストを乾燥してＢステージ化する工程と、Ｂステージ化した樹脂ペースト上に半導体素子を搭載する工程と、半導体素子が搭載された樹脂ペーストを硬化する工程とを含む。

上記支持基板としては、特に限定されないが、例えば、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、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、ガラス不織布等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を含む樹脂組成物を含浸・硬化させたもの（プリプレグ）、若しくはアルミナ等のセラミックス製の支持部材などが挙げられる。

支持基板上にダイボンディング用樹脂ペーストを供給し塗布する方法としては、印刷法が好ましい。印刷法としては、例えば、スクリーン印刷法が挙げられる。

樹脂ペーストの塗布量については、マスクのパターン形状にもよるが、例えば８ｍｍ×１０ｍｍマスクであれば、膜厚が５０〜３００μｍとなる量が好ましい。

塗布された樹脂ペーストを乾燥してＢステージ化する方法としては、加熱が挙げられる。本実施形態のダイボンディング用樹脂ペーストは不揮発分濃度が８０質量％と高いため、Ｂステージ化により、支持基板上に、ボイドが十分少なく、かつ、低タック或いはタックフリーのダイボンディング層が形成される。

半導体素子（チップ）としては、ＩＣ、ＬＳＩ等が挙げられる。半導体素子の搭載は、例えば、ＤＲＡＭやＳＲＡＭ、フラッシュメモリ等が挙げられる。このとき、加熱条件下で加重をかけて仮接着してもよく、或いは、更に加熱することで樹脂ペーストの硬化まで行ってもよい。

本実施形態においては、半導体素子が搭載された樹脂ペースト（ダイボンディング層）を後硬化することが好ましい。この樹脂ペースト層の後硬化は、実装組立工程での問題がない場合は、封止材の後硬化工程の際に併せて行うことができる。

以下、実施例により、本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

＜樹脂ペーストの調製＞
（実施例１〜５、比較例１〜３）
下記表１に示す割合で、まず、（Ｂ）成分１としてＹＤＣＮ７００−７及びＴｒｉｓＰ−ＰＡ−ＭＦと、溶剤としてＣＡを、オイルバスに設置した４つ口セパラブルフラスコにて、窒素雰囲気下で６０〜７０℃で加熱しながら攪拌し、溶解させた。次に、溶解させた（Ｂ）成分１と、表１に示す割合となるように、（Ａ）成分、（Ｂ）成分２、（Ｂ）成分３、（Ｃ）成分及び（Ｄ）成分と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。

表１における略号は次の通りである。
ＣＴＢＮＸ−１００９−ＳＰ：ＰＴＩ Ｊａｐａｎ社、カルボン酸末端液状ポリブタジエン
ＹＤＣＮ７００−７：東都化成（株）、２−メチルフェノール・ホルムアルデヒド重縮合ポリグリシジルエーテル
ＴｒｉｓＰ−ＰＡ−ＭＦ：本州化学（株）、４，４’−（１−（４−（１−（４−ヒドロキシフェニル）−１−メチルエチル）−フェニル）−エチリデン）−ビスフェノール
ＴＰＰＫ：東京化成工業（株）製、商品名、テトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボラート
２Ｐ４ＭＨＺ：四国化成工業（株）、２−フェニル−４−メチル−５−ヒドロキシメチルイミダゾール
ＹＤＦ−８１７０Ｃ：東都化成（株）、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂
ＩＸＥ−１００：東亞合成（株）、リン酸ジルコニウム
ＩＸＥ−７００Ｆ：東亞合成（株）、マグネシウム／アルミニウム
Ａｅｒｏｓｉｌ５０：日本アエロジル（株）製、シリカフィラー
Ａｅｒｏｓｉｌ３８０：日本アエロジル（株）製、シリカフィラー
ＫＭＰ−６０５：信越化学工業（株）、シリコーンゴム粒子
ＣＡ：和光純薬工業（株）、カルビトールアセテート

実施例１〜５及び比較例１〜３で得られたダイボンディング用樹脂ペーストの特性として、不揮発分濃度、粘度、印刷性及び接着強度を以下の方法により調べた。その結果を表１に示す。

＜不揮発成分濃度＞
金属シャーレ（直径６０ｍｍ、深さ１０ｍｍ）にダイボンディング用樹脂ペーストを１．５ｇ精秤し、２００℃のオーブンで２時間加熱した後の重量を精秤し、不揮発分濃度を計算した。

＜粘度及びチクソトロピー指数＞
ダイボンディング用樹脂ペーストの粘度、チクソトロピー指数（Ｔ．Ｉ．）を以下の方法により測定した。ブルックフィールド型粘度計ＨＡＤＶ−ＩＩＩ Ｕ ＣＰ（Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ製）を用い、ペースト０．５ｍＬ、温度２５℃、所定の回転数（０．５ｒｐｍ及び５ｒｐｍ）で３分間回転後の値をペーストの粘度とし、次式によりＴ．Ｉ．を算出した。
Ｔ．Ｉ．＝０．５ｒｐｍ粘度／５ｒｐｍ粘度

＜印刷性＞
３ｍｍ×１０ｍｍ×厚み０．１ｍｍのマスクとスキージを用いてダイボンディング用樹脂ペーストをＡｕｓ−３０８レジスト(太陽インキ製)を塗布したＭＣＬ−Ｅ−６７９Ｆ基板（以下Ａｕｓ−３０８／ＭＣＬ−Ｅ−６７９Ｆ）（日立化成工業（株）製）上に印刷し、印刷後の膜の外観をデジタルマイクロスコープ（ＨｉＲＯＸ製）を用いて観察し、膜にスジ、ボイド及び欠けのないものを印刷性が良好であると判断した。

＜接着強度＞
４２アロイリードフレーム（大日本印刷製）に、８ｍｍ×１０ｍｍ×厚み０．１ｍｍのマスクとスキージを用いてダイボンディング用樹脂ペーストを印刷した。９０℃で６０分間Ｂステージ化した後、５ｍｍ×５ｍｍ×厚さ０．４ｍｍのＳｉチップを、５ｍｍ角のコレットを用いて、１００℃、３０Ｎ、１秒間の条件で圧着した。こうして得られた試験片を１８０℃のオーブンで１２０分間加熱して後硬化を行った後、自動接着力試験機（デイジ社製）により２５０℃で２０秒間保持後のせん断強さ測定を行った。

表１に示すように、実施例１〜５のダイボンディング用樹脂ペーストは、印刷性に優れ、硬化後の樹脂膜の接着強度が高いことが確認できる。

Claims (5)

1. ブタジエン樹脂、２５℃で液状の熱硬化性樹脂を含有する熱硬化性成分、無機フィラー及びゴム状フィラーを含み、
   ２００℃で２時間加熱後の不揮発分濃度が８０質量％以上である、ダイボンディング用樹脂ペースト。
2. 前記熱硬化性樹脂の粘度が、２５℃で１〜１００００ｍＰａ・ｓである、請求項１に記載の樹脂ペースト。
3. 前記熱硬化性樹脂が、液状エポキシ樹脂である、請求項１又は２に記載の樹脂ペースト。
4. 支持基板上に、請求項１〜３のいずれか一項に記載のダイボンディング用樹脂ペーストを塗布する工程と、
   塗布された前記樹脂ペーストを乾燥してＢステージ化する工程と、
   Ｂステージ化した前記樹脂ペースト上に半導体素子を搭載する工程と、
   半導体素子が搭載された前記樹脂ペーストを後硬化する工程と、
   を含む、半導体装置の製造方法。
5. 請求項３に記載の方法によって得られる、半導体装置。