JP2015225913A - Die bonding material resin composition and semiconductor device - Google Patents

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JP2015225913A JP2014108922A JP2014108922A JP2015225913A JP 2015225913 A JP2015225913 A JP 2015225913A JP 2014108922 A JP2014108922 A JP 2014108922A JP 2014108922 A JP2014108922 A JP 2014108922A JP 2015225913 A JP2015225913 A JP 2015225913A
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金丸 達也
Tatsuya Kanamaru
達也 金丸
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide: a reliable die bonding material resin composition superior in workability and adhesiveness; and a semiconductor device arranged by use thereof.SOLUTION: A die bonding material resin composition comprises, as essential components: (A) an epoxy resin; (B) an amine-based hardening agent of which the quantity is arranged so that [a mole quantity of an epoxy group in (A) the component/a mole quantity of a group with the epoxy group in (B) the component] is 0.7-1.2; (C)an inorganic filler having an average particle diameter of 0.1-10 μm, of which the content is 20-200 pts.mass to a total of 100 pts.mass of (A) the component and (B) the component; (D) a silane coupling agent, of which the content is 0.1-5 pts.mass to a total of 100 pts.mass of (A)the component and (B)the component; (E) silicone powder, of which the content is 1-30 pts.mass to a total of 100 pts.mass of (A) the component and (B) the component; and (F) thermoplastic resin particles which is solid at 25°C, and of which the content is 1-30 pts.mass to a total of 100 pts.mass of (A) the component and (B) the component. In the case of heating die bonding material resin composition at 150°C for one hour, a volatile matter content is 2 mass% or less.

Description

本発明は、半導体素子を接着するのに好適なダイボンド材樹脂組成物に関する。詳細には、特定の硬化剤とシランカップリング剤と熱可塑性樹脂粒子とシリコーンパウダーを含み、基板表面と半導体素子の接着性、及び耐半田クラック性に優れた半導体装置を与えるダイボンド材樹脂組成物、及び該組成物を用いた半導体装置に関する。   The present invention relates to a die bond material resin composition suitable for bonding semiconductor elements. Specifically, a die bond material resin composition including a specific curing agent, a silane coupling agent, thermoplastic resin particles, and silicone powder, and providing a semiconductor device having excellent adhesion between the substrate surface and the semiconductor element and solder crack resistance. And a semiconductor device using the composition.

半導体素子とリードフレームを接着する方法として、主に熱硬化性の樹脂ペーストが使用されている。近年、半導体装置に求められる信頼性が高まっており、半導体装置の吸湿後の耐半田クラック性の向上が求められている。それに伴い、ダイボンド材にも半導体素子とリードフレームに対する高接着性が必要不可欠となっている。また、樹脂をリードフレーム上へ塗布する際は、通常ディスペンス法を用いるが、樹脂ペーストの粘度やチクソ比がコントロールされていないと吐出不良や糸引きといった問題も発生する。これらをコントロールするために溶剤や希釈剤を添加することもあるが、このような成分は熱硬化時に揮発しやすいため、ボイド発生の原因になり、信頼性を下げる結果となる。   As a method for bonding the semiconductor element and the lead frame, a thermosetting resin paste is mainly used. In recent years, reliability required for semiconductor devices has been increased, and improvement in resistance to solder cracks after moisture absorption of the semiconductor devices has been demanded. Along with this, high bondability to semiconductor elements and lead frames is indispensable for die bonding materials. In addition, when a resin is applied onto a lead frame, a dispensing method is usually used, but problems such as ejection failure and stringing also occur if the viscosity and thixo ratio of the resin paste are not controlled. In order to control these, a solvent or a diluent may be added. However, since such a component is easily volatilized at the time of thermosetting, it causes a void and lowers reliability.

国際公開第2007/029504号(特許文献1)には、(A)エポキシ樹脂、(B)エポキシ樹脂硬化剤、(C)25℃において固体状の熱可塑性樹脂粒子、(D)エポキシ樹脂硬化促進剤を含むことを特徴とするエポキシ樹脂組成物に関する発明が開示されており、安定したBステージ状態を形成するエポキシ樹脂組成物が得られるとされている。このエポキシ樹脂組成物は、ダイボンド材用途に好適であるとされているが、接着性の点で、満足できる性能が得られていない。   International Publication No. 2007/029504 (Patent Document 1) includes (A) epoxy resin, (B) epoxy resin curing agent, (C) thermoplastic resin particles that are solid at 25 ° C., and (D) epoxy resin curing acceleration. An invention relating to an epoxy resin composition comprising an agent is disclosed, and an epoxy resin composition that forms a stable B-stage state is obtained. Although this epoxy resin composition is said to be suitable for die bonding materials, satisfactory performance has not been obtained in terms of adhesiveness.

国際公開第2007/029504号International Publication No. 2007/029504

本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、作業性と接着性に優れた高信頼性のダイボンド材樹脂組成物、及び該組成物を用いた半導体装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a highly reliable die bond material resin composition excellent in workability and adhesiveness, and a semiconductor device using the composition.

本発明者は、上記目的を達成するために鋭意検討した結果、エポキシ樹脂に、特定の硬化剤と、シランカップリング剤と、25℃において固体状の熱可塑性樹脂粒子と、シリコーンパウダーを含有することにより、基板表面と半導体素子の接着性、及び耐半田クラック性に優れた半導体装置用のダイボンド材樹脂組成物が得られることを見出し、本発明をなすに至った。   As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventor contains a specific curing agent, a silane coupling agent, thermoplastic resin particles that are solid at 25 ° C., and silicone powder in an epoxy resin. As a result, it was found that a die bond material resin composition for a semiconductor device having excellent adhesion between a substrate surface and a semiconductor element and solder crack resistance was obtained, and the present invention was achieved.

従って、本発明は、下記に示すダイボンド材樹脂組成物及び半導体装置を提供する。
〔1〕
下記(A)〜(F)成分
(A)エポキシ樹脂、
(B)アミン系硬化剤:[(A)成分中のエポキシ基のモル量/(B)成分中の上記エポキシ基と反応性を有する基のモル量]が0.7〜1.2となる量、
(C)平均粒径0.1〜10μmの無機充填剤:(A)成分と(B)成分の合計100質量部に対して20〜200質量部、
(D)シランカップリング剤:(A)成分と(B)成分の合計100質量部に対して0.1〜5質量部、
(E)シリコーンパウダー:(A)成分と(B)成分の合計100質量部に対して1〜30質量部、
(F)25℃において固体状の熱可塑性樹脂粒子:(A)成分と(B)成分の合計100質量部に対して1〜30質量部
を必須成分とし、150℃で1時間加熱した際の揮発分が2質量%以下であることを特徴とするダイボンド材樹脂組成物。
〔2〕
(B)アミン系硬化剤が、下記一般式(1)〜(4)で表される少なくとも1種類の芳香族アミン化合物であることを特徴とする〔1〕記載のダイボンド材樹脂組成物。

Figure 2015225913
(式中、R1〜R4は独立に炭素数1〜6の一価炭化水素基、CH3S−及びC25S−から選ばれる基である。)
〔3〕
(C)無機充填剤の20〜100質量%がタルクであることを特徴とする〔1〕又は〔2〕記載のダイボンド材樹脂組成物。
〔4〕
(C)無機充填剤が、球状シリカであることを特徴とする〔1〕又は〔2〕記載のダイボンド材樹脂組成物。
〔5〕
(D)シランカップリング剤が、硫黄原子含有のシランカップリング剤であることを特徴とする〔1〕〜〔4〕のいずれかに記載のダイボンド材樹脂組成物。
〔6〕
(E)シリコーンパウダーが、シリコーンエラストマーパウダー、シリコーンレジンパウダー、及びシリコーンゴムパウダーの表面をシリコーンレジンで被覆した構造のシリコーン複合パウダーからなる群より選ばれることを特徴とする〔1〕〜〔5〕のいずれかに記載のダイボンド材樹脂組成物。
〔7〕
(F)25℃において固体状の熱可塑性樹脂粒子が、メタクリル樹脂、フェノキシ樹脂、ブタジエン樹脂、ポリスチレン樹脂又はこれらの共重合体から選択される熱可塑性樹脂粒子であることを特徴とする〔1〕〜〔6〕のいずれかに記載のダイボンド材樹脂組成物。
〔8〕
該ダイボンド材樹脂組成物のチキソトロピー指数が1.5以上8.0以下であることを特徴とする〔1〕〜〔7〕のいずれかに記載のダイボンド材樹脂組成物。
〔9〕
半導体素子と金属リードフレームとの接着用であることを特徴とする〔1〕〜〔8〕のいずれかに記載のダイボンド材樹脂組成物。
〔10〕
〔1〕〜〔9〕のいずれかに記載のダイボンド材樹脂組成物の硬化物を備えることを特徴とする半導体装置。 Accordingly, the present invention provides the following die bond material resin composition and semiconductor device.
[1]
The following (A)-(F) component (A) epoxy resin,
(B) Amine-based curing agent: [Mole amount of epoxy group in component (A) / Mole amount of group having reactivity with the epoxy group in component (B)] is 0.7 to 1.2. amount,
(C) Inorganic filler having an average particle size of 0.1 to 10 μm: 20 to 200 parts by mass with respect to 100 parts by mass in total of the components (A) and (B),
(D) Silane coupling agent: 0.1 to 5 parts by mass with respect to a total of 100 parts by mass of component (A) and component (B),
(E) Silicone powder: 1 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass in total of the components (A) and (B),
(F) Solid thermoplastic resin particles at 25 ° C .: 1 to 30 parts by mass as essential components with respect to 100 parts by mass in total of components (A) and (B), and when heated at 150 ° C. for 1 hour A die bond material resin composition having a volatile content of 2% by mass or less.
[2]
(B) The amine-based curing agent is at least one aromatic amine compound represented by the following general formulas (1) to (4), [1] The die bond material resin composition according to [1].
Figure 2015225913
(In the formula, R 1 to R 4 are groups independently selected from a monovalent hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, CH 3 S— and C 2 H 5 S—.)
[3]
(C) 20-100 mass% of inorganic fillers are talc, The die bond material resin composition of [1] or [2] characterized by the above-mentioned.
[4]
(C) The die bond material resin composition according to [1] or [2], wherein the inorganic filler is spherical silica.
[5]
(D) The die bond material resin composition according to any one of [1] to [4], wherein the silane coupling agent is a sulfur atom-containing silane coupling agent.
[6]
(E) The silicone powder is selected from the group consisting of a silicone elastomer powder, a silicone resin powder, and a silicone composite powder having a structure in which the surface of the silicone rubber powder is coated with a silicone resin [1] to [5] The die-bonding material resin composition according to any one of the above.
[7]
(F) The thermoplastic resin particles that are solid at 25 ° C. are thermoplastic resin particles selected from a methacrylic resin, a phenoxy resin, a butadiene resin, a polystyrene resin, or a copolymer thereof [1] -The die-bonding material resin composition in any one of [6].
[8]
The die bond material resin composition according to any one of [1] to [7], wherein the die bond material resin composition has a thixotropy index of 1.5 or more and 8.0 or less.
[9]
The die bond material resin composition according to any one of [1] to [8], wherein the die bond material resin composition is for bonding a semiconductor element and a metal lead frame.
[10]
A semiconductor device comprising a cured product of the die bond material resin composition according to any one of [1] to [9].

本発明のダイボンド材樹脂組成物は、塗布作業性に優れ、該組成物の硬化物は、リードフレームに対する接着力が強く、半田リフロー時等に高温に曝されても接着界面での剥離や硬化物にクラックが発生することがない。   The die bond material resin composition of the present invention is excellent in application workability, and the cured product of the composition has a strong adhesive force to the lead frame and is peeled off and cured at the adhesive interface even when exposed to high temperatures during solder reflow or the like. There are no cracks in the object.

以下、成分順に説明する。
(A)エポキシ樹脂
本発明に用いられる(A)エポキシ樹脂としては、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂等のビスフェノール型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂等のノボラック型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、シクロペンタジエン型エポキシ樹脂等、及びこれらの混合物が挙げられる。これらのうち、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂が好ましい。
Hereinafter, it demonstrates in order of a component.
(A) Epoxy Resin (A) Epoxy resin used in the present invention includes bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin and other bisphenol type epoxy resins, phenol novolak type epoxy resins, and cresol novolak type epoxy resins. Type epoxy resin, naphthalene type epoxy resin, biphenyl type epoxy resin, cyclopentadiene type epoxy resin and the like, and mixtures thereof. Of these, bisphenol A type epoxy resins and bisphenol F type epoxy resins are preferred.

また、下記式で表されるエポキシ樹脂も好ましく使用される。

Figure 2015225913
An epoxy resin represented by the following formula is also preferably used.
Figure 2015225913

(B)アミン系硬化剤
本発明において、エポキシ樹脂の硬化剤としては、アミン系硬化剤(B)が使用される。アミン系硬化剤としては、下記一般式(1)〜(4)で表される少なくとも1種類の芳香族アミン化合物が好ましい。

Figure 2015225913
(式中、R1〜R4は独立に炭素数1〜6の一価炭化水素基、CH3S−及びC25S−から選ばれる基である。) (B) Amine-based curing agent In the present invention, an amine-based curing agent (B) is used as a curing agent for the epoxy resin. As the amine curing agent, at least one aromatic amine compound represented by the following general formulas (1) to (4) is preferable.
Figure 2015225913
(In the formula, R 1 to R 4 are groups independently selected from a monovalent hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, CH 3 S— and C 2 H 5 S—.)

上式において、R1〜R4の一価炭化水素基としては、炭素数1〜6、特に1〜3のものが好ましく、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ヘキシル基等のアルキル基、ビニル基、アリル基、プロペニル基、ブテニル基、ヘキセニル基等のアルケニル基、フェニル基などや、これらの炭化水素基の水素原子の一部又は全部を塩素、フッ素、臭素等のハロゲン原子で置換したフロロメチル基、ブロモエチル基、トリフルオロプロピル基等のハロゲン置換一価炭化水素基等を挙げることができる。 In the above formula, the monovalent hydrocarbon group of R 1 to R 4 is preferably a group having 1 to 6 carbon atoms, particularly 1 to 3 carbon atoms, specifically, methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, Alkyl groups such as butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, hexyl group, vinyl group, allyl group, propenyl group, butenyl group, hexenyl group and other alkenyl groups, phenyl group, etc., and hydrogen atoms of these hydrocarbon groups And a halogen-substituted monovalent hydrocarbon group such as a fluoromethyl group, a bromoethyl group, and a trifluoropropyl group in which a part or all of these are substituted with a halogen atom such as chlorine, fluorine, or bromine.

上記芳香族アミン化合物は、通常、常温で固体であり、そのまま配合すると樹脂粘度が上昇し、作業性が著しく悪くなるため、エポキシ樹脂と反応しない温度で溶融混合することが好ましい。即ち、後述する配合量で、70〜150℃の温度範囲で1〜2時間、エポキシ樹脂と溶融混合することが望ましい。混合温度が70℃未満であると芳香族アミン化合物が十分に相溶しにくくなるおそれがあり、150℃を超える温度であるとエポキシ樹脂と反応して粘度上昇するおそれがある。また、混合時間が1時間未満であると芳香族アミン化合物が十分に相溶せず、粘度上昇を招くおそれがあり、2時間を超えるとエポキシ樹脂と反応し、粘度上昇するおそれがある。   The aromatic amine compound is usually a solid at normal temperature, and if blended as it is, the viscosity of the resin increases and the workability is remarkably deteriorated. Therefore, it is preferable to melt and mix at a temperature at which it does not react with the epoxy resin. That is, it is desirable to melt and mix with the epoxy resin in a temperature range of 70 to 150 ° C. for 1 to 2 hours in a blending amount described later. If the mixing temperature is less than 70 ° C., the aromatic amine compound may not be sufficiently compatible, and if it exceeds 150 ° C., it may react with the epoxy resin and increase the viscosity. Further, if the mixing time is less than 1 hour, the aromatic amine compound is not sufficiently compatible, which may increase the viscosity, and if it exceeds 2 hours, it may react with the epoxy resin and increase the viscosity.

(B)アミン系硬化剤の配合量は、(A)エポキシ樹脂中のエポキシ基に対する(B)上記エポキシ基と反応性を有する基(アミノ基等)のモル比[(A)成分中のエポキシ基のモル量/(B)成分中の上記エポキシ基と反応性を有する基(上記式(1)〜(4)で表される芳香族アミン化合物の場合はアミノ基)のモル量]が、0.7〜1.2となる量であり、好ましくは0.8〜1.0となる量である。配合モル比が前記下限値未満では未反応のエポキシ基が残存し、ガラス転移温度の低下となり、また密着性が低下する。前記上限値を超えると、硬化物が硬く脆くなり、リフロー時又は温度サイクル時にクラックが発生する。   (B) The compounding amount of the amine curing agent is (A) molar ratio of (B) the above-mentioned epoxy group and reactive groups (amino group, etc.) to the epoxy group in the epoxy resin [epoxy in component (A) The molar amount of the group / the molar amount of the group reactive with the epoxy group in the component (B) (in the case of the aromatic amine compound represented by the above formulas (1) to (4), the amino group)] The amount is 0.7 to 1.2, and preferably 0.8 to 1.0. If the blending molar ratio is less than the lower limit, unreacted epoxy groups remain, resulting in a decrease in glass transition temperature and a decrease in adhesion. If the upper limit is exceeded, the cured product becomes hard and brittle, and cracks occur during reflow or temperature cycling.

(C)無機充填剤
無機充填剤(C)としては、公知各種の無機充填剤を使用することができる。例えば、溶融シリカ、結晶シリカ、アルミナ、ボロンナイトライド、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、マグネシア、マグネシウムシリケート、アルミニウムなどが挙げられ、タルク、球状シリカが好ましい。中でも鱗片状のタルクが半導体素子と金属基板の接着性を向上させるのに好適である。
(C) Inorganic filler As the inorganic filler (C), various known inorganic fillers can be used. Examples thereof include fused silica, crystalline silica, alumina, boron nitride, aluminum nitride, silicon nitride, magnesia, magnesium silicate, aluminum and the like, and talc and spherical silica are preferable. Of these, scaly talc is suitable for improving the adhesion between the semiconductor element and the metal substrate.

本発明で用いられる無機充填剤の平均粒径は0.1〜10μmであり、0.5〜8μmであることが好ましい。平均粒径が前記下限値未満であると、樹脂組成物の粘度が高くなり塗布作業性が悪くなり、前記上限値を超えると、フィラーが素子を傷つけてしまう。なお、本発明において、平均粒径はレーザー回折法で測定した質量平均粒径値である。
また、本発明においては、無機充填剤の添加量全体に対して20〜100質量%がタルクであることが好ましい。
The average particle size of the inorganic filler used in the present invention is 0.1 to 10 μm, and preferably 0.5 to 8 μm. When the average particle size is less than the lower limit, the viscosity of the resin composition becomes high and the coating workability deteriorates, and when the upper limit is exceeded, the filler damages the element. In the present invention, the average particle diameter is a mass average particle diameter value measured by a laser diffraction method.
Moreover, in this invention, it is preferable that 20-100 mass% is talc with respect to the whole addition amount of an inorganic filler.

無機充填剤は、樹脂との結合強度を強くするため、シランカップリング剤、チタネートカップリング剤などのカップリング剤で予め表面処理したものを配合することが好ましい。このようなカップリング剤としては、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン等のエポキシシラン、N−β(アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン等のアミノシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン等のメルカプトシランなどのシランカップリング剤を用いることが好ましい。ここで、表面処理に用いるカップリング剤の配合量及び表面処理方法については、特に制限されるものではない。なお、無機充填剤の表面処理に使用したシランカップリング剤は、(D)成分として添加されるシランカップリング剤の配合量には含まない。   The inorganic filler is preferably blended in advance with a surface treatment with a coupling agent such as a silane coupling agent or a titanate coupling agent in order to increase the bond strength with the resin. As such a coupling agent, epoxy silane such as γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, N -Β (aminoethyl) -γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, aminosilanes such as N-phenyl-γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, γ-mercaptopropyl It is preferable to use a silane coupling agent such as mercaptosilane such as triethoxysilane. Here, the blending amount of the coupling agent used for the surface treatment and the surface treatment method are not particularly limited. In addition, the silane coupling agent used for the surface treatment of the inorganic filler is not included in the blending amount of the silane coupling agent added as the component (D).

無機充填剤(C)の配合量は、(A)成分と(B)成分の合計100質量部に対して20〜200質量部であり、好ましくは40〜150質量部である。前記下限値未満では、硬化物の膨張係数が大きくなり、前記上限値を超えると、組成物の粘度が高くなり、塗布作業性が悪くなる。   The compounding quantity of an inorganic filler (C) is 20-200 mass parts with respect to a total of 100 mass parts of (A) component and (B) component, Preferably it is 40-150 mass parts. If it is less than the lower limit value, the expansion coefficient of the cured product becomes large, and if it exceeds the upper limit value, the viscosity of the composition becomes high and the coating workability deteriorates.

(D)シランカップリング剤
本発明の(D)成分であるシランカップリング剤は、半導体素子とリードフレームとの接着力を向上させる成分である。
(D) Silane Coupling Agent The silane coupling agent as the component (D) of the present invention is a component that improves the adhesive force between the semiconductor element and the lead frame.

シランカップリング剤としては特に制限がなく、一般に公知のエポキシ基含有シランカップリング剤、アミノ基含有シランカップリング剤、メルカプト基含有シランカップリング剤、アクリロキシ基含有シランカップリング剤等が使用されるが、特に、金属フレームとの接着の点で硫黄原子含有シランカップリング剤が好ましい。該硫黄原子含有シランカップリング剤として、具体的には、3−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン等が挙げられ、特に3−メルカプトプロピルトリメトキシシランが好ましい。   The silane coupling agent is not particularly limited, and generally known epoxy group-containing silane coupling agents, amino group-containing silane coupling agents, mercapto group-containing silane coupling agents, acryloxy group-containing silane coupling agents, and the like are used. However, a sulfur atom-containing silane coupling agent is particularly preferable in terms of adhesion to a metal frame. Specific examples of the sulfur atom-containing silane coupling agent include 3-mercaptopropylmethyldimethoxysilane and 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, with 3-mercaptopropyltrimethoxysilane being particularly preferred.

シランカップリング剤(D)の配合量は、(A)成分と(B)成分の合計100質量部に対して0.1〜5質量部であり、好ましくは0.2〜3質量部である。配合量が0.1質量部未満だと、リードフレームに対して十分な接着力が得られず、5質量部を超えると、硬化時の揮発分が増え、ボイドが発生してしまう。   The compounding quantity of a silane coupling agent (D) is 0.1-5 mass parts with respect to a total of 100 mass parts of (A) component and (B) component, Preferably it is 0.2-3 mass parts. . If the blending amount is less than 0.1 parts by mass, sufficient adhesion to the lead frame cannot be obtained, and if it exceeds 5 parts by mass, the volatile components at the time of curing increase and voids are generated.

(E)シリコーンパウダー
本発明に用いられるシリコーンパウダー(E)は、半田リフロー時や温度サイクル試験時等の熱応力を緩和させる成分である。
(E) Silicone powder The silicone powder (E) used in the present invention is a component that relieves thermal stress during solder reflow and temperature cycle tests.

シリコーンパウダーとしては、主として直鎖状のオルガノポリシロキサンを架橋した構造であるシリコーンエラストマーパウダー(例えば特開平3−93834号公報記載のもの)、ポリオルガノシルセスキオキサン微粉末であるシリコーンレジンパウダー(例えば特開平2−209927号公報記載のもの)、及びシリコーンゴムパウダーの表面をシリコーンレジンで被覆した構造のシリコーン複合パウダー(例えば特開平7−196815号公報記載のもの)などがあり、これらの混合物であってもよい。好ましくは、シリコーン複合パウダーが使用される。   Examples of silicone powders include silicone elastomer powders having a structure in which linear organopolysiloxane is mainly crosslinked (for example, those described in JP-A-3-93334), and silicone resin powders that are fine polyorganosilsesquioxane powders ( Examples thereof include those described in JP-A-2-209927) and silicone composite powders having a structure in which the surface of silicone rubber powder is coated with a silicone resin (for example, those described in JP-A-7-196815), and mixtures thereof. It may be. Preferably, a silicone composite powder is used.

シリコーンパウダーは、レーザー回折法で測定される質量平均粒径(d50)が1〜50μmであることが好ましく、より好ましくは2〜30μmである。d50が、前記下限値未満であると、樹脂組成物の粘度が上昇し、塗布作業性を低下させる場合がある。一方、前記上限値を超えると、半導体素子とリードフレームのギャップ制御に支障をきたす可能性がある。 The silicone powder preferably has a mass average particle diameter (d 50 ) measured by a laser diffraction method of 1 to 50 μm, more preferably 2 to 30 μm. d 50 of is less than the lower limit, there are cases where increased viscosity of the resin composition reduces the coating workability. On the other hand, if the upper limit is exceeded, gap control between the semiconductor element and the lead frame may be hindered.

該シリコーンパウダーの含有量は、(A)成分と(B)成分の合計100質量部に対して1〜30質量部であり、好ましくは2〜20質量部である。含有量が前記下限値より少ない場合は、十分に熱応力を緩和できず、接着界面での剥離や硬化物にクラックが発生する。一方、含有量が前記上限値よりも多い場合は、組成物が高粘度になり、ディスペンス作業性に支障をきたしてしまう。   Content of this silicone powder is 1-30 mass parts with respect to a total of 100 mass parts of (A) component and (B) component, Preferably it is 2-20 mass parts. When the content is less than the lower limit value, the thermal stress cannot be sufficiently relaxed, and peeling at the bonding interface or cracking occurs in the cured product. On the other hand, when the content is higher than the upper limit, the composition becomes highly viscous, which hinders the dispensing workability.

(F)25℃において固体状の熱可塑性樹脂粒子
25℃で固体状の熱可塑性樹脂粒子(F)は、半導体素子とリードフレームとの接着力を向上させる成分である。
(F) Thermoplastic resin particles that are solid at 25 ° C. The thermoplastic resin particles (F) that are solid at 25 ° C. are components that improve the adhesion between the semiconductor element and the lead frame.

この熱可塑性樹脂粒子は、公知の熱可塑性樹脂の粒子であってよく、例えば、AAS樹脂、AES樹脂、AS樹脂、ABS樹脂、MBS樹脂、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、メタクリル樹脂、フェノキシ樹脂、ポリブタジエン樹脂、各種のフッ素樹脂、各種のシリコーン樹脂、ポリアセタール、各種のポリアミド、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエチレン、ポリエチレンオキサイド、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリサルホン、ポリエーテルサルホン、ポリビニルアルコール、ポリビニルエーテル、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポニフェニレンエーテル、ポリフェニレンサルファイド、ポリブチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン等が挙げられる。これらの中でも金属フレームとの接着の点でメタクリル樹脂、フェノキシ樹脂、ブタジエン樹脂、ポリスチレン樹脂もしくはこれらの共重合体が望ましい。   The thermoplastic resin particles may be known thermoplastic resin particles, for example, AAS resin, AES resin, AS resin, ABS resin, MBS resin, vinyl chloride resin, vinyl acetate resin, methacrylic resin, phenoxy resin, Polybutadiene resin, various fluororesins, various silicone resins, polyacetal, various polyamides, polyamideimide, polyimide, polyetherimide, polyetheretherketone, polyethylene, polyethylene oxide, polyethylene terephthalate, polycarbonate, polystyrene, polysulfone, polyethersulfur Hong, polyvinyl alcohol, polyvinyl ether, polyvinyl butyral, polyvinyl formal, poniphenylene ether, polyphenylene sulfide, polybutylene terephthalate, polyethylene Propylene, polymethylpentene, and the like. Among these, a methacrylic resin, a phenoxy resin, a butadiene resin, a polystyrene resin, or a copolymer thereof is preferable in terms of adhesion to a metal frame.

また、粒子の内核(コア)部と外皮(シェル)部で樹脂が異なるコア・シェル構造ものであってもよい。その場合、コアはシリコーン樹脂、フッ素樹脂、又はブタジエン樹脂等からなるゴム粒子であることが好ましく、またシェルは線形分子鎖からなる上記各種の熱可塑性樹脂であることが望ましい。   Further, a core / shell structure in which the resin is different between the inner core (core) portion and the outer skin (shell) portion of the particle may be used. In that case, the core is preferably rubber particles made of silicone resin, fluororesin, butadiene resin or the like, and the shell is preferably the above-mentioned various thermoplastic resins made of linear molecular chains.

該熱可塑性樹脂粒子は、略球状、円柱もしくは角柱状、不定形状、破砕状、及び鱗片状等であってよく、ダイボンド材用途には、略球状、及び鋭角部を有しない不定形状が好ましい。   The thermoplastic resin particles may be substantially spherical, cylindrical or prismatic, indeterminate, crushed, flaky, and the like, and are preferably substantially spherical and indeterminate with no sharp corners for use as a die bond material.

該熱可塑性樹脂粒子の平均粒径は、用途に応じて適宜選択されるが、通常は最大粒径が10μm以下、特に1〜5μmであることが望ましく、平均粒径が0.1〜5μm、特に0.1〜2μmであることが望ましい。最大粒径が前記上限値より大きい、或いは平均粒径が5μmより大きい場合は、半導体素子とリードフレームのギャップ制御に支障をきたす可能性がある。また、最大粒径が前記下限値より小さい、或いは平均粒径が0.1μmより小さい場合は、組成物が高粘度になり、ディスペンス作業性に支障をきたしてしまう場合がある。なお、本発明において、最大粒径は、電子顕微鏡(キーエンス製 VE−8800S)で異なる100か所を5,000倍観察した際に検出された最大粒子の測定により求めた値である。   The average particle size of the thermoplastic resin particles is appropriately selected depending on the application, but usually the maximum particle size is preferably 10 μm or less, particularly preferably 1 to 5 μm, and the average particle size is 0.1 to 5 μm, In particular, the thickness is preferably 0.1 to 2 μm. When the maximum particle size is larger than the upper limit value or the average particle size is larger than 5 μm, there is a possibility that the gap control between the semiconductor element and the lead frame may be hindered. On the other hand, when the maximum particle size is smaller than the lower limit value or the average particle size is smaller than 0.1 μm, the composition becomes highly viscous, which may hinder dispensing workability. In the present invention, the maximum particle diameter is a value obtained by measuring the maximum particle detected when 5,000 times are observed at 100 different places with an electron microscope (VE-8800S manufactured by Keyence).

熱可塑性樹脂粒子の含有量は、十分な接着性を得るために、(A)成分と(B)成分の合計100質量部に対して1〜30質量部であり、好ましくは2〜15質量部である。含有量が前記下限値より少ない場合は、十分な接着強度が得られず、接着面で剥離が発生する。一方、含有量が前記上限値よりも多い場合は、組成物が高粘度になり、ディスペンス作業性に支障をきたしてしまう。   In order to obtain sufficient adhesiveness, the content of the thermoplastic resin particles is 1 to 30 parts by mass, preferably 2 to 15 parts by mass with respect to 100 parts by mass in total of the component (A) and the component (B). It is. When the content is less than the lower limit, sufficient adhesive strength cannot be obtained, and peeling occurs on the adhesive surface. On the other hand, when the content is higher than the upper limit, the composition becomes highly viscous, which hinders the dispensing workability.

その他の成分
本発明のダイボンド材樹脂組成物には、硬化物の応力を低減する目的で、シリカ微粉末(アエロジル)、コロイド性含水ケイ酸アルミニウム/有機複合体(オルベン)等の揺変剤、シリコーン変性エポキシ樹脂、シリコーンオイル、液状のポリブタジエンゴム、カーボンブラック等の顔料、染料、酸化防止剤等を、本発明の目的を阻害しない範囲の量で配合することができる。
Other components The die bond material resin composition of the present invention has a thixotropic agent such as silica fine powder (Aerosil), colloidal hydrous aluminum silicate / organic composite (Orbene) for the purpose of reducing the stress of the cured product, Silicone-modified epoxy resin, silicone oil, liquid polybutadiene rubber, carbon black and other pigments, dyes, antioxidants and the like can be added in amounts that do not impair the object of the present invention.

ダイボンド材樹脂組成物の調製
本発明のダイボンド材樹脂組成物は、上記(A)〜(F)成分、及び所望によりその他の任意成分を同時或いは別々に、必要により加熱処理を加えながら攪拌、溶解、混合、分散させることにより調製することができる。これらの操作に用いる装置は特に限定されないが、攪拌、加熱装置を備えたライカイ機、3本ロール、ボールミル、プラネタリーミキサー等を用いることができる。また、これら装置を適宜組み合わせてもよい。
Preparation of Die Bond Material Resin Composition The die bond material resin composition of the present invention is agitated and dissolved with the above components (A) to (F) and optionally other optional components simultaneously or separately, optionally with heat treatment. It can be prepared by mixing and dispersing. Although the apparatus used for these operations is not particularly limited, a lykai machine equipped with a stirring and heating apparatus, a three roll, a ball mill, a planetary mixer, and the like can be used. Moreover, you may combine these apparatuses suitably.

上記で得られるダイボンド材樹脂組成物は、25℃において1〜200Pa・s、特に5〜100Pa・sの粘度を有することが好ましい。
また、該ダイボンド材樹脂組成物は、上記の粘度範囲において、そのチキソトロピー指数が1.5以上8.0以下であることが好ましく、2.0以上5.0以下であることがより好ましい。チキソトロピー指数が小さすぎると曳糸性が高くなり、樹脂組成物のディスペンス性が悪くなる場合があり、大きすぎると樹脂組成物の吐出性が悪くなる場合がある。
なお、本発明における粘度は、ブルックフィールド社製コーン/プレート型粘度計で直径12mm、1.565°コーンを用いて、測定温度25℃、回転数5.0(min-1)で、回転開始後5分における粘度のことを指し、チキソトロピー指数は、該粘度計を用いて回転数0.5(min-1)及び5.0(min-1)での粘度を測定し、次式で求めた値である。
チキソトロピー指数=
0.5(min-1)での粘度[Pa・s]/5.0(min-1)での粘度[Pa・s]
なお、本発明のダイボンド材樹脂組成物において、上述したチキソトロピー指数値とするには、(C)成分、特に鱗片状タルク、揺変剤などを添加することにより達成できる。
It is preferable that the die bond material resin composition obtained above has a viscosity of 1 to 200 Pa · s, particularly 5 to 100 Pa · s at 25 ° C.
In addition, the die bond material resin composition preferably has a thixotropy index of 1.5 or more and 8.0 or less, and more preferably 2.0 or more and 5.0 or less in the above viscosity range. If the thixotropy index is too small, the spinnability becomes high and the dispensing property of the resin composition may deteriorate, and if it is too large, the dischargeability of the resin composition may deteriorate.
The viscosity in the present invention is a corn / plate viscometer manufactured by Brookfield, using a 12 mm diameter, 1.565 ° cone, and starting to rotate at a measurement temperature of 25 ° C. and a rotation speed of 5.0 (min −1 ). This refers to the viscosity at 5 minutes later, and the thixotropy index is determined by the following equation by measuring the viscosity at rotation speeds of 0.5 (min −1 ) and 5.0 (min −1 ) using the viscometer. Value.
Thixotropic index =
Viscosity [Pa · s] at 0.5 (min −1 ) / Viscosity [Pa · s] at 5.0 (min −1 )
In the die bond material resin composition of the present invention, the above-described thixotropy index value can be achieved by adding the component (C), particularly scaly talc, thixotropic agent, and the like.

更に、本発明のダイボンド材樹脂組成物は、溶剤を含有しないものであることが好ましく、該組成物を150℃で1時間加熱した際の揮発分が2質量%以下であり、好ましくは1質量%以下であることを特徴としている。揮発分が2質量%を超えると硬化時にボイドとなる。なお、本発明のダイボンド材樹脂組成物において、上記条件における揮発分を上記値とするためには、反応性基を持たない低分子成分を少なくすることが好ましい。   Furthermore, the die bond material resin composition of the present invention preferably contains no solvent, and the volatile content when the composition is heated at 150 ° C. for 1 hour is 2 mass% or less, preferably 1 mass. % Or less. When the volatile content exceeds 2% by mass, a void is formed during curing. In addition, in the die-bonding material resin composition of the present invention, in order to set the volatile content under the above conditions to the above value, it is preferable to reduce the low-molecular component having no reactive group.

該ダイボンド材樹脂組成物の硬化条件は、最初に80〜130℃、好ましくは100〜120℃にて0.5時間以上、好ましくは0.5〜1時間、次いで、130〜200℃、好ましくは150〜180℃にて2時間以上、好ましくは2〜4時間熱オーブンキュアを行うことが好ましい。最初の加熱が0.5時間未満では、硬化後にボイドが発生する場合がある。また次の加熱が2時間未満では、十分な硬化物特性が得られない場合がある。   The curing conditions of the die bond material resin composition are initially 80 to 130 ° C., preferably 100 to 120 ° C. for 0.5 hour or longer, preferably 0.5 to 1 hour, and then 130 to 200 ° C., preferably It is preferable to perform thermal oven curing at 150 to 180 ° C. for 2 hours or longer, preferably 2 to 4 hours. If the initial heating is less than 0.5 hour, voids may occur after curing. Further, if the next heating is less than 2 hours, sufficient cured product characteristics may not be obtained.

このようにして得られた本発明のダイボンド材樹脂組成物は、作業性と接着性に優れたものであり、特に半導体素子を金属リードフレームに接着させるために用いることができ、該樹脂組成物の硬化物を備える半導体装置は、耐半田クラック性に優れるものである。   The die bond material resin composition of the present invention thus obtained is excellent in workability and adhesiveness, and can be used particularly for bonding a semiconductor element to a metal lead frame. A semiconductor device provided with the cured product is excellent in solder crack resistance.

以下、実施例及び比較例を挙げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example are given and this invention is demonstrated further in detail, this invention is not restrict | limited to the following Example.

組成物の調製
表1に示す各質量部の各成分を、3本ロールで均一に混練りすることによりダイボンド材樹脂組成物(実施例1〜5、比較例1〜3)を得た。
Preparation of Composition Dye bond material resin compositions (Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 3) were obtained by uniformly kneading each component of each part by mass shown in Table 1 with three rolls.

表1において、各成分は以下のとおりである。
(A)エポキシ樹脂
エポキシ樹脂A1:ビスフェノールF型エポキシ樹脂(RE303S−L:日本化薬社製)
エポキシ樹脂A2:下記式で示される3官能型エポキシ樹脂(JER630:三菱化学社製)

Figure 2015225913
In Table 1, each component is as follows.
(A) Epoxy resin Epoxy resin A1: Bisphenol F type epoxy resin (RE303S-L: manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.)
Epoxy resin A2: Trifunctional epoxy resin represented by the following formula (JER630: manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation)
Figure 2015225913

(B)硬化剤
硬化剤B1:3,3’−ジエチル−4,4’−ジアミノジフェニルメタン(カヤハードAA:日本化薬社製)
硬化剤B2:ジアリールビスフェノールA(BPA−CA:小西化学社製)
(B) Curing agent Curing agent B1: 3,3'-diethyl-4,4'-diaminodiphenylmethane (Kayahard AA: Nippon Kayaku Co., Ltd.)
Curing agent B2: Diarylbisphenol A (BPA-CA: manufactured by Konishi Chemical Co., Ltd.)

(C)無機充填剤
無機充填剤C1:鱗片状タルク(LMS−300、質量平均粒径4.8μm、富士タルク社製)
無機充填剤C2:球状シリカ(SE−2030、質量平均粒径0.6μm、アドマテックス社製)
(C) Inorganic filler Inorganic filler C1: scale-like talc (LMS-300, mass average particle size 4.8 μm, manufactured by Fuji Talc)
Inorganic filler C2: spherical silica (SE-2030, mass average particle size 0.6 μm, manufactured by Admatechs)

(D)シランカップリング剤
シランカップリング剤D1:3−メルカプトトリメトキシシラン(KBM803、信越化学工業社製)
シランカップリング剤D2:3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(KBM403、信越化学工業社製)
(D) Silane coupling agent Silane coupling agent D1: 3-mercaptotrimethoxysilane (KBM803, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.)
Silane coupling agent D2: 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane (KBM403, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.)

(E)シリコーンパウダー
シリコーンパウダーE1:シリコーンゴムパウダーの表面をシリコーンレジンで被覆した構造の複合パウダー(KMP−600、質量平均粒径5μm、信越化学工業社製)
(E) Silicone powder Silicone powder E1: Composite powder having a structure in which the surface of a silicone rubber powder is coated with a silicone resin (KMP-600, mass average particle size 5 μm, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.)

(F)25℃において固体状の熱可塑性樹脂粒子
熱可塑性樹脂粒子F1:ポリメタクリル酸メチル(数平均分子量50,000、重量平均分子量150,000、平均粒径1μm、最大粒径3μm)
(F) Thermoplastic resin particles solid at 25 ° C. Thermoplastic resin particles F1: polymethyl methacrylate (number average molecular weight 50,000, weight average molecular weight 150,000, average particle diameter 1 μm, maximum particle diameter 3μm)

その他添加剤
溶剤G1:ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート EDGAC(ダイセル化学製)
Other additives Solvent G1: Diethylene glycol monoethyl ether acetate EDGAC (manufactured by Daicel Chemical Industries)

上記で得られたダイボンド材樹脂組成物(実施例1〜5、比較例1〜3)を用いて、下記の方法により各種評価を行った。これらの結果を表1に併記する。   Various evaluation was performed by the following method using the die-bonding material resin composition (Examples 1-5, Comparative Examples 1-3) obtained above. These results are also shown in Table 1.

粘度
各組成物について、ブルックフィールド社製コーン/プレート型粘度計で直径12mm、1.565°コーンを用いて、測定温度25℃、回転数5.0(min-1)で、回転開始後5分における粘度を測定した。
Viscosity For each composition, a corn / plate viscometer manufactured by Brookfield Co., Ltd. was used with a diameter of 12 mm and a 1.565 ° cone at a measurement temperature of 25 ° C. and a rotation speed of 5.0 (min −1 ). The viscosity in minutes was measured.

チキソトロピー指数
各組成物について、上記粘度計を用いて回転数0.5(min-1)及び5.0(min-1)での粘度を測定し、次式で求めた。
チキソトロピー指数=
0.5(min-1)での粘度[Pa・s]/5.0(min-1)での粘度[Pa・s]
For each composition of the thixotropy index , the viscosities at the rotation speeds of 0.5 (min −1 ) and 5.0 (min −1 ) were measured using the above viscometer, and were determined by the following formula.
Thixotropic index =
Viscosity [Pa · s] at 0.5 (min −1 ) / Viscosity [Pa · s] at 5.0 (min −1 )

揮発分
各組成物について、直径60mmのアルミシャーレ上に1gを薄く広げて塗布後、150℃/3時間で加熱し、加熱後の質量を測定した。揮発分は次の式で算出した。
揮発分(質量%)=100×(1−加熱後の質量(g))
About each volatile matter composition, 1 g was thinly spread on an aluminum petri dish having a diameter of 60 mm, and then heated at 150 ° C./3 hours, and the mass after heating was measured. Volatiles were calculated by the following formula.
Volatile content (mass%) = 100 × (1−mass after heating (g))

ボイド性
ダイボンド材樹脂組成物をQFP100pinのリードフレーム上に塗布し、6mm×6mm×厚さ0.2mmのシリコンチップをダイアタッチした。ダイアタッチ時の条件は0.05MPa/1秒/チップ及び基板の温度25℃である。その後、リードフレーム上のダイボンド材樹脂組成物を125℃/0.5時間、更に165℃/2時間で硬化した。硬化後のデバイスにおいて、超音波索傷装置(型番、Quantam350 SONIX社製)を用いてボイド及び剥離の有無を観察した。チップ面積の5%以上の剥離やボイドが認められたものは×、5%未満であるものは○とした。
The voided die bond material resin composition was applied onto a QFP 100 pin lead frame, and a 6 mm × 6 mm × 0.2 mm thick silicon chip was die-attached. The conditions for die attachment are 0.05 MPa / 1 second / chip and a substrate temperature of 25 ° C. Thereafter, the die bond material resin composition on the lead frame was cured at 125 ° C./0.5 hours, and further at 165 ° C./2 hours. In the device after curing, the presence or absence of voids and peeling was observed using an ultrasonic laceration device (model number, manufactured by Quantam 350 SONIX). The case where exfoliation or void of 5% or more of the chip area was observed was rated as x, and the case where it was less than 5% was rated as ◯.

耐湿リフロー試験
前記により作製されたデバイスを、更にKMC−300(信越化学工業社製エポキシ封止材)で封止した。成型条件は金型温度175℃、成型時間60秒、注入圧70KPa、成型時間90秒、後硬化条件は180℃/2時間であり、成型後の試験片全体は2.8mm厚、14mm×20mmである。
得られた試験片を、85℃/85%RHの恒温恒湿器に168時間放置して、更に最高温度が260℃であるIRリフローオーブン中を3回通過させた後に、超音波索傷装置で、20%以上の剥離やSiチップのクラック等の不良の有無を観測し、不良が見られる試験片数/総試験片数(20個)を数えた。
Moisture-resistant reflow test The device produced as described above was further sealed with KMC-300 (epoxy sealant manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.). The molding conditions are a mold temperature of 175 ° C., a molding time of 60 seconds, an injection pressure of 70 KPa, a molding time of 90 seconds, and a post-curing condition of 180 ° C./2 hours. The entire test piece after molding is 2.8 mm thick, 14 mm × 20 mm. It is.
The obtained test piece is left in a constant temperature and humidity chamber of 85 ° C./85% RH for 168 hours, and further passed through an IR reflow oven having a maximum temperature of 260 ° C. three times, and then an ultrasonic wound device Then, the presence or absence of defects such as 20% or more peeling and Si chip cracks was observed, and the number of test pieces in which defects were found / total number of test pieces (20) was counted.

温度サイクル試験
上記耐湿リフロー試験を行った後に、クラック等の無かった試験片を温度サイクル試験機に投入した。ここでの試験条件は−55℃/30分+(−55℃→125℃)/5分+125℃/30分+(125℃→−55℃)/5分を1サイクルとし、500サイクル或いは1,000サイクルを施した後に、超音波索傷装置で剥離、クラック等の不良の有無を観測し、不良が見られる試験片数/総試験片数を数えた。
Temperature cycle test After performing the moisture-resistant reflow test, a test piece having no cracks was placed in a temperature cycle tester. The test conditions here are -55 ° C / 30 minutes + (-55 ° C → 125 ° C) / 5 minutes + 125 ° C / 30 minutes + (125 ° C → -55 ° C) / 5 minutes, and 500 cycles or 1 After performing 1,000 cycles, the presence or absence of defects such as peeling and cracking was observed with an ultrasonic flaw detector, and the number of test pieces / total number of test pieces where defects were found was counted.

Figure 2015225913
Figure 2015225913

本発明のダイボンド材樹脂組成物は、リードフレームへの接着性が良好で、揮発分が少なくボイドの発生もないことから、各種信頼性試験をクリアでき、半導体装置の性能向上に寄与できる。   Since the die bond material resin composition of the present invention has good adhesion to a lead frame, has little volatile content, and does not generate voids, it can clear various reliability tests and contribute to improving the performance of a semiconductor device.

Claims (10)

下記(A)〜(F)成分
(A)エポキシ樹脂、
(B)アミン系硬化剤:[(A)成分中のエポキシ基のモル量/(B)成分中の上記エポキシ基と反応性を有する基のモル量]が0.7〜1.2となる量、
(C)平均粒径0.1〜10μmの無機充填剤:(A)成分と(B)成分の合計100質量部に対して20〜200質量部、
(D)シランカップリング剤:(A)成分と(B)成分の合計100質量部に対して0.1〜5質量部、
(E)シリコーンパウダー:(A)成分と(B)成分の合計100質量部に対して1〜30質量部、
(F)25℃において固体状の熱可塑性樹脂粒子:(A)成分と(B)成分の合計100質量部に対して1〜30質量部
を必須成分とし、150℃で1時間加熱した際の揮発分が2質量%以下であることを特徴とするダイボンド材樹脂組成物。
The following (A)-(F) component (A) epoxy resin,
(B) Amine-based curing agent: [Mole amount of epoxy group in component (A) / Mole amount of group having reactivity with the epoxy group in component (B)] is 0.7 to 1.2. amount,
(C) Inorganic filler having an average particle size of 0.1 to 10 μm: 20 to 200 parts by mass with respect to 100 parts by mass in total of the components (A) and (B),
(D) Silane coupling agent: 0.1 to 5 parts by mass with respect to a total of 100 parts by mass of component (A) and component (B),
(E) Silicone powder: 1 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass in total of the components (A) and (B),
(F) Solid thermoplastic resin particles at 25 ° C .: 1 to 30 parts by mass as essential components with respect to 100 parts by mass in total of components (A) and (B), and when heated at 150 ° C. for 1 hour A die bond material resin composition having a volatile content of 2% by mass or less.
(B)アミン系硬化剤が、下記一般式(1)〜(4)で表される少なくとも1種類の芳香族アミン化合物であることを特徴とする請求項1記載のダイボンド材樹脂組成物。
Figure 2015225913
(式中、R1〜R4は独立に炭素数1〜6の一価炭化水素基、CH3S−及びC25S−から選ばれる基である。)
The die bond material resin composition according to claim 1, wherein the (B) amine curing agent is at least one aromatic amine compound represented by the following general formulas (1) to (4).
Figure 2015225913
(In the formula, R 1 to R 4 are groups independently selected from a monovalent hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, CH 3 S— and C 2 H 5 S—.)
(C)無機充填剤の20〜100質量%がタルクであることを特徴とする請求項1又は2記載のダイボンド材樹脂組成物。   (C) 20-100 mass% of inorganic fillers are talc, The die-bonding material resin composition of Claim 1 or 2 characterized by the above-mentioned. (C)無機充填剤が、球状シリカであることを特徴とする請求項1又は2記載のダイボンド材樹脂組成物。   The die-bonding resin composition according to claim 1 or 2, wherein the inorganic filler (C) is spherical silica. (D)シランカップリング剤が、硫黄原子含有のシランカップリング剤であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項記載のダイボンド材樹脂組成物。   (D) The die bond material resin composition according to any one of claims 1 to 4, wherein the silane coupling agent is a sulfur atom-containing silane coupling agent. (E)シリコーンパウダーが、シリコーンエラストマーパウダー、シリコーンレジンパウダー、及びシリコーンゴムパウダーの表面をシリコーンレジンで被覆した構造のシリコーン複合パウダーからなる群より選ばれることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項記載のダイボンド材樹脂組成物。   (E) Silicone powder is selected from the group consisting of silicone elastomer powder, silicone resin powder, and silicone composite powder having a structure in which the surface of silicone rubber powder is coated with silicone resin. The die-bonding material resin composition according to claim 1. (F)25℃において固体状の熱可塑性樹脂粒子が、メタクリル樹脂、フェノキシ樹脂、ブタジエン樹脂、ポリスチレン樹脂又はこれらの共重合体から選択される熱可塑性樹脂粒子であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項記載のダイボンド材樹脂組成物。   (F) The thermoplastic resin particles that are solid at 25 ° C. are thermoplastic resin particles selected from a methacrylic resin, a phenoxy resin, a butadiene resin, a polystyrene resin, or a copolymer thereof. The die bond material resin composition of any one of -6. 該ダイボンド材樹脂組成物のチキソトロピー指数が1.5以上8.0以下であることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項記載のダイボンド材樹脂組成物。   The die bond material resin composition according to any one of claims 1 to 7, wherein the thixotropy index of the die bond material resin composition is 1.5 or more and 8.0 or less. 半導体素子と金属リードフレームとの接着用であることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項記載のダイボンド材樹脂組成物。   9. The die bond material resin composition according to claim 1, wherein the die bond material resin composition is used for bonding a semiconductor element and a metal lead frame. 請求項1〜9のいずれか1項記載のダイボンド材樹脂組成物の硬化物を備えることを特徴とする半導体装置。   A semiconductor device comprising a cured product of the die bond material resin composition according to claim 1.
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