JP3209958B2 - ダイアタッチペースト - Google Patents
ダイアタッチペーストInfo
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- H01L24/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
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- H01L2924/102—Material of the semiconductor or solid state bodies
- H01L2924/1025—Semiconducting materials
- H01L2924/10251—Elemental semiconductors, i.e. Group IV
- H01L2924/10253—Silicon [Si]
Description
及び速硬化性に優れた半導体接着用ペーストに関するも
のである。
一歩をたどっており、これに伴い製造コスト削減は重要
な課題となっている。半導体パッケージ組立の中でダイ
アタッチペーストで半導体とリードフレームを接着する
工程が有るが、この工程に関しては時間短縮、及び低温
硬化がキーポイントになっている。硬化の過程はバッチ
式オーブン法、インラインで硬化させる方法に大別され
るが、インラインで用いられる速硬化性ペーストを用い
た通常のダイマウントは、150℃から200℃で30
秒から60秒の間で行われる。しかし、今後より低温、
短時間硬化可能なペーストの開発が望まれている。一般
に、ダイアタッチペーストのベースレジンはエポキシ樹
脂、シアネート樹脂、ビスマレイミド樹脂系等が知られ
ているが、例えば30秒以内に硬化が可能でありそれぞ
れの用途に適した特性(接着性、低応力性等)を維持す
る材料は全く見いだされていなかった。又、特性を満足
したとしても常温での粘度上昇が激しすぎ使用に適さな
い材料しかなかった。
アタッチペーストの特性を維持しつつ、且つ非常に短時
間でも硬化が可能なペーストを見いだすべく鋭意検討し
た結果完成させるに至ったものである。
分、(B)成分、(C)成分及び(D)成分を含有する
事を特徴とするダイアタッチペーストである。(A)ヒ
ドロキシアルキルアクリル酸、ポリアルキレングリコー
ル、ジイソシアネートを反応させて得られる一般式
(1)で示されるウレタンジアクリレート、(B)一般
式(2a)で示されるモノアクリレート又は一般式(2
b)で示されるモノメタクリレート、(C)重合開始
剤、並びに(D)凝集防止剤として高級脂肪酸を使用し
たフレーク状銀粉である。
トは定法によりヒドロキシアルキルアクリル酸、ポリア
ルキレングリコール、ジイソシアネートの反応により合
成される。
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がある。ポリアルキレングリコー
ルの例としてはポリエチレングリコールやポリプロピレ
ングリコール、ポリブチレングリコール等がある。又、
ジイソシアネートの例としてはヘキサメチレンジイソシ
アネート、イソフォロンジイソシアネート、トルエンジ
イソシアネートの水添添加物等がある。
度が高いためこのままではペースト化しても塗布作業性
が悪く実用に適さない。そこで希釈剤として(メタ)ア
クリル基を一つ含むモノ(メタ)アクリレートを添加す
る。更に本発明に使用されるモノ(メタ)アクリレート
は式(2a)、(2b)で示され、さらには置換基R4
が脂環族、及び/又は芳香族基を含み置換基R4中の全
炭素数が10個以上であることが必須である。この条件
を満たす事により希釈剤としての効果だけでなく嵩高い
置換基を有するため硬化中の収縮を押さえることがで
き、界面の接着信頼性を高めることができる。脂環族、
芳香族基を含まず炭素数が10個以上の置換基の場合は
硬化収縮に関しては低減できるが脂肪族炭化水素の特性
により接着性が低下してしまうので好ましくない。モノ
(メタ)アクリレートの例としては、
の比は重量比で80/20〜20/80である事が好ま
しい。成分(A)の量が80/20を越えるとペースト
粘度が高すぎて塗布作業性が悪くなる。一方、20/8
0よりも少ないと、接着強度が得られなくなる。
化物やアゾ化合物等がある。有機過酸化物は、急速加熱
試験(資料1gを電熱板の上にのせ、4℃/分で昇温し
たときの分解開始温度)における分解温度が40℃から
140℃であることが好ましい。分解温度が40℃に満
たない場合は、常温における保存性が悪くなり、140
℃を越えると硬化時間が極端に長くなるためである。
ては、キュミルパーオキシネオデカネート、t−ブチル
パーオキシネオデカネート、1−シクロヘキシル−1−
メチルエチルパーオキシネオデカネート、1,1,3,
3−テトラメチルパーオキシネオデカネート、1,1,
3,3−テトラメチルブチルパーオキシ−2−エチルヘ
キサネート、ビス(4−ブチルシクロヘキシル)パーオ
キシジカーボネート、t−ブチルパーオキシイソプロピ
ルモノカーボネート、1,1−ビス(t−ブチルパーオ
キシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、t−
ブチルパーオキシベンゾエート、t−ブチルパーオキシ
3,5,5−トリメチルヘキサネート、t−ブチルパー
オキシ−2−エチルヘキシルモノカーボネート、t−ヘ
キシルパーオキシ−2−エチルヘキサネート等があり、
アゾ化合物の例としては、2,2’−アゾビスイソブチ
ルニトリル、1,1’−アゾビス(1−アセトキシ−1
−フェニルエタン)等がある。
は単独あるいは硬化性をコントロールするため2種類以
上を混合して用いることもできる。さらに、樹脂の保存
性を向上するために各種重合禁止剤を予め添加しておく
ことも可能である。
の添加量は、成分(A)+成分(B)の総重量に対して
0.1重量%から5重量%であることが好ましい、5重
量%より多いとペーストのライフ(粘度経時変化)が大
きく作業性に問題が生じる。0.1重量%より少ないと
硬化性が著しく低下するので好ましくない。
止剤として高級脂肪酸を使用したフレーク状銀粉を用い
る。銀粉の製法は球状、塊状銀粉の場合、基本的に還元
法、電解法、アドマイズド法、粉砕法等が挙げられる。
また、フレーク状の銀粉はこれらで得られた球状、塊状
銀粉をジェットミル、ロールミル及びボールミル等で機
械的に粉砕して得られる。一般に、導電性樹脂ペースト
に用いる銀粉はこれらの方法で得られた球状及び塊状銀
粉を単独もしくは混合して使用しているが、主としてフ
レーク状銀粉を使用しているのがふつうである。
ペーストはディスペンス方式で塗布されるのが主流であ
るため、使用する銀粉の最大粒径は塗布時にニードル詰
まりをおこすため30μm以下が望ましい。そこで、こ
の様な粒径の銀粉を得るためには上述した銀粉の製法の
内、還元法を用いるのが主流である。還元法とは硝酸銀
水溶液にアセトアルデヒドなどの還元剤を添加すること
で溶液中の銀イオンが還元され、粒子径が10μm以下
の銀粉を得る方法である。また、導電性樹脂ペーストに
主として用いるフレーク状銀粉を得るためにはここで得
られた銀粉(以下原粉)を主にボールミルでフレーク化
する。その際に銀粉同士が機械的な力により凝集してし
まい、粒径の小さなものが得られないため、凝集防止剤
として種々な脂肪酸類を使用する。この脂肪酸類の種類
により、ボールミルのボールと銀粉の滑り具合が異な
り、同じ原粉でも異なったフレーク状銀粉を得ることが
できる。即ち、ボールと銀粉が滑りにくいとボールによ
る力が大きく、より薄いフレーク状銀粉になり、滑りや
すいと厚いフレーク状銀粉になる。凝集防止剤には脂肪
酸類を用いるが、これには通常ステアリン酸、オレイン
酸、ラウリン酸、ミリスチン酸等の脂肪酸、またはそれ
らのナトリウム塩、アンモニウム塩、カリウム塩等の脂
肪酸塩がある。
は、凝集防止剤として高級脂肪酸を使用したフレーク状
銀粉を用いるのが望ましい。凝集防止剤として高級脂肪
酸の脂肪酸塩及び誘導体を使用した銀粉を用いた場合、
ラジカル重合反応を促進するため保存性が著しく悪くな
る。
90重量%の範囲である事が好ましい。60重量%以下
だと満足する導電性が得られず、90重量%より多いと
ペースト粘度が高くなり塗布作業性を著しく悪化する。
消泡剤、カップリング剤、界面活性剤等の添加剤を用い
ることができる。これらの添加剤のうち、カップリング
剤は接着性を高めるために添加する事が好ましい。その
例としては特に限定されないがいわゆる、エポキシ基、
アミノ基、メルカプト基、ビニル基等を含むアルコキシ
シラン化合物、リン酸基を有するアクリレート又はメタ
クリレート等が挙げられる。本発明のペーストの製造方
法としては、例えば予備混合して三本ロール等を用いて
ペーストを得て真空下脱泡する。
クリレート、ポリブチレングリコール、イソフォロンジ
イソシアネートを反応させて得られるウレタンジアクリ
レートM-1600(東亜合成社製)、構造式で示されるモノ
アクリレート、重合開始剤として有機過酸化物1、2及
びアゾ化合物、カップリング剤としてリン酸基及びメタ
クリル基含有PM−21(日本化薬製)、更に導電性フ
ィラーとしてオレイン酸を凝集防止剤として使用した平
均粒径3μm、最大粒径20μmのフレーク状銀粉を表
1のように配合し、3本ロールを用いて混錬し、脱泡後
ペーストを得た。得られたペーストを以下の方法により
評価した。
での粘度を測定した。 保存性:25℃の恒温層で72時間静置後の粘度を測定
した。粘度の上昇が初期の粘度の10%以下なら良好、
10%以上なら不良とした。 接着強度:ペーストを用いて、2×2mmのシリコンチ
ップを銅フレームにマウントし、180℃のオーブン中
で15分硬化した。硬化後プッシュプルゲージを用い常
温及び250℃でのダイシェア強度を測定した。
mmのガラスチップをマウントし硬化後、外観でボイド
をチェックした。被着面積の15%以下のボイドならば
良好、15%を越えるものを不良とした。 WB処理時の剥離:リードフレームに6mm×15mm
のチップをマウントし硬化後、250℃にてワイヤーボ
ンディング処理を行ない、ペレットの接着状態を観察し
た。剥離が無ければ良好、剥離が観察されれば不良とし
た。
た。厚み200ミクロンの銅フレームに6mm×15m
m×0.3mmのシリコンチップをペーストを用いて1
75℃15秒でペースト厚みが20μmになるよう接着
し、接触求表面粗さ計を用いて、長手方向のチップの変
位を測定しその高低差により反り量を測定した。
20(住友ベークライト(株)・製)の封止材料を用
い、下記の条件で成形したパッケージを85℃、相対湿
度85%、168時間吸水処理した後、IRリフロー
(240℃、10秒)にかけ、断面観察により内部クラ
ックの数を測定し耐半田クラック性の指標とした。 パッケージ:80pQFP(14×20×2mm厚さ) チップサイズ:7.5×7.5mm(アルミ配線のみ) リードフレーム:42アロイ 成形:175℃、2分間 ポストモールドキュア:175℃、4時間 全パッケージ数:12
7と同様にペーストを得た。
肪酸塩及び誘導体を凝集防止剤として使用した平均粒径
3μm、最大粒径20μmのフレーク状銀粉300重量
部とした以外は実施例1と同様にペーストを得た。
ウミルパーオキシネオデカネート(急速加熱試験におけ
る分解温度:65℃) 有機過酸化物2:日本油脂(株)・製、t−ブチルパーオ
キシイソプロピルモノカーボネート(急速加熱試験にお
ける分解温度:108℃) アゾ化合物1:和光純薬工業(株)・製、2,2’−アゾ
ビスイソブチロニトリル
された構造のウレタンアクリレートにより可とう性が付
与され更に嵩高い置換基を有するモノアクリレートの組
み合わせにより硬化時の収縮を押さえその結果優れた低
応力性、接着性が発現された速硬化性ペーストである。
Claims (6)
- 【請求項1】 次の(A)成分、(B)成分、(C)成
分及び(D)成分を含有する事を特徴とするダイアタッ
チペースト。 (A)ヒドロキシアルキルアクリル酸、ポリアルキレン
グリコール、ジイソシアネートを反応させて得られる一
般式(1)で示されるウレタンジアクリレート、(B)
一般式(2a)で示されるモノアクリレート又は一般式
(2b)で示されるモノメタクリレート、(C)重合開
始剤、並びに(D)凝集防止剤として高級脂肪酸を使用
したフレーク状銀粉。 【化1】 【化2】 - 【請求項2】 成分(A)と成分(B)の比が、重量比
で80/20〜20/80である請求項1記載のダイア
タッチペースト。 - 【請求項3】 成分(C)が急速加熱試験における分解
温度が40℃〜140℃である有機過酸化物、及び/又
はアゾ化合物である請求項1又は2記載のダイアタッチ
ペースト。 - 【請求項4】 成分(C)の添加量が、成分(A)+成
分(B)総重量に対して0.1重量%〜5重量%である
請求項1、2又は3記載のダイアタッチペースト。 - 【請求項5】 成分(D)の平均粒径が30μm以下で
ある請求項1〜4のいずれか1項に記載のダイアタッチ
ペースト。 - 【請求項6】 成分(D)の添加量が全ペーストに対し
60重量%〜90重量%である請求項1〜5のいずれか
1項に記載のダイアタッチペースト。
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JP3503736B2 (ja) * | 1998-05-27 | 2004-03-08 | 住友ベークライト株式会社 | ダイアタッチペースト |
JP4892963B2 (ja) * | 2005-12-22 | 2012-03-07 | 住友ベークライト株式会社 | 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 |
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1998
- 1998-03-17 JP JP6633998A patent/JP3209958B2/ja not_active Expired - Fee Related
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