JP3317480B2 - ダイアタッチペースト - Google Patents

ダイアタッチペースト

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は低応力性，接着性，
低吸水性に優れておりかつワイヤーボンディング性の良
好なダイアタッチペーストに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年半導体チップの大型化，パッケージ
の薄型化に伴い周辺材料である樹脂材料に対する信頼性
の要求は年々厳しいものとなってきている。その中でリ
ードフレームに半導体チップを接着するダイボンディン
グ材の特性がパッケージの信頼性を高める要因として重
要視されている。パッケージの信頼性で特に重要なもの
として、実装時の熱ストレスに対する耐半田クラック性
がある。この特性を向上させるためには半導体封止材料
と同様にダイボンディング材にも低応力性，低吸水性，
高接着性が要求される。しかしながら、これまでこれら
の特性を全て満足する材料は知られていなかった。例え
ば、ダイボンディング材としてはポリアミド樹脂に無機
フィラーを分散させたものがあり、接着性，低応力性に
関しては優れているが、低吸水性の点で劣り、又溶剤を
用いるため硬化物中にボイドが残り易く、硬化に高温を
必要とするといった欠点があった。一方、他の樹脂とし
てエポキシ樹脂に無機フィラーを分散させたものがある
が、接着性に優れているものの、低吸水性の点でやや劣
り、又硬化物が硬く脆いため低応力性に劣るという問題
があった。そこで、これらの問題を解決する目的で、骨
格中にジシロキサンを含むジグリシジルエーテル化合物
とビスフェノール化合物とを反応させて得られる化合物
をエポキシ樹脂組成物に配合する方法（特開平７−１１
８３６５号公報、特開平７−２２４４１号公報）を検討
した。その結果、上記問題を解決することができたもの
の、一方でワイヤーボンディング性が低下する不具合が
発生した。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこれらの問題
を解決するため鋭意検討した結果、低応力性、接着性，
低吸水性及びワイヤーボンディング性の良好なダイアタ
ッチペーストを提供するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、（Ａ）式
（１）で示されるエポキシ樹脂（ａ）と分子中にシアン
酸エステル基を有するシアネート樹脂（ｂ）とを予め反
応させて得られる反応生成物、（Ｂ）エポキシ樹脂、
（Ｃ）硬化剤、及び（Ｄ）無機フィラーを必須成分とす
るダイアタッチペーストである。
【０００５】
【化１】 （式中Ｒ1 ，Ｒ2 は炭素数１〜５の２価の脂肪族基、又
は炭素６以上の芳香族環を含む２価の有機基を示し、互
いに同じであっても異なっていてもよい）
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明に用いる式（１）のエポキ
シ樹脂は低弾性率，低吸水率の特徴を有するものの単独
では硬化剤との反応が遅く沸点が比較的低いので２００
℃程度の硬化温度では揮発してしまう欠点を有してい
る。この揮発成分が半導体チップの表面に再付着して後
工程のワイヤーボンディングプロセスにおいて接着不良
の原因となる。そこで予め分子内にシアン酸エステル基
を有するシアネート樹脂と反応させ、高分子量化してお
くと揮発分を１％以下にまで押えることが可能となる。
特に昨今の半導体業界では歩留り向上のためにｐｐｍオ
ーダーのワイヤーボンディング不良が問題となるが、１
％以下の式（１）の化合物はシアン酸エステル及び／又
はそのプレポリマーとの反応性が高いので硬化中に全て
反応し揮発分をゼロにしワイヤーボンディング不良率を
ｐｐｍ以下にすることができるものである。式（１）の
エポキシ樹脂（ａ）とシアネート樹脂（ｂ）の反応例と
しては式（１）のエポキシ樹脂（ａ）とシアネート樹脂
とを混合し、必要により溶媒を加えて反応させる。エポ
キシ樹脂（ａ）とビスフェノール類（ｂ）との反応を促
進するために、必要により触媒を添加してもよい。触媒
の例としてはステアリン酸亜鉛、ステアリン酸コバル
ト、ナフテン酸コバルト、ナフテン酸亜鉛、アセチルア
セトナート亜鉛、アセチルアセトナートコバルト、アセ
チルアセトナート銅などの金属触媒化合物を挙げること
ができる。さらにフェノール類の添加が助触媒として働
くので好ましい。本発明で用いるエポキシ樹脂の例とし
ては、特に限定されないが、例えばビスフェノールＡ、
ビスフェノールＦ、フェノールノボラックとエピクロル
ヒドリンとの反応で得られるジグリシジルエーテルで常
温で液状のもの、ビニルシクロヘキセンジオキシド、ジ
シクロペンタジエンオキシド、アリサイクリックジエポ
キシド−アジペイトのような脂環式エポキシ等が挙げら
れる。本発明の硬化剤としてはダイボンディング材のシ
エルフライフを損なわないものであれば、特に限定はさ
れない。例えば、ヘキサヒドロフタール酸無水物、メチ
ルヒドロフタール酸無水物、ナジック酸無水物等の酸無
水物、ノボラック型フェノール樹脂等のポリフェノール
類、及びイミダゾール、ジシアンジアミド等のアミン系
化合物が挙げられる。
【０００７】本発明に用いられるシアネート樹脂は特に
限定されるものではないが芳香族環を骨格に含むことが
耐熱性の点から好ましい。その例を挙げると３，３’，
５，５’−テトラメチル−４，４’−ジシアナートジフ
ェニルメタン、２，２−ビス（４−シアナートフェニ
ル）プロパン、２，２−ビス（４−シアナートフェニ
ル）エタン等の化合物とこれらを適当な金属触媒の存在
下で加熱し、シアン酸エステルを３量化してトリアジン
環を一部形成したプレポリマー等がある。本発明のシア
ネート樹脂は式（１）のエポキシ樹脂との反応性に富
み、その反応生成物を本ペースト組成物中に配合するこ
とにより（Ａ）の反応生成物中に残存する未反応物を１
％以下にすることが可能となり、後工程のワイヤーボン
ディング性を向上させる効果を有する。本発明において
はエポキシ樹脂（Ｂ）１００重量部に対して反応生成物
（Ａ）の配合割合が５〜２００重量部であることが好ま
しい。反応生成物（Ａ）の割合が５重量部未満では低応
力性、低吸水性が発現しないので望ましくなく、２００
重量部を越えるとガラス転移温度が低下し、耐熱性の点
で好ましくない。本発明で用いる無機フィラーとして
は、炭酸カルシウム、シリカ、アルミナ等の絶縁フィラ
ー、銀粉、金粉、ニッケル粉、銅粉等の導電性フィラー
が挙げられ、用途によりこれらを複数混合してもよい。
更に、ニードル詰りを防止するため、これらの粒径は５
０μｍ以下のものが好ましい。本発明によると式（１）
で示されるジシロキサン骨格を有するエポキシ樹脂をシ
アネート樹脂と予め反応させることにより、ダイアタッ
チペーストとして適度な粘度の樹脂が得られ、硬化時に
樹脂成分のブリード、アウトガスによるチップやその周
囲の汚染も極めて少なくすることができる。単に式
（１）のエポキシ樹脂を単独、又は式（１）のエポキシ
樹脂と他のエポキシ樹脂を混合したダイアタッチペース
トでは硬化時にアウトガスやブリードが発生して半導体
周辺を汚染してしまうという欠点がある。本発明の樹脂
組成物は、反応生成物、エポキシ樹脂、硬化剤及び無機
フィラー、必要に応じて硬化促進剤、顔料、汚染、消泡
剤、シランカップリング剤、チタネートカップリング
剤、溶剤等の添加剤を予備混合し、三本ロール、らいか
い機等を用いて混練し、ペーストを得て真空脱泡するこ
とにより製造することができる。
【０００８】
【実施例】
＜反応生成物の製造例１＞式（２）のエポキシ樹脂（エ
ポキシ当量１８１）１００ｇ、旭チバ（株）製シアネー
ト樹脂Ｌ−１０ １００ｇに触媒として１０％ノニルフ
ェノール溶液の銅アセチルアセトナートを１００ｐｐｍ
添加し１５０℃で３時間反応させた。この反応生成物を
示差熱重量分析装置（以下ＴＧＡという）で分析したと
ころ２５０℃までの昇温で加熱減量は０．２％であっ
た。この生成物を反応生成物（Ｉ）とする。
【０００９】
【化２】
【００１０】＜反応生成物の製造例２＞式（２）のエポ
キシ樹脂（エポキシ当量１８１）１００ｇ、旭チバ
（株）製シアネート樹脂Ｍ−３０ １００ｇに触媒とし
て１０％ノニルフェノール溶液のコバルトアセチルアセ
トナートを１５０ｐｐｍ添加し１５０℃で５時間反応さ
せた。この反応生成物をＴＧＡで分析したところ２５０
℃までの昇温で加熱減量は０．３％であった。この生成
物を反応生成物（II）とする。
【００１１】＜反応生成物の製造例３＞製造例１におい
て反応時間を３０分間に短縮して得られた生成物のＴＧ
Ａによる２５０℃までの加熱減量を調べたところ、３．
７％であった。この生成物を反応生成物（III）とす
る。以下本発明を実施例で具体的に説明する。
【００１２】［実施例１］エポキシ樹脂としてビスフェ
ノールＦ型エポキシ樹脂（エポキシ当量１７０）（以下
ＢＰＦＥという）７０ｇ、希釈剤のモノエポキシとして
ｔ−ブチルフェニルグリシジルエーテル（以下ＴＧＥと
いう）３０ｇ、硬化剤としてジシアンジアミド（以下Ｄ
ＤＡという）３ｇ、２−フェニル−４−メチルイミダゾ
ール（以下２Ｐ４ＭＺという）２ｇ、反応生成物（Ｉ）
１５０ｇ、平均粒径３μｍのフレーク状銀粉７５０ｇを
配合し三本ロールで混練してダイアタッチペーストを調
整した。このダイアタッチペーストを用いて銀メッキ付
銅フレームに２×２ｍｍ角のシリコンチップを２００
℃、６０分間で硬化接着させ、３００℃における熱時接
着力をプッシュプルゲージで測定した。同様に１５×６
×０．３ｍｍ（厚さ）のシリコンチップを厚さ５０μｍ
の銀メッキ付銅フレームに２００℃、６０分間で硬化接
着させ、低応力性の尺度としてチップの長手方向を表面
粗さ計を用いて上下方向の変位の最大値を求めた。又ダ
イアタッチペースト硬化物（２００℃、６０分で硬化）
の弾性率及び８５℃、８５％ＲＨ下での飽和吸水率を測
定した。更にブリード性を調べた。ワイヤーボンディン
グ性を調べるために表面にＡｌ蒸着したシリコンウェハ
ーから８×８ｍｍのダミーチップをダイシングし銀メッ
キ付銅フレームにこのペーストを用いて２００℃、６０
分間で硬化接着し、２５μｍのＡｕワイヤーで２５０
℃、２．５ｍｓｅｃ、荷重６０ｇ、超音波パワー０．７
５Ｗの条件で１チップあたり１００回のワイヤーボンデ
ィングを実施した。チップ数ｎ＝１０とし合計１０００
個のＡｕワイヤーをプッシュプルゲージを用いて剥離荷
重を測定して１ｇ以下を不良と判断した。上記の結果を
表１に示す。
【００１３】
【表１】
【００１４】［実施例２〜９及び比較例１〜２］表１に
示した配合例に従ってペーストを調整した以外は全て実
施例１と同様に行ない、各種特性を測定して結果を表１
及び表２に示した。
【００１５】
【表２】
【００１６】
【発明の効果】表１及び表２に示したように実施例では
いずれも低応力性、接着性、低吸水性に優れており、か
つワイヤーボンディング性に優れ、しかも硬化時にブリ
ードがないことが判る。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平10−101794（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−130465（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−77663（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−158498（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−138725（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−172571（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−22441（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−118365（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−161740（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−165566（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−64929（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−120873（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C08G 59/14 C08G 59/30 C08L 63/00 H01L 21/52

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 （Ａ）式（１）で示されるエポキシ樹脂
    （ａ）と分子中にシアン酸エステル基を有するシアネー
    ト樹脂（ｂ）とを予め反応させて得られる反応生成物、
    （Ｂ）エポキシ樹脂、（Ｃ）硬化剤、及び（Ｄ）無機フ
    ィラーを必須成分とするダイアタッチペースト。 【化１】 （式中Ｒ1 ，Ｒ2 は炭素数１〜５の２価の脂肪族基、又
    は炭素数６以上の芳香族環を含む２価の有機基を示し、
    互いに同じであっても異なっていてもよい）
  2. 【請求項２】 式（１）で示されるエポキシ樹脂（ａ）
    と分子中にシアン酸エステル基を有するシアネート樹脂
    （ｂ）とを予め反応させて得られる反応生成物のうち、
    未反応のエポキシ樹脂（ａ）の含まれる量が１％以下で
    あることを特徴とする請求項１記載のダイアタッチペー
    スト。
  3. 【請求項３】 エポキシ樹脂（Ｂ）１００重量部に対す
    る反応生成物（Ａ）の配合割合が５〜２００重量部であ
    ることを特徴とする請求項１又は２記載のダイアタッチ
    ペースト。
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