JP3354558B2 - 電子部品用絶縁性接着剤、これを用いたリードフレームおよび半導体装置 - Google Patents

電子部品用絶縁性接着剤、これを用いたリードフレームおよび半導体装置

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隆史 堂々
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秀一 松浦
好弘 野村
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敏弘 塩月
一成 鈴木
朋子 東野
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Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、半導体装置、特にLOC(Lead On Chip)やCOL
(Chip On Lead)構造の半導体装置を構成するリードフレ
ームおよび半導体チップ(チップ)の接着に用いられる電
子部品用絶縁性接着剤、これを用いたリードフレームお
よび半導体装置に関する。
背景技術 近年、半導体装置においては、半導体チップの大型化
に対応するためにパッケージ構造としてLOC(Lead On Ch
ip)やCOL(Chip On Lead)構造が使用されている。LOC構
造には、インナーリードとチップの接着に絶縁性接着剤
層付きの絶縁樹脂フィルムが用いられている。この半導
体装置の製造工程としては、まず予め絶縁性接着剤層を
有する絶縁樹脂フィルムを作製し、これを金型により打
ち抜きリードフレーム上に接着固定した後、熱圧着によ
り半導体チップをリードフレーム上に搭載する。そして
金線などのボンディングワイヤを用いてチップとリード
フレームを連結し、樹脂封止されるのが一般的である。
このような絶縁樹脂フィルムを用いた半導体装置は、
絶縁性接着剤層を有する絶縁樹脂フィルムを金型により
打ち抜く際のバリの発生、実際に使用する絶縁樹脂フィ
ルムの面積が非常に小さいために生じる絶縁樹脂フィル
ムの歩留まりの悪さ、又は絶縁樹脂フィルムの材質に起
因する吸湿性にともなう基板搭載時のはんだリフローで
のパッケージクラック等の問題がある。
発明の開示 本発明の目的は、絶縁樹脂フィルムを使用しない半導
体パッケージにおける、半導体チップとリードフレーム
を接着するための電子部品用絶縁性接着剤、これを用い
たリードフレームおよび半導体装置を提供するものであ
る。
本発明は、半導体チップをリードフレームに接着する
ための電子部品用絶縁性接着剤であって、（Ａ）ポリス
チレン換算による重量平均分子量（Ｍｗ）が30,000〜30
0,000であり、（Ｂ）重量平均分子量（Ｍｗ）／数平均
分子量（Ｍｎ）の比が５以下である樹脂と溶剤とを含有
し、（Ｃ）Ｅ型粘度計で25℃において測定した回転数10
rpmでの粘度が5,000〜100,000mPa・s、粘度比（η1rpm／
η10rpm）が1.0〜6.0である電子部品用絶縁性接着剤
（以下、絶縁性接着剤と呼ぶことがある）を提供するも
のである。
本発明の電子部品用絶縁性接着剤は、リードフレーム
上に塗布したときの電子部品用絶縁性接着剤とリードフ
レームとの接触角が20〜130゜および電子部品用絶縁性
接着剤の乾燥前のアスペクト比が0.05〜2.0であり、か
つ乾燥後のアスペクト比が0.005以上であることが好ま
しい。
また、本発明の電子部品用絶縁性接着剤は、リードフ
レーム上に電子部品用絶縁性接着剤を塗布し、乾燥させ
た後吸湿させたとき、その電子部品用絶縁性接着剤の発
泡温度が200℃以上であるものであることが好ましい。
また、本発明の電子部品用絶縁性接着剤は、リードフ
レーム上に電子部品用絶縁性接着剤を塗布し、乾燥させ
た後吸湿させたとき、その電子部品用絶縁性接着剤のガ
ラス転移温度が100〜250℃であることが好ましい。
また、本発明は、表面に、本発明の電子部品用絶縁性
接着剤を塗布し、乾燥することにより形成された接着剤
層を有するリードフレームを提供するものである。
また、本発明は、リードフレームと、本発明の電子部
品用絶縁性接着剤によってリードフレームに接着された
半導体チップを有する半導体装置を提供するものであ
る。
本発明の半導体装置においては、リードフレームが、
本発明の電子部品用絶縁性接着剤を塗布し、乾燥するこ
とにより形成された接着剤層を有し、半導体装置が該接
着剤層によってリードフレームに接着されていることが
好ましい。
本発明の半導体装置においては、電子部品用絶縁性接
着剤で接着する面積が半導体チップ面積の0.05〜20％で
あることが好ましい。
また、本発明の半導体装置としては、リードフレーム
のインナーリードが半導体チップの主回路面上に配置さ
れ、半導体チップ上の電極パッドがインナーリードと金
属細線で連結され、半導体チップ、インナーリードおよ
び金属細線が封止材で封止された半導体装置であって、
インナーリード2本以上が電子部品用絶縁性接着剤で半
導体チップに接着された半導体装置であることが好まし
い。
また、本発明の半導体装置としては、リードフレーム
のインナーリードが半導体チップの主回路面上に配置さ
れ、半導体チップ上の電極パッドがインナーリードと金
属細線で連結され、半導体チップ、インナーリードおよ
び金属細線が封止材で封止された半導体装置であって、
電源用のインナーリードが電子部品用絶縁性接着剤で半
導体チップに接着され、信号用インナーリードが接着さ
れることなく半導体チップと離間して配置され、信号用
インナーリードと半導体チップの主回路面との離間距離
が電源用インナーリードと半導体チップの主回路面との
離間距離よりも大きいものであることが好ましい。
図面の簡単な説明 図１は、本発明の半導体装置の一態様の内部における
リードフレームと半導体チップを示す平面図である。
図２（1）は、図１の半導体装置を、Ｂ−Ｂ′線で切
った断面図であり、図２（2）は、図１の半導体装置を
Ｃ−Ｃ′線で切った断面図である。
図３は、本発明の半導体装置の一態様におけるリード
フレームと半導体チップを示す平面図である。
図４（1）は、図３の半導体装置を、Ａ−Ａ′線で切
った断面図であり、図４（2）は、図３の半導体装置を
Ｂ−Ｂ′線で切った断面図であり、図４（3）は、図３
の半導体装置をＣ−Ｃ′線で切った断面図である。
発明を実施するための最良の形態 以下に、本発明の電子部品用絶縁性接着剤、これを用
いたリードフレームおよび半導体装置について詳細に説
明する。
本発明に使用される樹脂が上記の（A）および（B）の
物性を満たす樹脂であり、絶縁性接着剤が上記の（C）
の物性を満たす場合には、リードフレームのインナーリ
ードに本発明の絶縁性接着剤を塗布した場合、リードフ
レームからのはみ出しおよび液だれがなく、半導体装置
を製造するにあたっての工程不良、すなわち、サイズ不
良、パッケージング不良、工程内汚染などを起こしにく
い良好な作業性を有する電子部品用絶縁性接着剤を得る
ことができる。
本発明の絶縁性接着剤に使用する樹脂としては、ポリ
エーテル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポ
リイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルア
ミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ビスマレイミ
ド樹脂、シリコーン樹脂、またはこれらの樹脂の組み合
わせ等が挙げられるが、上記（Ａ）および(B) の物性を
満たし、溶剤と共に用いて接着剤としたときに、(C) の
物性を満足する絶縁性接着剤を形成しうるものであれ
ば、特に制限なく他の樹脂を用いてもよい。
上記の樹脂のなかで、極性基であるアミド基、イミド
基およびエポキシ基の含有量が1〜50重量％、より好ま
しくは10〜40重量％の範囲にある樹脂が優れた接着強度
を得るために好ましい。また、必要に応じて、エポキシ
樹脂やビスマレイミド樹脂等の架橋剤、カップリング
剤、着色剤などを適宜添加してもかまわない。
上記の各種の樹脂の中でも、耐熱性及び絶縁性に優れ
ることから、ポリアミドイミド樹脂およびポリイミド樹
脂が好ましく、芳香族ポリアミドイミド樹脂及び芳香族
ポリイミド樹脂がより好ましい。
本発明に使用される樹脂のポリスチレン換算による重
量平均分子量は、30,000〜300,000とされ、50,000〜15
0,000が好ましい。重量平均分子量が30,000未満の場合
は、塗布時の作業性が低下するだけでなく、接着後の硬
化皮膜が脆く半導体装置の耐熱信頼性が低下する。ま
た、重量平均分子量が300,000を越えると、溶剤への溶
解性が劣り、リードフレームへの接着性も低下する。
本発明に使用される樹脂の重量平均分子量（Ｍｗ）と
数平均分子量（Ｍｎ）との比（Ｍｗ／Ｍｎ）は５以下と
され、1.5〜3の範囲が好ましい。重量平均分子量と数平
均分子量の比(Ｍｗ／Ｍｎ)が５を越えると、リードフレ
ームとの濡れ性が劣り、液だれ、はじき等を発生するた
め作業性が悪くなるだけでなく、半導体装置の耐熱性も
劣化させてしまう。
なお、本明細書中、重量平均分子量および数平均分子
量の測定は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィに
より標準ポリスチレンの検量線を用いて行う。
必要に応じて添加されるカップリング剤としては、ビ
ニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、
ビニルトリス（β−メトキシエトキシ）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、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、Ｎ−β−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルメ
チルジメトキシシラン、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、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラ
ン等のシランカップリング剤や、チタネート系カップリ
ング剤、アルミネート系カップリング剤、ジルコアルミ
ネート系カップリング剤等が挙げられる。カップリング
剤を添加する場合、その量は樹脂に対して通常0.01〜20
重量％、好ましくは0.1〜10重量％である。
着色剤を配合する場合、その量は樹脂に対して通常0.
1〜50重量％、好ましくは3〜30重量％である。
本発明の絶縁性接着剤に使用される溶剤としては、使
用樹脂を溶解するものであれば、特に制限されるもので
はないが、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族溶
剤；アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチル
ケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶剤；ジエチル
エーテル、ジイソプロピルエーテル、テトラヒドロフラ
ン、ジオキサン、エチレングリコールジメチルエーテ
ル、エチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレン
グリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジ
エチルエーテル等のエーテル系溶剤；酢酸エチル、酢酸
−ｎ−プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸−ｎ−ブチ
ル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセター
ト、エチレングリコールモノエチルエーテルアセター
ト、エチレングリコールモノブチルエーテルアセター
ト、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセター
ト、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセター
ト、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセター
ト、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセター
ト、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセター
ト、γ−ブチロラクトン等のエステル系溶剤；ジメチル
ホルムアミド、ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルピロ
リドン等のアミド系溶剤などが例示される。これらの溶
剤は、単独で、または２種以上を組合せて使用すること
ができる。
上記の溶剤のなかでも、溶解性及び汎用性に優れるこ
とから、Ｎ−メチルピロリドン、ジメチルホルムアミド
等のアミド系溶剤、エチレングリコールモノブチルエー
テルアセタート等のエステル系溶剤が好ましい。
本発明の絶縁性接着剤に用いる溶剤の量は、溶剤と樹
脂の総量に対する樹脂の割合が5〜40重量％となる量と
することが好ましく、10〜30重量％となる量とすること
がより好ましく、15〜25重量％となる量とすることが更
に好ましい。
本発明では、絶縁性接着剤の流動性をコントロールす
るため、例えば、シリカ、アルミナ、ジルコニア、チタ
ニア、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、酸化マグネ
シウム、ダイヤモンド粉、石英粉、マイカ等の無機フィ
ラー、フッ素樹脂等の樹脂フィラー（有機物フィラ
ー）、アクリルゴム、ブタジエンゴム、ニトリルゴム、
シリコーンゴム等のゴムフィラー等を添加することもで
きる。これらフィラーを添加する場合、その添加量は、
樹脂の量に対して10〜200重量％とすることが好まし
く、15〜100重量％とすることがより好ましい。
本発明の絶縁性接着剤の粘度は、Ｅ型粘度計で25℃に
おいて測定した回転数10rpmでの粘度が5,000〜100,000m
Pa・sであり、7,000〜60,000mPa・sが好ましい。絶縁性接
着剤の粘度が5,000mPa・s未満の場合、リードフレームか
らの液だれがあり、また100,000mPa・sを越えると、リー
ドフレームへの塗布が困難であり、乾燥後にボイドが発
生しやすい。
本発明の絶縁性接着剤の粘度比（η1rpm／η10rpm）
は、1.0〜6.0とされ、1.0〜3.0が好ましい。一般的に粘
度比が1.0未満になることはなく、また粘度比が6.0を越
えると、絶縁性接着剤の流動性および塗布の作業性が低
下する。
本発明の絶縁性接着剤としては、リードフレーム上に
塗布したときの絶縁性接着剤とリードフレームとの接触
角が20゜〜130゜であることが好ましい。接触角が20゜
未満の場合、リードフレームからの液だれが大きく、ま
たリードフレーム上の接着剤の膜厚が薄くなり、半導体
チップの傾きが生じやすく、リードフレームと半導体チ
ップが接触してしまい導通不良を引き起こす傾向があ
る。また、半導体チップとリードフレームの間に十分封
止材が入り込まず、半導体装置の信頼性を落とす原因と
なる傾向がある。また、接触角が130゜を越えると、リ
ードフレームへの塗布時に、はじきによる不良が生じる
傾向がある。
本発明においては、絶縁性接着剤をリードフレーム上
に塗布したときの乾燥前のアスペクト比は、0.05〜2.0
であることが好ましく、0.1〜1.0がより好ましい。乾燥
前のアスペクト比が0.05未満の場合、リードフレーム上
への塗布量が減少し、半導体チップ接着時の接着強度が
低下する傾向がある。また、乾燥前のアスペクト比が2.
0を越えると、インナーリードの裏面に接着剤が付着し
やすく、インナーリードと半導体チップのワイヤボンデ
ィングができなくなる傾向がある。本明細書中、アスペ
クト比とは、リードフレーム上に塗布した接着剤の高さ
を接着剤の底面の直径で割った値を意味し、接着剤の塗
布性を示す。
また本発明においては、絶縁性接着剤をリードフレー
ム上に塗布し、乾燥した後のアスペクト比は、0.005以
上であることが好ましい。乾燥後のアスペクト比が0.00
5未満の場合、接着剤層の厚みが薄く半導体チップに接
着時の機械的衝撃が吸収されず、接着強度が不足する傾
向がある。
上記の絶縁性接着剤の乾燥前後のアスペクト比は、樹
脂の分子量や、溶剤または流動性をコントロールする為
に添加するフィラーにより調整することが可能である。
本発明においては、リードフレーム上に絶縁性接着剤
を塗布し、乾燥させた後吸湿させたとき、その絶縁性接
着剤の発泡温度が200℃以上であることが好ましく、230
℃以上であることがより好ましい。発泡温度が200℃未
満の場合、半導体パッケージの耐はんだリフロー性は悪
く、はんだリフロー時にパッケージクラックが発生しや
すい傾向がある。
本発明においては、リードフレーム上に電子部品用絶
縁性接着剤を塗布し、乾燥させた後吸湿させたときの、
その電子部品用絶縁性接着剤のガラス転移温度が100〜2
50℃であることが好ましい。吸湿時のガラス転移温度が
100℃未満の場合、はんだリフロー時にパッケージクラ
ックが発生する傾向がある。また、吸湿時のガラス転移
温度が250℃を越えると、半導体チップの接着時の温度
が高くなり、作業性、信頼性を損なう傾向がある。
なお、本明細書中、アスペクト比、発泡温度及びガラ
ス転移温度を測定する際の絶縁性接着剤の乾燥とは、加
熱により絶縁性接着剤から溶剤を除去することを意味す
る。
本発明の絶縁性接着剤をリードフレーム上の所定の位
置に塗布し、乾燥してプレキュアした接着剤層を形成す
ることにより、本発明のリードフレームが得られる。塗
布法としては特に制限されるものではなく、ディスペン
ス法、印刷法、スタンピング法等を適宜選択すればよ
い。また、本発明の絶縁性接着剤の乾燥温度は、特に制
限されるものではなく、溶剤、濃度によって適宜選択で
きる。また、この乾燥により、接着剤中の溶剤を完全に
除去する必要はない。このようにリードフレーム上に接
着剤層を形成した後、その接着剤層を介して半導体チッ
プを搭載し、加熱加圧することにより、リードフレーム
と半導体チップとを接着することができる。
リードフレームとしては、半導体装置に通常用いられ
るものであれば特に制限はなく使用することができ、例
えば、42アロイリードフレーム、Cuリードフレーム、金
属メッキリードフレームなどが好適に用いられる。
本発明の半導体装置においては、半導体チップとリー
ドフレームとが、本発明の絶縁性接着剤によって接着さ
れている。本発明の絶縁性接着剤は、単独で用いること
ができ、半導体チップに直接塗布してもよいし、予めリ
ードフレーム上に塗布しプレキュアを行った状態のもの
を用いてもよい。
半導体チップとリードフレームとの接着は、通常、温
度70〜400℃、圧力0.05〜10kg／cm2、加圧時間0.1〜3秒
の条件で行われる。
本発明においては、絶縁性接着剤で接着する面積が、
半導体チップのリードフレームに相対している表面の面
積の0.05〜20％であることが好ましく、0.1〜10％であ
ることがより好ましい。絶縁性接着剤で接着する面積が
半導体チップ面積の0.05％未満の場合、リードフレーム
と半導体チップの接着力が小さくなり、搬送時やボンデ
ィングワイヤ接合時に半導体チップが脱落する傾向があ
る。また、絶縁性接着剤で接着する面積が半導体チップ
面積の20％を越えると、はんだリフロー時にパッケージ
クラックが発生しやすくなる傾向がある。
また、上記の接着力の低下またははんだフロー時のパ
ッケージクラックは、絶縁性接着剤塗布時のアスペクト
比、吸湿時の発泡温度およびガラス転移温度を調整する
ことによっても防止することができる。
本発明の半導体装置の一態様においては、リードフレ
ームのインナーリードが半導体チップの主回路面上に配
置され、半導体チップ上の電極パッドがインナーリード
と金属細線で連結され、半導体チップ、インナーリード
および金属細線が封止材で封止された半導体装置におい
て、インナーリード2本以上が本発明の電子部品用絶縁
性接着剤で半導体チップに接着された半導体装置である
ことが好ましい。インナーリード１本のみが電子部品用
絶縁性接着剤で半導体チップに接着された半導体装置で
あると、バランスが悪く、半導体チップが傾いたり、ボ
ンディングワイヤ接合時、搬送時などに半導体チップが
脱落しやすい傾向がある。
図１および図２は、上記の半導体装置を図示したもの
である。図１は、上記に示した半導体装置の内部を示す
平面図であり、図２（1）は図１のＢ−Ｂ′線の断面図
であり、図２（2）は図１のＣ−Ｃ′線の断面図であ
る。電源用インナーリード１および信号用インナーリー
ド２が全て半導体チップ4の主回路面３に本発明の電子
部品用絶縁性接着剤6で接着されている。信号用インナ
ーリード2と半導体チップの主回路面3間の電気容量が半
導体装置の性能に悪影響を与えない場合には、この構造
を取ることができる。半導体チップ４の主回路面3上の
電極パッド5が信号用インナーリード2と金属細線7で連
結され、半導体チップ4、インナーリード（1、2）およ
び金属細線７が封止剤８で封止されている。
本発明の半導体装置の他の一態様においては、リード
フレームのインナーリードが半導体チップの主回路面上
に配置され、半導体チップ上の電極パッドがインナーリ
ードと金属細線で連結され、半導体チップ、インナーリ
ードおよび金属細線が封止材で封止された半導体装置に
おいて、電源用インナーリードが本発明の電子部品用絶
縁性接着剤で半導体チップに接着され、信号用インナー
リードが接着されることなく半導体チップと離間して配
置され、信号用インナーリードと半導体チップの主回路
面との離間距離が電源用インナーリードと半導体チップ
の主回路面との離間距離よりも大きい半導体装置である
ことが好ましい。信号用インナーリードと半導体チップ
の主回路面との離間距離が電源用インナーリードと半導
体チップの主回路面との離間距離よりも小さい半導体装
置であると、信号用インナーリードと半導体チップの主
回路面の間の電気容量が半導体装置の性能に悪影響を与
えたり、電源用のインナーリードに金属細線が接触しや
すくなる傾向がある。
図3および図4は、上記に示した半導体装置を図示した
ものである。図3は、上記に示した半導体装置の内部を
示す平面図であり、図4（1）は、図3のＡ−Ａ′線の断
面図であり、図4（2）は、図3のＢ−Ｂ′線の断面図で
あり、図4（3）は、図3のＣ−Ｃ′線の断面図である。
半導体チップ4の中央長手方向を貫通する２組の電源用
インナーリード（バスバー）１のみが半導体チップの主
回路面３に本発明の電子部品用絶縁性接着剤６で接着さ
れている。信号用インナーリード２と半導体チップ４の
主回路面３間の電気容量が半導体装置の性能に悪影響を
及ばす場合には、信号用インナーリード2と半導体チッ
プ4の主回路面３との離間距離ａを電源用インナーリー
ド1と半導体チップ４の主回路面３との離間距離ｂより
も大きくすることで、この問題を回避することができ
る。また同時に、チップ上の電極パッド５と信号用イン
ナーリード２先端間を金属細線７で連結する際に、電源
用インナーリード１に金属細線7が接触しにくい構造と
なっており、組立作業性に優れている。
本発明に使用される電子部品用絶縁性接着剤の弾性率
は、特に制限するものではないが、200〜270℃での弾性
率が1MPa以上のものが好ましく、10MPa以上のものがよ
り好ましい。なお、この弾性率とは、絶縁性接着剤を完
全に硬化させたときの200〜270℃での弾性率をいう。
本発明に使用される電子部品用絶縁性接着剤の塗布方
法は、特に制限されるものではなく、ディスペンス法、
印刷法、スタンピング法等を適宜選択すればよい。ま
た、本発明に使用される電子部品用絶縁性接着剤の乾燥
温度は、特に制限されるものではなく、溶剤、濃度によ
って適宜選択できる。
本発明の電子部品用絶縁性接着剤を半導体チップとリ
ードフレームとの接着に用いる方法は特に制限はなく、
それぞれのパッケージに最も適した方法を適宜選択でき
る。
本発明の物性を有する電子部品用絶縁性接着剤は、従
来のフィルム状絶縁性接着剤を用いることなく半導体装
置に用いることが可能であり、信頼性の優れた半導体装
置を提供できる。
実施例 以下実施例により本発明を詳細に説明するが、本発明
はこれらにより制限されるものではない。
合成例１ 攪拌機、温度計、窒素ガス導入管、塩化カルシウム管
を備えた50ミリリットルの四つ口フラスコ中で、BAPP
(2,2−ビス [4− (4−アミノフェノキシ) フェニル] プ
ロパン) 3.895g(9.5ミリモル) とシリコーンジアミン
(1,3−ビス (アミノプロピル) テトラメチルジシロキサ
ン) 0.125g (0.5ミリモル) をＮ−メチルピロリドン (N
MP) 23.0gに溶解した後５℃以下に冷却しながら無水ト
リメリット酸クロリド2.13g (10ミリモル) を少しづつ
添加した。トリエチルアミン2.02g(20ミリモル) を添加
し、5℃以下で5時間反応した後、180℃で５時間加熱し
てポリアミドイミドを合成した。
得られたポリアミドイミドのワニスに水を注いで得ら
れる沈殿を分離、粉砕、乾燥してポリアミドイミド粉末
を得た。
合成例２ 合成例１で用いたBAPP及びシリコーンジアミンの代わ
りにIPDDM (4,4′−ジアミノ−3,3′,5,5′−テトライ
ソプロピルジフェニルメタン) 2.74g (7.5ミリモル) 及
びBAPP1.025g (2.5ミリモル) を用い、合成例１で用い
た無水トリメリット酸クロリドの代わりにBABT (ビスフ
ェノールＡビストリメリテート二無水物) 5.76g (10ミ
リモル) を用いた以外は、樹脂合成例１と同様にして、
ポリイミド粉末を得た。
合成例３ BAPPの量を2.87g (7ミリモル) に変え、シリコーンジ
アミン (1,3−ビス (アミノプロピル) テトラメチルジ
シロキサン) の量を0.75g (3ミリモル) に変えたこと以
外は、合成例１と同様にして、ポリアミドイミド粉末を
得た。
合成例４ BAPPの量を2.05g (5ミリモル) に変え、シリコーンジ
アミン (1,3−ビス (アミノプロピル) テトラメチルジ
シロキサン) の量を1.25g (5ミリモル) に変えたこと以
外は、合成例１と同様にして、ポリアミドイミド粉末を
得た。
後述の実施例及び比較例において、電子部品用絶縁性
接着剤付きリードフレームの作製、半導体装置の作製、
分子量、粘度、接触角、アスペクト比、発泡温度及びガ
ラス転移温度の測定は、下記のようにして行った。
リードフレームのインナーリードに、上記の樹脂粉末
を用いて製造された電子部品用絶縁性接着剤0.02mlを図
1に示すように50点ディスペンス塗布し、その後90℃10
分および250℃10分（42アロイ製リードフレーム）、ま
たは170℃10分(銅製リードフレーム) の加熱により乾燥
させて電子部品用絶縁性接着剤付きリードフレームを作
製した。このリードフレーム上の接着剤層を観察し、乾
燥被膜状態の評価を行った。
上記の方法で作製した電子部品用絶縁性接着剤付きリ
ードフレームに、5.5mm×13.5mmの大きさの半導体チッ
プを熱圧着（温度：380℃、圧力： 3kg／cm2、加圧時
間： 3秒）で搭載し、インナーリードの先端部と半導体
チップをボンディングワイヤにより接続して樹脂モール
ドで封止し、半導体装置を作製した。封止材には日立化
成工業（株）製CEL−9200を用いて、175℃、90秒、100k
gf／cm2の条件で封止を行い、175℃で６時間硬化させ
た。
上記の樹脂の重量平均分子量（Ｍｗ）および重量平均
分子量（Ｍｗ）／数平均分子量（Ｍｎ）の比はゲルパー
ミエーションクロマトグラム（GPC：検出器RI）を使用
して下記の測定を行い算出した。測定樹脂 10mg をサン
プル管に秤量しTHF5mlで溶解した後、フィルターで濾過
し測定試料とし、検量線の作成には標準ポリスチレンを
用いた。
カラム：日立化成工業製GL−Ａ−100M ２本（連結） カラム温度：25℃ 溶離液：THF 注入量：500μｌ（但し測定に使用する試料は100μ
ｌ） 上記の電子部品用絶縁性接着剤のガラス転移温度（T
g）は、接着剤をガラス板上に製膜し、90℃10分および2
50℃10分乾燥してフィルム状のサンプルを作製し、示差
走査熱量計（DSC）を用いて下記の条件で測定した。
測定条件：温度 30〜330℃ 昇温速度 10℃／min サンプル量 10mg 雰囲気 Air 100ml／min また、吸湿時のガラス転移温度（Tgw）は、高圧密閉
容器中にサンプルとサンプル重量に対して10重量％の純
水を入れ水共存下で測定した。
上記の電子部品用絶縁性接着剤の粘度は、Ｅ型粘度計
（日本計器（株）製）の３゜コーンを用いて25℃で測定
した。また、測定時のコーンの回転数は、1.0rpmの場合
の粘度（η1rpm）と10.0rpmの場合の粘度（η10rpm）を
測定した。また、得られた粘度をη1rpm／η10rpmに当
てはめ、粘度比を算出した。
上記の電子部品用絶縁性接着剤のリードフレームとの
接触角は、リードフレーム上に電子部品用絶縁性接着剤
0.02mlをリードフレーム上の１点にディスペンス塗布
し、協和界面化学（株）製接触角計（CA−Ｄ）を用い
て、25℃,60％ＲＨのクリーンルーム内で測定を行っ
た。
上記の電子部品用絶縁性接着剤のアスペクト比は、リ
ードフレーム上に絶縁性接着剤0.02mlをリードフレーム
上の１点にディスペンス塗布し、協和界面化学(株) 製
接触角計（CA−Ｄ）を用いて塗布形状の測定を行い、乾
燥（ 90℃10分および250℃10分（42アロイ製リードフレ
ーム）、または170℃10分（銅製リードフレーム）の加
熱）前および乾燥後のアスペクト比を算出した。また、
チップ接着力はリードフレームに半導体チップを搭載
後、半導体チップの剪断接着強度を測定した。
上記の電子部品用絶縁性接着剤の発泡温度について
は、電子部品用絶縁性接着剤をリードフレーム上に塗布
乾燥し（ 90℃10分および250℃10分（42アロイ製リード
フレーム）、または170℃10分（銅製リードフレーム）
加熱）、室温で24時間水中に浸漬し吸湿させた後、所定
温度に設定したホットプレートをいくつか用意しその上
にそれぞれ試料を置き、発泡した際のホットプレートの
温度を読みとり、その一番低い温度を発泡温度とした。
上記の電子部品用絶縁性接着剤を用いた半導体装置の
耐はんだリフロー性は、作製した半導体装置を85℃、85
％ＲＨ、48時間吸湿後、245℃の赤外線炉ではんだリフ
ローを行い、パッケージのクラックの有無を目視および
超音波探傷装置（日立建機（株）製、HYE−FOCUS）で確
認した。
実施例１ 合成例１に従い樹脂合成を行いポリアミドイミド粉末
を得た。重量平均分子量（Ｍｗ）は80,000、重量平均分
子量と数平均分子量との比（Mw／Mn）は1.5であった。
得られた樹脂をＮ−メチルピロリドン（NMP）／エチレ
ングリコールモノブチルエーテルアセタート（BuCA）の
混合溶剤で30重量％に溶解し接着剤を作製した。この接
着剤をNMP／BuCA混合溶剤（重量比7／3）で希釈し、粘
度を30,000mPa・s（η10rpm）に調整した。この時の樹脂
濃度は27重量％で、粘度比（η1rpm／η10rpm）は1.0で
あった。
次に樹脂濃度30重量％の接着剤をガラス板上に製膜
し、90℃で10分および250℃で10分乾燥して得たフィル
ムのTgは225℃で、吸湿時のTg（Tgw）は175℃であっ
た。上記の樹脂濃度27重量％の接着剤を42アロイ製リー
ドフレームにディスペンスし、リードフレームとの接触
角、乾燥皮膜状態、乾燥前のアスペクト比、乾燥後のア
スペクト比、チップ接着力、発泡温度を測定した。その
結果を表1に示す。また、パッケージの耐はんだリフロ
ー性についてもクラックの有無を確認した結果を表1に
示す。
比較例１ 接着剤の粘度を500mPa・s（樹脂濃度：12重量％）とし
たこと以外は、実施例１と同様にして測定した結果を表
１に示す。
比較例２ 実施例１で調製した樹脂濃度27重量％の接着剤に、樹
脂に対して20重量％シリカフィラー（電気化学工業製、
FB−35）を添加し、粘度を300,000mPa・s（η10rpm）と
した以外は、実施例１と同様として測定した。結果を表
１に示す。
実施例２ 合成例２に従い樹脂合成を行いポリイミド粉末を得
た。重量平均分子量（Ｍｗ）は120,000、重量平均分子
量と数平均分子量との比（Mw／Mn）は2.2であった。得
られた樹脂をジメチルホルムアミド（DMF）で30重量％
に溶解し接着剤を作製した。また、実施例１と同様にし
て測定したTgは２５０℃で、吸湿時のTg（Tgw〕は210℃
であった。
接着剤の粘度をDMFにより希釈し50,000mPa・s（樹脂濃
度：27重量％）（η10rpm）に調整した時の粘度比（η1
rpm／η10rpm）は、1.0であった。この樹脂濃度27重量
％の接着剤を用いて、乾燥皮膜状態、リードフレームと
の接触角、乾燥前のアスペクト比、乾燥後のアスペクト
比、チップ接着力、発泡温度を測定した結果を表1に示
す。また、パッケージのはんだリフロー性についてもク
ラックの有無を確認した結果を表1に示す。
実施例３ 合成例３に従い樹脂合成を行いポリアミドイミド粉末
を得た。重量平均分子量（Ｍｗ）は60,000、重量平均分
子量と数平均分子量との比（Mw／Mn）は1.7であった。
得られた樹脂をNMPで30重量％に溶解し、さらに対樹脂1
0重量％のシランカップリング剤（東レ・ダウコーニン
グシリコーン社製：SH6040）を添加し接着剤を作製し
た。実施例１と同様にして測定した接着剤のTgは１８０
℃で、吸湿時のTg（Tgw）は130℃であった。
接着剤の粘度をNMPにより希釈し8,000mPa・s（樹脂と
溶剤の総量中の樹脂の濃度:20重量％）（η10rpm）に調
整した時の粘度比（η1rpm／η10rpm）は、1.0であっ
た。この樹脂濃度20重量％の接着剤を用いて、乾燥皮膜
状態、リードフレームとの接触角、乾燥前のアスペクト
比、乾燥後のアスペクト比、チップ接着力、発泡温度を
測定した結果を表1に示す。また、パッケージのはんだ
リフロー性についてもクラックの有無を確認した結果を
表１に示す。
実施例４ 無水トリメリット酸クロリドを2.17gとした以外は合
成例１と同様に樹脂合成を行い、ポリアミドイミド粉末
を得た。重量平均分子量（Ｍｗ）は110,000、重量平均
分子量と数平均分子量との比（Mw／Mn）は1.8であっ
た。得られた樹脂をNMPで30重量％に溶解し、さらに対
樹脂10wt％のシランカップリング剤（東レダウコーニン
グシリコーン社製:SH6040）を添加し接着剤を作製し
た。実施例１と同様にして測定した接着剤のTgは230℃
で、吸湿時のTg（Tgw）は190℃であった。
接着剤の樹脂に対して20重量％シリコーンゴムフィラ
ー（東レダウコーニングシリコーン社製、トレフィルＥ
−601）を添加し、その後、粘度をNMPにより希釈し40,0
00mPa・s（樹脂と溶剤の総量中の樹脂の濃度:23重量％）
（η10rpm）に調整した時の粘度比（η1rpm／η10rpm）
は1.5であった。粘度調整後のこの樹脂濃度23重量％の
接着剤を用いて、乾燥皮膜状態、リードフレームとの接
触角、乾燥前のアスペクト比、乾燥後のアスペクト比、
チップ接着力、発泡温度を測定した結果を表1に示す。
また、パッケージのはんだリフロー性についてもクラッ
クの有無を確認した結果を表１に示す。
比較例３ 無水トリメリット酸クロリドを2.45gとした以外は合
成例１と同様に樹脂合成を行い、ポリアミドイミド粉末
を得た。重量平均分子量は10,000で、重量平均分子量と
数平均分子量との比（Mw／Mn）が1.4であった。接着剤
の粘度調整をNMPで3,000mPa・s（樹脂濃度：20重量％）
（η10rpm）にし、実施例１と同様に評価した結果を表
１に示す。
比較例４ 合成例４に従い樹脂合成を行いポリアミドイミド粉末
を得た。重量平均分子量（Ｍｗ）を測定したところ28,0
00、重量平均分子量と数平均分子量との比（Mw／Mn）
は、1.6であった。得られた樹脂をNMPで３０重量％に溶
解し、接着剤を作製した。実施例１と同様にして測定し
たTgは140℃で、吸湿時のTg（Tgw）は90℃であった。
接着剤をNMPにより希釈し粘度を8,000mPa・s（樹脂濃
度：25重量％）（η10rpm）に調整した時の粘度比（η1
rpm／η10rpm）は、1.0であった。この樹脂濃度25重量
％の接着剤を用いて、乾燥皮膜状態、リードフレームと
の接触角、乾燥前のアスペクト比、乾燥後のアスペクト
比、チップ接着力、発泡温度を測定した結果を表１に示
す。また、パッケージのはんだリフロー性についてもク
ラックの有無を確認した結果を表１に示す。
実施例５ 実施例１で調製した樹脂濃度27重量％の接着剤を用い
て、図１および図２のようにリードフレームと半導体チ
ップを接着し、ボンディングワイヤにより接合した後樹
脂封止し半導体装置を作製した。封止材には日立化成工
業製CEL−9200を用いて、175℃、90秒、100kgf／cm2の
条件で封止を行い、175℃で６時間硬化させた。このと
き接着面積が半導体チップ面積の２％になるよう接着剤
をリードフレームに塗布した。半導体チップを接着後、
１ｍの高さから落下試験を行ったが、チップの脱落はな
く良好な接着力を示した。また、ワイヤボンド歩留まり
も100％であり良好な作業性を示した。
産業上の利用の可能性 本発明になる電子部品用絶縁性接着剤を用いれば、特
にLOC(Lead On Chip)やCOL(Chip On Lead)構造の半導体
装置に好適なリードフレームおよび信頼性の優れた半導
体装置が提供される。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 堂々 隆史 千葉県市原市泉台２−21−３ (72)発明者 為重 和巳 千葉県市原市飯沼173 日立化成工業株 式会社 飯沼寮 (72)発明者 松浦 秀一 千葉県市原市北国分寺台１−３−５ (72)発明者 野村 好弘 千葉県市原市桜台１−４−99 (72)発明者 坪崎 邦宏 東京都日野市東平山２−29−22 (72)発明者 塩月 敏弘 東京都小金井市貫井南町３−４−25 (72)発明者 鈴木 一成 東京都大田区中央４−20−10 (72)発明者 東野 朋子 東京都渋谷区東１−１−36−401 (56)参考文献 特開 平９−249869（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−71761（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−74109（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−330724（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/52 C09J 201/00

Claims (13)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 半導体チップをリードフレームに接着す
    るための電子部品用絶縁性接着剤であって、（Ａ）ポリ
    スチレン換算による重量平均分子量（Ｍｗ）が30,000〜
    300,000であり、（Ｂ）重量平均分子量（Ｍｗ）／数平
    均分子量（Ｍｎ）の比が５以下である樹脂と溶剤とを含
    有し、（Ｃ）Ｅ型粘度計で25℃において測定した回転数
    10rpmでの粘度が5,000〜100,000mPa・s、粘度比（η1rpm
    ／η10rpm）が1.0〜6.0である電子部品用絶縁性接着
    剤。
  2. 【請求項２】 リードフレーム上に塗布したときの電子
    部品用絶縁性接着剤とリードフレームとの接触角が20〜
    130゜および電子部品用絶縁性接着剤の乾燥前のアスペ
    クト比が0.05〜2.0であり、かつ乾燥後のアスペクト比
    が0.005以上である請求項１に記載の電子部品用絶縁性
    接着剤。
  3. 【請求項３】 リードフレーム上に電子部品用絶縁性接
    着剤を塗布し、乾燥させた後吸湿させたとき、その電子
    部品用絶縁性接着剤の発泡温度が200℃以上である請求
    項１に記載の電子部品用絶縁性接着剤。
  4. 【請求項４】 リードフレーム上に電子部品用絶縁性接
    着剤を塗布し、乾燥させた後吸湿させたとき、その電子
    部品用絶縁性接着剤のガラス転移温度が100〜250℃であ
    る請求項１に記載の電子部品用絶縁性接着剤。
  5. 【請求項５】 樹脂が、ポリイミド樹脂またはポリアミ
    ドイミド樹脂である請求項１に記載の電子部品用絶縁性
    接着剤。
  6. 【請求項６】 更に、樹脂に対して0.01〜20重量％のシ
    ランカップリング剤を含有する請求項１に記載の電子部
    品用絶縁性接着剤。
  7. 【請求項７】 更に、樹脂に対して10〜200重量％のシ
    リコーンゴムフィラーを含有する請求項１に記載の電子
    部品用絶縁性接着剤。
  8. 【請求項８】 表面に、請求項１に記載の電子部品用絶
    縁性接着剤を塗布し、乾燥することにより形成された接
    着剤層を有するリードフレーム。
  9. 【請求項９】 リードフレームと、請求項１に記載の電
    子部品用絶縁性接着剤によってリードフレームに接着さ
    れた半導体チップを有する半導体装置。
  10. 【請求項１０】 リードフレームが、請求項１に記載の
    電子部品用絶縁性接着剤を塗布し、乾燥することにより
    形成された接着剤層を有し、半導体装置が該接着剤層に
    よってリードフレームに接着されている請求項９に記載
    の半導体装置。
  11. 【請求項１１】 電子部品用絶縁性接着剤で接着する面
    積が半導体チップ面積の0.05〜20％である請求項９に記
    載の半導体装置。
  12. 【請求項１２】 リードフレームのインナーリードが半
    導体チップの主回路面上に配置され、半導体チップ上の
    電極パッドがインナーリードと金属細線で連結され、半
    導体チップ、インナーリードおよび金属細線が封止材で
    封止された半導体装置において、インナーリード２本以
    上が電子部品用絶縁性接着剤で半導体チップに接着され
    た請求項９に記載の半導体装置。
  13. 【請求項１３】 リードフレームのインナーリードが半
    導体チップの主回路面上に配置され、半導体チップ上の
    電極パッドがインナーリードと金属細線で連結され、半
    導体チップ、インナーリードおよび金属細線が封止材で
    封止された半導体装置において、電源用のインナーリー
    ドが電子部品用絶縁性接着剤で半導体チップに接着さ
    れ、信号用インナーリードが接着されることなく半導体
    チップと離間して配置され、信号用インナーリードと半
    導体チップの主回路面との離間距離が電源用インナーリ
    ードと半導体チップの主回路面との離間距離よりも大き
    い請求項９に記載の半導体装置。
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