JP3919157B2 - ダイアタッチペースト及び半導体装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、絶縁特性を必要とし、かつ耐ブリード性に優れた半導体接着用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】
近年半導体パッケージの生産量は増加の一歩をたどっており、これに伴い製造コストの削減は重要な課題となっている。半導体素子とリードフレーム又はプリント配線板の接合方法として、金−シリコン共晶体等の無機材料を接着剤として用いる方法があるが、コストが高く、また熱応力により半導体素子の破壊が起こるため、有機材料等に充填剤を分散させたペースト状の接着剤(ダイアタッチペースト)を使用する方法が主流となっている。
【0003】
半導体接着用ダイアタッチペーストとしては、銀粉等の導電性フィラーを分散させた導電性ダイアタッチペーストとシリカ等の絶縁性フィラーを分散させた絶縁性ダイアタッチペーストに大別されるが、エリア実装型半導体装置の一つであるBGA(ボールグリッドアレイ)等の中には絶縁特性を必要とするものがある。
従来の絶縁性ダイアタッチペーストは、基板表面の凹凸により生じる毛細管現象によりペーストに含まれる樹脂、希釈剤、添加剤等が基板上へ染み出すブリード現象を抑えることができなかった。また、ブリード現象により基板表面に樹脂成分が染み出すことで、半導体装置組み立て工程の一つであるワイヤボンディング工程に悪影響を及ぼすことが知られている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、絶縁特性を必要とし、かつ耐ブリード性に優れた半導体接着用ダイアタッチペーストを提供するものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明は、(A)ヒドロキシアルキル(メタ)アクリル酸、ポリアルキレングリコール及びジイソシアネートを反応させて得られるウレタンジ(メタ)アクリレート、(B)揮発性を有するアクリレートが、ブトキシエチルアクリレート、2メトキシエチルアクリレート、及び2−ヒドロキシプロピルメタクリレートから選ばれる少なくとも1種を含む化合物、(C)ラジカル重合触媒、(D)絶縁性フィラーを必須成分とする絶縁性ダイアタッチペーストである。また、これを用いた半導体装置である。
【0006】
更に好ましい形態としては、(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及びジイソシアネートを反応させて得られるウレタンジ(メタ)アクリレートと(B)揮発性を有するアクリレートとの重量比が80/20から20/80である絶縁性ダイアタッチペーストである。
【0007】
【発明の実施の形態】
本発明に用いられるウレタンジ(メタ)アクリレート(A)は、ヒドロキシアルキルアクリル酸又はメタクリル酸、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ものであり、合成方法は公知の方法を用いることができる。
ヒドロキシアルキルアクリル酸又はメタクリル酸の例としては、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、2−ヒドロキシプロピルアクリレート、2−ヒドロキシプロピルメタクリレート等がある。
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及びその水素添加物等がある。
(A)成分としては上記の化合物を1種類あるいは複数種と併用して使用することができる。(A)成分の分子量は、500〜5000である。(A)成分の分子量が500未満であると粘度が低くなりすぎブリードしやすくなるという問題があり、5000を越えると粘度が高くなりすぎ塗布作業性が著しく悪くなるという問題がある。
【0008】
本発明で使用される(B)揮発性を有するアクリレートの例としては、例えば、ペンタフルオロプロピルメタクリレート、オクタフルオロペンチルメタクリレート、ブトキシエチルアクリレート、2メトキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシプロピルメタクリレート等がある。また、(B)としては上記の化合物を1種類あるいは複数種併用して使用することができる。これらは、硬化時に揮発することで熱を奪いペースト組成物の分子運動を低下させることができ、上記のウレタンジ(メタ)アクリレートとともにダイアタッチペーストに用いるとブリードの進行を抑えることができることを見いだした。
(B)成分の分子量は100〜500である。(B)成分の分子量が100未満であると揮発性が高くなりすぎ、ペーストの粘度が著しく増大するという問題があり、500を超えると揮発性が低くなりすぎブリードを抑えることが困難になるという問題がある。
【0009】
本発明に用いられるベース樹脂は、(A)成分と(B)成分の重量比が80/20〜20/80であることが好ましい。80/20より大きくなるとペースト粘度が高すぎ塗布作業性が悪くなる可能性があるので好ましくなく、20/80より小さくなると接着性が悪くなる可能性があるので好ましくない。
【0010】
本発明で用いられる(C)ラジカル重合触媒は、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。
【0011】
(C)ラジカル重合触媒の具体例を以下に示すが、これらに限定されるものではない。例としては、t−ブチルパーオキシネオデカノエート、1,1−ジ(t−ブチルパーオキシ)−3,3,6−トリメチルシクロヘキサン等がある。
【0012】
(C)ラジカル重合触媒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。
【0013】
(C)ラジカル重合触媒の添加量は、成分(A)、成分(B)の合計100重量部に対して、0.1重量部から10重量部であることが好ましい。10重量部より多いとダイアタッチペーストのライフ(粘度経時変化)が大きく作業性に問題が生じる。0.1重量部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。
【0014】
本発明に用いる(D)絶縁性フィラーは、特に限定されないが、例えば、シリカ、酸化亜鉛等を用いることができる。絶縁性フィラーの配合量はダイアタッチペースト組成物総量に対して20〜70重量%とするのが好ましい。この配合量が20重量%未満であると、接着強度が低下する傾向があり、70重量%を超えると、粘度が増大しダイアタッチペースト組成物の作業性が低下する傾向がある。
【0015】
本発明におけるダイアタッチペーストは必要によりカップリング剤、消泡剤、界面活性剤、エラストマー等の添加剤を用いることができる。
【0016】
本発明のダイアタッチペーストの製造方法としては、例えば、原材料を予備混合し、三本ロール等を用いて混練した後、真空下脱泡してダイアタッチペーストを製作する。
本発明のダイアタッチペーストを用いて製作された半導体装置は、信頼性、生産性の高い半導体装置である。半導体装置の製造方法は従来の公知の方法を使用することが出来る。
【0017】
【実施例】
以下、本発明を実施例で具体的に説明する。
<実施例1〜4、比較例1〜3>
(A)成分として、ウレタンジアクリレート(東亞合成(株)製、M−1600、分子量2600)、(B)成分として、オクタフロロペンチルメタクリレート(ダイキンファインケミカル(株)製、M−5410、分子量300)、ヘキサフロロブチルメタクリレート(共栄社化学(株)製、ライトエステルM6F、分子量250)、ブトキシエチルアクリレート(共栄社化学(株)製、ライトアクリレートBO−A、分子量182)、2−メトキシエチルアクリレート(東京化成工業(株)製、分子量128)、(C)成分として、1,1−(t−ブチルパーオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロへキサン(急速加熱試験における分解温度:109℃、日本油脂(株)製、パーヘキサ3M)、(D)成分として、シリカ(平均粒径3μm、最大粒径20μm)、カップリング剤としてアルコキシシラン(信越化学工業(株)製、KBM−403E)を表1の割合で配合し、3本ロールを用いて混錬し、脱泡後ダイアタッチペーストを得た。得られたダイアタッチペーストを以下の方法により評価した。
なお、比較例では、ウレタンアクリレート以外の樹脂としてポリブタジエン(日本石油化学(株)製、E−1800)、揮発性を有さないアクリレート化合物として、ラウリルアクリレート(新中村化学(株)製、NKエステルLA)、n−ブトキシエチルメタクリレート(共栄社化学(株)製、ライトエステルBO)を使用した。
【0018】
<評価方法>
・粘度:25℃でE型粘度計を用いて回転数2.5rpmでの粘度を測定した。
・ブリード:有機基板にペーストを塗布し、チップをマウント後、室温で60分放置、ついでオーブン150℃で30分硬化し得られた硬化物のブリード長を顕微鏡により観察した。
・揮発性:各種アクリレートの重量減少(室温、開放系、72時間)により相対比較を行った。
【0019】
評価結果を表1に示す。
【表1】
【0020】
【発明の効果】
本発明のダイアタッチペーストは、揮発性アクリレートを用いることで高い耐ブリード性を有しており、ワイヤボンディング時の不良率が低い半導体装置を得ることが出来る。
Claims (3)
- (A)ヒドロキシアルキル(メタ)アクリル酸、ポリアルキレングリコール及びジイソシアネートを反応させて得られるウレタンジ(メタ)アクリレートで分子量が500以上、5000以下である化合物、(B)揮発性を有するアクリレートで分子量が100以上、500以下である化合物が、ブトキシエチルアクリレート、2メトキシエチルアクリレート、及び2−ヒドロキシプロピルメタクリレートから選ばれる少なくとも1種を含む化合物、(C)ラジカル重合触媒、(D)絶縁性フィラーを必須成分とすることを特徴とする絶縁性ダイアタッチペースト。
- (A)ヒドロキシアルキル(メタ)アクリル酸、ポリアルキレングリコール及びジイソシアネートを反応させて得られるウレタンジ(メタ)アクリレートと(B)揮発性を有するアクリレートとの重量比が80/20から20/80である請求項1記載の絶縁性ダイアタッチペースト。
- 請求項1または2記載の絶縁性ダイアタッチペーストを用いて製作された半導体装置。
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