JP4380564B2 - Resin composition and semiconductor device produced using resin composition - Google Patents

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Description

本発明は、樹脂組成物及び該樹脂組成物を使用して作製した半導体装置に関するものである。   The present invention relates to a resin composition and a semiconductor device manufactured using the resin composition.

環境対応の一環として半導体製品からの鉛撤廃が進められている中、半導体製品の外装めっきからの脱鉛化の目的でリードフレームのめっきをNi−Pdに変更する場合が増えてきている。ここでNi−Pdめっきは表面のPd層の安定性を向上する目的で薄く金めっき(金フラッシュ)が行われるが、Ni−Pdめっきそのものの平滑性および表面の金の存在のため通常の銀めっき銅フレーム等と比較すると接着力が低下する。また基板実装時に使用する半田も鉛フリー半田が使用されるため、錫−鉛半田の場合よりリフロー温度を高くする必要がある。接着力の低下およびリフロー温度の高温化に基づくストレスの増加のため、リフロー中に半導体製品中に剥離ひいてはクラックが発生しやすくなるため半導体製品の構成材料はより高いリフロー耐性を有する必要がある。
そこで従来より使用されているダイアタッチペースト(例えば、特許文献1参照)よりもNi−Pdめっきフレームへの密着性に優れ、同時に弾性率が低い低応力性に優れる材料が望まれているが、満足なものはなかった。
特開2000−273326号公報
While lead elimination from semiconductor products is being promoted as part of environmental measures, there is an increasing number of cases where lead frame plating is changed to Ni-Pd for the purpose of lead removal from exterior plating of semiconductor products. Here, Ni—Pd plating is performed by thin gold plating (gold flash) for the purpose of improving the stability of the Pd layer on the surface. However, due to the smoothness of the Ni—Pd plating itself and the presence of gold on the surface, ordinary silver is used. Compared with a plated copper frame or the like, the adhesive strength is reduced. Also, since lead-free solder is used as the solder for mounting on the substrate, the reflow temperature needs to be higher than in the case of tin-lead solder. Due to an increase in stress due to a decrease in adhesive force and an increase in reflow temperature, the constituent material of the semiconductor product needs to have higher reflow resistance because peeling and cracks are likely to occur in the semiconductor product during reflow.
Therefore, a material excellent in adhesion to a Ni-Pd plating frame than a conventionally used die attach paste (see, for example, Patent Document 1) and at the same time having a low elastic modulus and low stress is desired. There was nothing satisfactory.
JP 2000-273326 A

本発明は、Ni−Pdめっきフレームへの良好な密着性を示すとともに低弾性率を示す樹脂組成物及び本発明を半導体用ダイアタッチ材料として使用した特に耐半田クラック性等の信頼性に優れた半導体装置を提供することである。   The present invention is excellent in reliability such as solder crack resistance and the like using a resin composition exhibiting good adhesion to a Ni-Pd plating frame and having a low elastic modulus and the present invention as a die attach material for semiconductors. A semiconductor device is provided.

このような目的は、下記[1]〜[9]に記載の本発明により達成される。
[1] 半導体素子を接着する樹脂組成物であって、(A)充填材、(B)一般式(1)で示される化合物、(C)一般式(2)で示される化合物、(D)1分子内にフェノール性水酸基を少なくとも2つ有する化合物、(E)融点が180℃以上のイミダゾール化合物を必須成分とし、化合物(B)化合物(C)の割合がモル比で1/3以上、3/1以下であることを特徴とする樹脂組成物。
Such an object is achieved by the present invention described in the following [1] to [9].
[1] A resin composition for adhering a semiconductor element, wherein (A) a filler, (B) a compound represented by the general formula (1), (C) a compound represented by the general formula (2), (D) A compound having at least two phenolic hydroxyl groups in one molecule, (E) an imidazole compound having a melting point of 180 ° C. or higher as an essential component, and a ratio of the compound (B) compound (C) in a molar ratio of 1/3 or higher, 3 / 1 or less, The resin composition characterized by the above-mentioned.

Figure 0004380564
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[2] 化合物(B)がジグリシジルビスフェノールA、ジグリシジルビスフェノールFから選ばれる少なくとも1種である第[1]項記載の樹脂組成物。
[3] 化合物(C)がジメチロールシクロヘキサンジグリシジルエーテルである第[1]又は[2]項記載の樹脂組成物。
[4] 化合物(D)がビスフェノールA、ビスフェノールFあるいはこれらの誘導体から選ばれる少なくとも1種である第[1]、[2]又は[3]項記載の樹脂組成物。
[5] イミダゾール化合物(E)が2−メチルイミダゾールと2,4−ジアミノ−6−ビニルトリアジンとの付加物である第[1]、[2]、[3]又は[4]項記載の樹脂組成物。
[6] イミダゾール化合物(E)が2−フェニル−4−メチル−5−ヒドロキシメチルイミダゾールである第[1]、[2]、[3]又は[4]項記載の樹脂組成物。
[7] 充填材(A)が銀粉である第[1]〜[6]項のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
[8] 充填材(A)が銀粉であり、樹脂組成物中に70重量%以上、90重量%以下含まれる第[7]項に記載の樹脂組成物。
[9] 第[1]〜[8]項のいずれかに記載の樹脂組成物をダイアタッチ材料として用いて製作されることを特徴とする半導体装置。
[2] The resin composition according to item [1], wherein the compound (B) is at least one selected from diglycidyl bisphenol A and diglycidyl bisphenol F.
[3] The resin composition according to [1] or [2], wherein the compound (C) is dimethylolcyclohexanediglycidyl ether.
[4] The resin composition according to item [1], [2] or [3], wherein the compound (D) is at least one selected from bisphenol A, bisphenol F, or derivatives thereof.
[5] The resin according to item [1], [2], [3] or [4], wherein the imidazole compound (E) is an adduct of 2-methylimidazole and 2,4-diamino-6-vinyltriazine. Composition.
[6] The resin composition according to item [1], [2], [3] or [4], wherein the imidazole compound (E) is 2-phenyl-4-methyl-5-hydroxymethylimidazole.
[7] The resin composition according to any one of [1] to [6], wherein the filler (A) is silver powder.
[8] The resin composition according to item [7], wherein the filler (A) is silver powder and is contained in the resin composition in an amount of 70% by weight to 90% by weight.
[9] A semiconductor device manufactured using the resin composition according to any one of [1] to [8] as a die attach material.

本発明の樹脂組成物は、Ni−Pdめっきフレームと良好な接着力を示すとともに弾性率が低く良好な低応力性を示すことができるので、本発明をダイアタッチ材料として使用することでこれまでにない高信頼性の半導体装置の提供が可能となる。   Since the resin composition of the present invention exhibits a good adhesive force with a Ni-Pd plating frame and has a low elastic modulus and a good low stress property, the present invention has been used so far as a die attach material. It is possible to provide a highly reliable semiconductor device that is not present.

本発明は、充填材(A)、一般式(1)で示される化合物(B)、一般式(2)で示される化合物(C)、1分子内にフェノール性水酸基を少なくとも2つ有する化合物(D)、融点が180℃以上のイミダゾール化合物(E)を必須成分とし、化合物(B)と化合物(C)のモル比を限定することで、Ni−Pdめっきフレームと良好な接着性、弾性率が低く良好な低応力性を有する樹脂組成物を提供するものである。
以下、本発明について詳細に説明する。
The present invention relates to a filler (A), a compound (B) represented by the general formula (1), a compound (C) represented by the general formula (2), a compound having at least two phenolic hydroxyl groups in one molecule ( D) An imidazole compound (E) having a melting point of 180 ° C. or higher is an essential component, and by limiting the molar ratio of the compound (B) to the compound (C), the Ni—Pd plating frame and good adhesion and elastic modulus The resin composition which has low and favorable low-stress property is provided.
Hereinafter, the present invention will be described in detail.

本発明では充填材(A)として、銀粉、金粉、銅粉、アルミニウム粉、ニッケル粉、パラジウム粉といった金属粉、アルミナ粉末、チタニア粉末、アルミニウムナイトライド粉末、ボロンナイトライド粉末といったセラミック粉末、ポリエチレン粉末、ポリアクリル酸エステル粉末、ポリテトラフルオロエチレン粉末、ポリアミド粉末、ポリウレタン粉末、ポリシロキサン粉末といった高分子粉末が使用可能である。樹脂組成物を使用する際にはノズルを使用して吐出する場合があるので、ノズル詰まりを防ぐために平均粒径は30μm以下が好ましく、ナトリウム、塩素といったイオン性の不純物が少ないことが好ましい。特に導電性、熱伝導性が要求される場合には銀粉を使用することが好ましい。通常電子材料用として市販されている銀粉であれば、還元粉、アトマイズ粉等が入手可能で、好ましい粒径としては平均粒径が1μm以上、30μm以下である。この範囲の場合には、樹脂組成物の粘度も高くなり過ぎず、ディスペンス時にノズル詰まりが発生しない。電子材料用以外の銀粉ではイオン性不純物の量が多い場合があるので注意が必要である。形状はフレーク状、球状等特に限定されないが、好ましくはフレーク状のものを使用し、通常樹脂組成物中70重量%以上、90重量%以下含まれる。この範囲の場合には、導電性が良好であり、樹脂組成物の粘度も高くなり過ぎない。   In the present invention, as filler (A), metal powder such as silver powder, gold powder, copper powder, aluminum powder, nickel powder and palladium powder, ceramic powder such as alumina powder, titania powder, aluminum nitride powder and boron nitride powder, polyethylene powder Polymer powders such as polyacrylate powder, polytetrafluoroethylene powder, polyamide powder, polyurethane powder, and polysiloxane powder can be used. When the resin composition is used, it may be discharged using a nozzle. Therefore, in order to prevent nozzle clogging, the average particle size is preferably 30 μm or less, and it is preferable that there are few ionic impurities such as sodium and chlorine. In particular, silver powder is preferably used when electrical conductivity and thermal conductivity are required. If it is the silver powder currently marketed for electronic materials normally, reduced powder, atomized powder, etc. can be obtained, and as an average particle diameter, an average particle diameter is 1 micrometer or more and 30 micrometers or less. In this range, the viscosity of the resin composition does not become too high and nozzle clogging does not occur during dispensing. Note that silver powder for non-electronic materials may contain a large amount of ionic impurities. The shape is not particularly limited, such as flakes and spheres, but preferably flakes are used and are usually contained in the resin composition in an amount of 70 to 90% by weight. In this range, the conductivity is good and the viscosity of the resin composition does not become too high.

本発明では一般式(1)で示される化合物(B)ならびに一般式(2)で示される化合物(C)を使用する。化合物(B)はビスフェノール類のジグリシジルエーテルとして一般的に使用されているものであるが、化合物(B)のみを使用した場合には硬化物の弾性率が高く応力的に不利である。一方化合物(C)はグリシジル基が脂肪族性であるので、カチオン重合系、酸無水物による硬化に利用されることが多いが、カチオン重合系の場合には硬化物中に残存するカチオン重合触媒の残基が半導体としての耐湿性を悪化させるので好ましくなく、酸無水物硬化系は加水分解を受けやすいので硬化物の耐湿性がよくないため好ましくない。このため本発明では1分子内にフェノール性水酸基を少なくとも2つ有する化合物(D)を硬化剤として使用するが、これは化合物(D)を硬化剤として使用した場合に良好な耐湿性を得られるからである。ここで硬化剤として化合物(D)を使用した場合には、化合物(C)は反応性が悪く単独で使用した場合には十分な硬化物特性を得ることができない。そこで化合物(B)の欠点である高弾性率と化合物(C)の欠点である低反応性を補うために化合物(B)と化合物(C)をモル比で1/3以上、3/1以下で使用する必要がある。この範囲の場合には、低弾性率となり、十分な硬化物特性(Ni−Pdめっきフレームとの接着性、耐リフロー性)を得ることができる。   In the present invention, the compound (B) represented by the general formula (1) and the compound (C) represented by the general formula (2) are used. The compound (B) is generally used as a diglycidyl ether of bisphenols, but when only the compound (B) is used, the cured product has a high elastic modulus and is disadvantageous in terms of stress. On the other hand, since the glycidyl group is aliphatic in the compound (C), it is often used for curing with a cationic polymerization system or an acid anhydride, but in the case of a cationic polymerization system, the cationic polymerization catalyst remaining in the cured product This residue is not preferred because it deteriorates the moisture resistance of the semiconductor, and the acid anhydride curing system is not preferred because it is susceptible to hydrolysis and the moisture resistance of the cured product is not good. For this reason, in this invention, although the compound (D) which has at least two phenolic hydroxyl groups in 1 molecule is used as a hardening | curing agent, this can acquire favorable moisture resistance, when a compound (D) is used as a hardening | curing agent. Because. Here, when the compound (D) is used as a curing agent, the compound (C) has poor reactivity and cannot obtain sufficient cured product characteristics when used alone. Therefore, in order to compensate for the high modulus of elasticity which is a defect of the compound (B) and the low reactivity which is a defect of the compound (C), the molar ratio of the compound (B) and the compound (C) is 1/3 or more and 3/1 or less. It is necessary to use in. In this range, the elastic modulus is low, and sufficient cured product characteristics (adhesiveness with Ni—Pd plating frame, reflow resistance) can be obtained.

化合物(B)、(C)ともナトリウム、塩素等のイオン性不純物が少ないことが好ましい。好ましい化合物(B)としては、電子材料用に市販されているジグリシジルビスフェノールA、ジグリシジルビスフェノールFおよびこれらの置換体などが挙げられる。好ましい化合物(C)としては、ジメチロールシクロヘキサンジグリシジルエーテルが挙げられる。   It is preferable that the compounds (B) and (C) have few ionic impurities such as sodium and chlorine. Preferred examples of the compound (B) include diglycidyl bisphenol A, diglycidyl bisphenol F, and substituted products thereof that are commercially available for electronic materials. Preferable compound (C) includes dimethylolcyclohexane diglycidyl ether.

本発明では1分子内にフェノール性水酸基を少なくとも2つ有する化合物(D)を硬化剤として使用するが、これは上述のように化合物(D)を使用することで良好な接着性ならびに耐湿性を得られるからである。1分子内にフェノール性水酸基を1つ有する化合物の場合には架橋構造をとることができないため硬化物特性が悪化し使用できない。また1分子内のフェノール性水酸基数は2つ以上であれば使用可能であるが、好ましいフェノール性水酸基の数は2以上、5以下である。この範囲の場合には、分子量が大きくならず樹脂組成物の粘度が高くならずディスペンス時の特性が良好となる。より好ましい1分子内のフェノール性水酸基数は2つあるいは3つである。このような化合物としては、ビスフェノールF、ビスフェノールA、ビフェノールといったビスフェノール類ならびにその誘導体、トリ(ヒドロキシフェニル)メタン、トリ(ヒドロキシフェニル)エタンといった3官能のフェノール類ならびにその誘導体、フェノールノボラック、クレゾールノボラックといったフェノールホルムアルデヒド樹脂で2核体あるいは3核体がメインのものあるいはその誘導体などが挙げられ、化合物(B)と化合物(C)の合計に対し5重量%以上、70重量%以下含まれる。
さらに好ましい官能基の数は2である。これは2官能の硬化剤を使用した場合には、硬化物の架橋密度が上がらないため低弾性率となるからである。
In the present invention, the compound (D) having at least two phenolic hydroxyl groups in one molecule is used as a curing agent, and as described above, by using the compound (D), good adhesion and moisture resistance can be obtained. It is because it is obtained. In the case of a compound having one phenolic hydroxyl group in one molecule, since a crosslinked structure cannot be taken, the properties of the cured product deteriorate and it cannot be used. The number of phenolic hydroxyl groups in one molecule can be used as long as it is 2 or more. However, the number of phenolic hydroxyl groups is preferably 2 or more and 5 or less. In the case of this range, the molecular weight is not increased, the viscosity of the resin composition is not increased, and the properties during dispensing are improved. More preferably, the number of phenolic hydroxyl groups in one molecule is two or three. Examples of such compounds include bisphenols such as bisphenol F, bisphenol A, and biphenol and derivatives thereof, trifunctional phenols such as tri (hydroxyphenyl) methane and tri (hydroxyphenyl) ethane, and derivatives thereof, phenol novolac, and cresol novolac. Examples of the phenol formaldehyde resin include dinuclear or trinuclear main ones or derivatives thereof, which are contained in an amount of 5% by weight to 70% by weight with respect to the total of the compound (B) and the compound (C).
Further, the number of functional groups is preferably 2. This is because when a bifunctional curing agent is used, the crosslink density of the cured product does not increase, resulting in a low elastic modulus.

本発明では融点が180℃以上のイミダゾール化合物(E)を使用する。これはグリシジル基を有する化合物の硬化剤として必要であり、融点が180℃より低い場合には室温での保存性が悪化するため、これ以上に限定される。特に好ましい化合物としては2−メチルイミダゾールと2,4−ジアミノ−6−ビニルトリアジンとの付加物あるいは2−フェニル−4−メチル−5−ヒドロキシメチルイミダゾールである。これらの化合物は化合物(B)と化合物(C)の合計に対し0.5重量%以上、20重量%以下使用する。この範囲の場合は、良好な硬化物特性が得られる。より好ましい配合割合は1重量%以上、10重量%以下である。   In the present invention, an imidazole compound (E) having a melting point of 180 ° C. or higher is used. This is necessary as a curing agent for the compound having a glycidyl group, and when the melting point is lower than 180 ° C., the storage stability at room temperature is deteriorated, so that it is further limited. Particularly preferred compounds are adducts of 2-methylimidazole and 2,4-diamino-6-vinyltriazine or 2-phenyl-4-methyl-5-hydroxymethylimidazole. These compounds are used in an amount of 0.5% by weight or more and 20% by weight or less based on the total of the compound (B) and the compound (C). In this range, good cured product characteristics can be obtained. A more preferable blending ratio is 1% by weight or more and 10% by weight or less.

本発明では必要に応じ、希釈剤を使用することが可能である。希釈剤とは樹脂組成物の粘度を下げる目的で使用する化合物で、代表的なものとしてはフェニルグリシジルエーテル、クレジルグリシジルエーテルといった1官能の芳香族グリシジルエーテル類、脂肪族グリシジルエーテル類などが挙げられる。
また必要に応じリン系、アミン系等の反応触媒を使用することも可能であり、カップリング剤、消泡剤、界面活性剤等の添加剤を用いることができる。
本発明の樹脂組成物は、例えば各成分を予備混合した後、3本ロールを用いて混練した後真空下脱泡することにより製造することができる。
In the present invention, a diluent can be used as necessary. The diluent is a compound used for the purpose of lowering the viscosity of the resin composition, and representative examples thereof include monofunctional aromatic glycidyl ethers such as phenyl glycidyl ether and cresyl glycidyl ether, and aliphatic glycidyl ethers. It is done.
Moreover, it is also possible to use reaction catalysts, such as a phosphorus type and an amine type, as needed, and additives, such as a coupling agent, an antifoamer, and surfactant, can be used.
The resin composition of the present invention can be produced, for example, by premixing the components, kneading using three rolls, and degassing under vacuum.

本発明の樹脂組成物を用いて半導体装置を製作する方法は、公知の方法を用いることができる。例えば、市販のダイボンダーを用いて、リードフレームの所定の部位に樹脂組成物をディスペンス塗布した後、チップをマウントし、加熱硬化する。その後、ワイヤーボンディングして、エポキシ樹脂を用いてトランスファー成形することによって半導体装置を製作する。またはフリップチップ接合後アンダーフィル材で封止したフリップチップBGAなどのチップ裏面に樹脂組成物をディスペンスしヒートスプレッダー、リッドといった放熱部品を搭載し加熱硬化するなどといった使用方法も可能である。   As a method of manufacturing a semiconductor device using the resin composition of the present invention, a known method can be used. For example, using a commercially available die bonder, the resin composition is dispensed on a predetermined portion of the lead frame, and then the chip is mounted and heat-cured. Then, a semiconductor device is manufactured by wire bonding and transfer molding using an epoxy resin. Alternatively, it is also possible to use a method in which a resin composition is dispensed on the back surface of a chip such as a flip chip BGA that is sealed with an underfill material after flip chip bonding, and a heat radiating component such as a heat spreader or lid is mounted and cured.

[実施例1〜4]
充填材(A)としては平均粒径8μm、最大粒径30μmのフレーク状銀粉(以下銀粉)を、化合物(B)としてはビスフェノールAとエピクロルヒドリンとの反応により得られるジグリシジルビスフェノールA(エポキシ当量180、室温で液体、一般式(1)のR、R、R、Rが−H、Rが−C(CH−、以下化合物B)を、化合物(C)としてはジメチロールシクロヘキサンジグリシジルエーテル(東都化成(株)製、ZX−1658、エポキシ当量130〜140、一般式(2)のR、RがH、nが1、以下化合物C)を、化合物(D)としてはビスフェノールF(大日本インキ工業(株)製、DIC−BPF、水酸基当量100、以下化合物D)を、化合物(E)としては2−メチルイミダゾールと2,4−ジアミノ−6−ビニルトリアジンの付加物(キュアゾール2MZ−A:四国化成工業(株)製、融点248〜258℃、以下化合物E1)ならびに2−フェニル−4−メチル−5−ヒドロキシメチルイミダゾール(キュアゾール2P4MHZ:四国化成工業(株)製、融点191〜195℃、以下化合物E2)を使用した。
クレジルグリシジルエーテル(エポキシ当量185、以下CGE)、ジシアンジアミド(以下DDA)、グリシジル基を有するシランカップリング剤(信越化学工業(株)製、KBM−403E、以下エポキシシラン)を表1のように配合し、3本ロールを用いて混練し、脱泡することで樹脂組成物を得た。配合割合は重量部である。
[Examples 1 to 4]
The filler (A) is flaky silver powder (hereinafter referred to as silver powder) having an average particle diameter of 8 μm and a maximum particle diameter of 30 μm, and the compound (B) is diglycidyl bisphenol A (epoxy equivalent of 180) obtained by reaction of bisphenol A and epichlorohydrin. , Liquid at room temperature, R 1 , R 2 , R 4 , R 5 in the general formula (1) are —H, R 3 is —C (CH 3 ) 2 —, hereinafter referred to as compound B) as compound (C) Dimethylolcyclohexane diglycidyl ether (manufactured by Tohto Kasei Co., Ltd., ZX-1658, epoxy equivalent 130-140, R 6 , R 7 in formula (2) is H, n is 1, and compound C) is converted to compound ( D) is bisphenol F (Dainippon Ink Industries, Ltd., DIC-BPF, hydroxyl equivalent 100, hereinafter referred to as compound D), and compound (E) is 2-methylimidazole and Adduct of 2,4-diamino-6-vinyltriazine (Curazole 2MZ-A: manufactured by Shikoku Chemicals Co., Ltd., melting point 248-258 ° C., hereinafter referred to as compound E1) and 2-phenyl-4-methyl-5-hydroxymethyl Imidazole (Cureazole 2P4MHZ: manufactured by Shikoku Chemicals Co., Ltd., melting point 191-195 ° C., hereinafter referred to as compound E2) was used.
Table 1 shows cresyl glycidyl ether (epoxy equivalent 185, hereinafter referred to as CGE), dicyandiamide (hereinafter referred to as DDA), and silane coupling agent having a glycidyl group (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., KBM-403E, hereinafter referred to as epoxy silane). The resin composition was obtained by mix | blending, knead | mixing using 3 rolls, and defoaming. The blending ratio is parts by weight.

[比較例1〜4]
表1に示す割合で配合し実施例1と同様に樹脂組成物を得た。なお比較例では2-メ
チルイミダゾール(キュアゾール2MZ:四国化成工業(株)製、融点137〜145℃
、以下化合物X)を使用した。
[Comparative Examples 1-4]
The resin composition was obtained in the same manner as in Example 1 by blending at the ratio shown in Table 1. In Comparative Example 4 , 2-methylimidazole (Cureazole 2MZ: manufactured by Shikoku Chemicals Co., Ltd., melting point: 137 to 145 ° C.
The following compound X) was used.

評価方法
・保存性(粘度変化率):E型粘度計(3°コーン)を用い25℃、2.5rpmでの値を樹脂組成物作製直後と25℃、48時間放置後に測定した。48時間後の粘度変化率をもって保存性とし、粘度変化率が20%未満の場合を合格とした。粘度変化率の単位は%。
・接着強度:樹脂組成物を用いて、6×6mmのシリコンチップを金フラッシュしたNi−Pdフレームにマウントし、175℃オーブン中30分硬化した。硬化後ならびに吸湿(85℃、85%、72時間)処理後に自動接着力測定装置を用い260℃での熱時ダイシェア強度を測定した。260℃熱時ダイシェア強度が30N/チップ以上の場合を合格とした。接着強度の単位はN/チップ。
・弾性率:樹脂組成物を用いて4×20×0.1mmのフィルム状の試験片を作製し(硬化条件175℃30分)、動的粘弾性測定機(DMA)にて引っ張りモードでの測定を行った。測定条件は以下の通り。
測定温度:室温〜300℃
昇温速度:5℃/分
周波数:10Hz
荷重:100mN
25℃における貯蔵弾性率を弾性率とし5000MPa以下の場合を合格とした。弾性率の単位はMPa。
Evaluation method / storability (viscosity change rate): Using an E-type viscometer (3 ° cone), the values at 25 ° C. and 2.5 rpm were measured immediately after preparing the resin composition and after leaving at 25 ° C. for 48 hours. The viscosity change rate after 48 hours was regarded as storage stability, and the case where the viscosity change rate was less than 20% was regarded as acceptable. The unit of viscosity change rate is%.
Adhesive strength: Using a resin composition, a 6 × 6 mm silicon chip was mounted on a Ni-Pd frame flashed with gold and cured in an oven at 175 ° C. for 30 minutes. After curing and after moisture absorption (85 ° C., 85%, 72 hours), the hot die shear strength at 260 ° C. was measured using an automatic adhesive force measuring apparatus. The case where the die shear strength when heated at 260 ° C. was 30 N / chip or more was regarded as acceptable. The unit of adhesive strength is N / chip.
Elastic modulus: A film-like test piece of 4 × 20 × 0.1 mm was prepared using the resin composition (curing condition: 175 ° C. for 30 minutes), and in a tensile mode with a dynamic viscoelasticity measuring machine (DMA). Measurements were made. The measurement conditions are as follows.
Measurement temperature: room temperature to 300 ° C
Temperature increase rate: 5 ° C / min Frequency: 10Hz
Load: 100mN
The storage elastic modulus at 25 ° C. was regarded as the elastic modulus, and the case of 5000 MPa or less was regarded as acceptable. The unit of elastic modulus is MPa.

・耐リフロー性:表1に示す樹脂組成物を用い、下記の基板(リードフレーム)とシリコンチップを175℃30分間硬化し接着した。ダイボンドしたリードフレームを封止材料(スミコンEME−7026、住友ベークライト(株)製)を用い封止し半導体装置(パッケージ)とし、60℃、相対湿度60%、192時間吸湿処理した後、IRリフロー処理(260℃、10秒、3回リフロー)を行った。処理後のパッケージを超音波探傷装置(透過型)により剥離の程度を測定した。ダイアタッチ部の剥離面積が10%未満の場合を合格とした。剥離面積の単位は%。
パッケージ:QFP(14×20×2.0mm)
リードフレーム:金フラッシュしたNi−Pdフレーム
チップサイズ:6×6mm
樹脂組成物硬化条件:オーブン中150℃、15分
Reflow resistance: Using the resin composition shown in Table 1, the following substrate (lead frame) and silicon chip were cured and bonded at 175 ° C. for 30 minutes. The die-bonded lead frame is sealed with a sealing material (Sumicon EME-7026, manufactured by Sumitomo Bakelite Co., Ltd.) to form a semiconductor device (package), and moisture absorption treatment is performed at 60 ° C. and a relative humidity of 60% for 192 hours, followed by IR reflow. Treatment (260 ° C., 10 seconds, 3 reflows) was performed. The degree of peeling of the treated package was measured with an ultrasonic flaw detector (transmission type). The case where the peeling area of the die attach part was less than 10% was regarded as acceptable. The unit of peeling area is%.
Package: QFP (14 x 20 x 2.0 mm)
Lead frame: Ni-Pd frame flashed with gold Chip size: 6 x 6 mm
Resin composition curing conditions: 150 ° C. for 15 minutes in oven

Figure 0004380564
Figure 0004380564

本発明の樹脂組成物は、Ni−Pdめっきフレームと良好な接着力を示すとともに弾性率が低く低応力性に優れるので、本発明をダイアタッチ材料として使用することでこれまでにない高信頼性の半導体装置に好適に用いることができる。   Since the resin composition of the present invention exhibits a good adhesive force with the Ni-Pd plating frame and has a low elastic modulus and an excellent low stress property, the use of the present invention as a die attach material results in unprecedented high reliability. It can be suitably used for the semiconductor device.

Claims (9)

半導体素子を接着する半導体用ダイアタッチペーストであって、(A)充填材、(B)一般式(1)で示される化合物、(C)一般式(2)で示される化合物、(D)1分子内にフェノール性水酸基を少なくとも2つ有する化合物、(E)融点が180℃以上のイミダゾール化合物を必須成分とし、化合物(B)と化合物(C)の割合がモル比で1/3以上、3/1以下であることを特徴とする半導体用ダイアタッチペースト
Figure 0004380564
Figure 0004380564
A semiconductor die attach paste for adhering a semiconductor element, wherein (A) a filler, (B) a compound represented by general formula (1), (C) a compound represented by general formula (2), (D) 1 A compound having at least two phenolic hydroxyl groups in the molecule, (E) an imidazole compound having a melting point of 180 ° C. or higher is an essential component, and the ratio of compound (B) to compound (C) is 1/3 or higher in terms of molar ratio. / 1 or less die attach paste for semiconductors .
Figure 0004380564
Figure 0004380564
化合物(B)がジグリシジルビスフェノールA、ジグリシジルビスフェノールFから選ば
れる少なくとも1種である請求項1記載の半導体用ダイアタッチペースト
The die attach paste for semiconductor according to claim 1, wherein the compound (B) is at least one selected from diglycidyl bisphenol A and diglycidyl bisphenol F.
化合物(C)がジメチロールシクロヘキサンジグリシジルエーテルである請求項1又は2
記載の半導体用ダイアタッチペースト
3. The compound (C) is dimethylolcyclohexane diglycidyl ether.
The die attach paste for semiconductor as described.
化合物(D)がビスフェノールA、ビスフェノールFあるいはこれらの誘導体から選ばれ
る少なくとも1種である請求項1、2又は3記載の半導体用ダイアタッチペースト
The die attach paste for semiconductor according to claim 1, 2 or 3, wherein the compound (D) is at least one selected from bisphenol A, bisphenol F or derivatives thereof.
イミダゾール化合物(E)が2-メチルイミダゾールと2,4-ジアミノ-6-ビニルトリア
ジンとの付加物である請求項1、2、3又は4記載の半導体用ダイアタッチペースト
5. The die attach paste for semiconductor according to claim 1, wherein the imidazole compound (E) is an adduct of 2-methylimidazole and 2,4-diamino-6-vinyltriazine.
イミダゾール化合物(E)が2-フェニル-4-メチル-5-ヒドロキシメチルイミダゾール
である請求項1、2、3又は4記載の半導体用ダイアタッチペースト
The die attach paste for semiconductor according to claim 1, 2, 3 or 4, wherein the imidazole compound (E) is 2-phenyl-4-methyl-5-hydroxymethylimidazole.
充填材(A)が銀粉である請求項1〜6のいずれか1項に記載の半導体用ダイアタッチペーストThe die attach paste for semiconductor according to any one of claims 1 to 6, wherein the filler (A) is silver powder. 充填材(A)が銀粉であり、樹脂組成物中に70重量%以上、90重量%以下含まれる請
求項7に記載の半導体用ダイアタッチペースト
The die attach paste for semiconductor according to claim 7, wherein the filler (A) is silver powder and is contained in the resin composition in an amount of 70 wt% to 90 wt%.
請求項1〜8のいずれかに記載の半導体用ダイアタッチペーストをダイアタッチ材料として用いて製作されることを特徴とする半導体装置。 A semiconductor device manufactured by using the die attach paste for semiconductor according to claim 1 as a die attach material.
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