JP4715152B2 - 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 - Google Patents
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Description
通常市販されているダイアタッチペーストの硬化温度は150℃〜175℃であり、表面化し始めている反りの問題を解決できるような1液型の接着剤でかつ100℃以下の低温で硬化可能な材料は存在しなかった。
[1]半導体素子を支持体に接着する接着剤であって、(A)銀粉、(B)1分子内にグリシジル基を2個以上有し室温で液状の化合物および(C)一般式(1)で示される化合物とアクリロイル基を有する化合物の反応物を含むことを特徴とする樹脂組成物。
R2:−H、メチル基
R3:−H、メチル基
[3]第[1]〜[2]項のいずれか1項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。
[4]放熱板を接着する接着剤であって、(A)銀粉、(B)1分子内にグリシジル基を2個以上有し室温で液状の化合物および(C)一般式(1)で示される化合物とアクリロイル基を有する化合物の反応物を含むことを特徴とする樹脂組成物。
[5]第[4]項に記載の樹脂組成物をヒートシンク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。
本発明では1分子内にグリシジル基を2個以上有し室温で液状の化合物(B)を使用する。グリシジル基が必要な理由はグリシジル基の反応により硬化するためで、1分子内に2個以上必要な理由は反応により3次元架橋構造をとり良好な耐熱性を示すためである。このような化合物としてはビスフェノールA、ビスフェノールF、ビフェノールなどあるいはこれらの誘導体をエポキシ化した2官能のもの、トリヒドロキシフェニルメタン骨格、アミノフェノール骨格を有する3官能のもの、フェノールノボラック、クレゾールノボラックなどをエポキシ化した多官能のものなどが挙げられるがこれに限定されるわけではない。また室温で液状の化合物に限定されるが、これは樹脂組成物が良好な塗布作業性を有するために必要なためである。ここで室温で液状の化合物とは、室温で固形であっても液状のものと混合することで液状化可能なものであれば使用可能である。さらに1分子内にグリシジル基が2個以上あれば使用可能であるが、好ましくは2個あるいは3個であり、これは官能基数がこれより多くなれば樹脂組成物の粘度が高くなりすぎ作業性が悪化するためである。耐熱性を損なわない範囲で反応性の希釈剤を使用することも可能である。
本発明の樹脂組成物には、必要によりカップリング剤、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を用いて半導体装置を製作する方法は、例えばPBGA(プラスチックボールグリッドアレイ)用基板(BTコア)のダイパッド部に樹脂組成物をディスペンサーを用いて塗布し半導体素子をマウント、加熱硬化した後ワイヤーボンダーにて金線を張り、さらにトランスファー成形にて封止を行い、ボールマウンターにて半田ボールを取り付ける等公知の方法を用いることができる。
反応物(C)の調整
2−メチルイミダゾール(四国化成工業(株)製、キュアゾール2MZ、一般式(1)のR1がメチル基、R2、R3がH)82gとイソオクチルアクリレート(大阪有機化学工業(株)製、IOAA)202gを60℃にて2時間攪拌することにより反応を行い、反応物(C)を得た。反応物(C)は室温で液体で、H−NMR(重DMSO中)によりイミダゾールの活性水素の消失(12.1ppm付近)ならびにアクリロイル基の付加(2.8ppm、4.1ppm付近)の確認を行った。
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2ならびに3では2−メチルイミダゾール(四国化成工業(株)製、キュアゾール2MZ、以下2MZ)を、比較例4ではp,p’−ビフェノール(本州化学工業(株)製、以下ビフェノール)、2−メチルイミダゾールアジン(四国化成工業(株)製2MZ−A、以下2MZ−A)ジシアンジアミド(以下、DDA)、ジアザビシクロウンデセン(以下、DBU)を、比較例5では平均粒径3μm、最大粒径20μmの球状シリカ粉末(以下、シリカ粉末)使用した。
得られた樹脂組成物を以下の方法により評価した。評価結果を表1に示す。
・粘度: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 後ならびに25℃24時間放置後に測定した。24時間放置での粘度の変化率が20% 以下の場合を合格とした。粘度の単位はPa・s。
・ガラス転移温度:幅4mmx長さ20mmx厚み0.1mmの硬化物を作製し(硬化条 件:80℃6時間)DMA(Dynamic mechanical analysis)にて動的粘弾性測定を行 った。測定は測定長10mm、荷重5g、昇温速度10℃/分にて行い、Tanδのピ ーク温度をガラス転移温度とした。ガラス転移温度が100℃以上を合格とした。ガラ ス転移温度の単位は℃。
・反応率:樹脂組成物ならびに80℃6時間硬化物のDSC(Differential scannin g calorimetry)にて発熱量の測定を行った。測定はサンプル約10mg、昇温速度1 0℃/分にて行い、樹脂組成物での発熱量(H0)と硬化物の発熱量(H1)より次式 を用いて反応率を計算した。反応率の単位は%。
反応率(%)=(H0−H1)/H0x100
反応率が90%以上の場合を合格とした。
・熱伝導率:樹脂組成物を用いて直径2cm、厚さ1mmのディスク状の試験片を作製し た。(硬化条件は80℃6時間。ただし比較例4については150℃60分間硬化した 。)レーザーフラッシュ法(t1/2法)にて測定した熱拡散係数(α)、DSC法によ り測定した比熱(Cp)、JIS−K−6911準拠で測定した密度(ρ)より次式を 用いて熱伝導率を算出した。
熱伝導率=αxCpxρ
熱伝導率が1W/mK以上のものを合格とした。熱伝導率の単位はW/mK。
・反り量:25.4mmx25.4mmのニッケルめっきした銅ヒートシンクに10mm x10mmのシリコンチップを樹脂組成物を用いてマウントし80℃6時間硬化した。 硬化後のチップ表面の反り量を表面粗さ計にて対角線上12mmの長さで測定した。反 り量が20μm以下の場合を合格とした。反り量の単位はμm。なお比較例4について は、80℃6時間硬化では未硬化なので、150℃30分間硬化を行い測定に用いた。
パッケージ:PBGA(35x35mm)
基板:BTコア
チップサイズ:10×10mm
樹脂組成物の硬化条件:オーブン中80℃、6時間
Claims (5)
- 半導体素子を支持体に接着するダイアタッチペーストあって、(A)銀粉、(B)1分子内にグリシジル基を2個以上有し室温で液状の化合物および(C)一般式(1)で示される化合物とアクリロイル基を有する化合物の反応物を含むことを特徴とするダイアタッチペースト。
R1:−Hまたは炭素数20以下のアルキル基
R2:−H、メチル基
R3:−H、メチル基 - 上記一般式(1)で示される化合物のR1がメチル基である請求項1記載のダイアタッチペースト。
- 請求項1〜2のいずれか1項に記載のダイアタッチペーストを用いて製作されることを特徴とする半導体装置。
- 放熱板を接着するヒートシンクアタッチペーストであって、(A)銀粉、(B)1分子内にグリシジル基を2個以上有し室温で液状の化合物および(C)一般式(1)で示される化合物とアクリロイル基を有する化合物の反応物を含むことを特徴とするヒートシンクアタッチペースト。
- 請求項4に記載のヒートシンクアタッチペーストを用いて製作されることを特徴とする半導体装置。
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