JP5233091B2 - Liquid resin composition and semiconductor device produced using liquid resin composition - Google Patents
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Description
本発明は、液状樹脂組成物及び該液状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 liquid resin composition and a semiconductor device manufactured using the liquid resin composition.
近年電子機器の小型化、軽量化、高性能化に伴い、エリア実装型半導体装置への移行に拍車がかかっている。エリア実装型半導体装置としては、BGA(ボールグリッドアレイ)、或いは更に小型化を追求したCSP(チップスケールパッケージ)等が代表的である。これらは従来のQFP、SOP等に代表される表面実装型半導体装置では限界に近づいている多ピン化・高速化への要求に対応するものである。構造としては、BT樹脂/銅箔回路基板(ビスマレイミド・トリアジン樹脂/ガラスクロス基板)に代表される硬質回路基板、或いはポリイミド樹脂フィルム/銅箔回路基板に代表されるフレキシブル回路基板等の有機基板の片面上に半導体素子を搭載し、その半導体素子搭載面、即ち基板の片面のみがエポキシ樹脂組成物等で成形・封止されている。また、基板の半導体素子搭載面の反対面には半田ボールを2次元的に並列して形成し、半導体装置を実装する回路基板との接合を行う特徴を有している。これらエリア実装型半導体装置の構造は、基板の半導体素子搭載面のみをエポキシ樹脂組成物で封止し、半田ボール形成面側は封止しないという片面封止の形態をとっているため、異なる熱膨張係数を有する部材が層状に存在し温度変化に伴う各部材の熱膨張、熱収縮が半導体装置内部で応力として発現し、しばしば剥離、クラックの原因となっている。(例えば、特許文献1参照。)
また、環境対応のために半導体製品からの鉛撤廃の一環として半田ボールが錫−鉛半田から鉛フリー半田に置き換えられている。鉛フリー半田は錫−鉛半田よりも融点が高いため有機基板に半田ボールを取り付ける際、半導体装置をマザーボード等の回路基板に実装する際のリフロー温度を高くする必要があり、上述の剥離、クラックの問題がより顕著になってきている。
半導体素子を有機基板に接着する際に使用する液状樹脂組成物(ダイアタッチ材料)に関してもリフロー処理時に発生する剥離、クラックが問題となっており、高温リフロー時のストレスに耐えうる有機基板及び半導体素子への高接着力、低弾性率特性が要求されるとともに剥離の一因である硬化後のボイドの発生しないものが要求されているが満足するものはなかった。
In addition, solder balls have been replaced from tin-lead solder to lead-free solder as part of the elimination of lead from semiconductor products for environmental reasons. Since lead-free solder has a higher melting point than tin-lead solder, it is necessary to increase the reflow temperature when mounting a semiconductor device on a circuit board such as a motherboard when mounting solder balls on an organic substrate. The problem is getting more pronounced.
The liquid resin composition (die attach material) used when adhering a semiconductor element to an organic substrate also has problems with peeling and cracks that occur during reflow processing, and can withstand stress during high-temperature reflow. A high adhesion force to the device and a low elastic modulus characteristic are required, and a substance that does not generate a void after curing, which is a cause of peeling, is required, but none is satisfied.
本発明は、良好な密着性を示すとともに低弾性率を示し、また硬化時にボイドの発生しない液状樹脂組成物及び本発明を半導体用ダイアタッチ材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 provides a liquid resin composition that exhibits good adhesion and low elastic modulus, and does not generate voids upon curing, and particularly reliability such as solder crack resistance when the present invention is used as a die attach material for semiconductors. It is to provide an excellent semiconductor device.
このような目的は、下記[1]〜[5]に記載の本発明により達成される。
[1](A)充填材、(B)熱硬化性樹脂、(C)硬化触媒、及び(D)添加剤からなり、前記熱硬化性樹脂(B)が1分子内に同種の官能基を2個有する化合物のみからなり、1分子内にグリシジル基を2個有する化合物(B1)と、1分子内に(メタ)アクリロイル基を2個有する化合物(B2)と、1分子内にマレイミド基を2個有する化合物(B3)と、を含むことを特徴とする液状樹脂組成物。
[2]前記硬化触媒(C)が有機過酸化物(C1)を含む[1]に記載の液状樹脂組成物。
[3]前記有機過酸化物(C1)が急速加熱試験の発熱開始温度が40℃以上100℃以下の化合物を含む[2]に記載の液状樹脂組成物。
[4]前記液状樹脂組成物が半導体素子と有機基板との接着用である[1]〜[3]のいずれか1項に記載の液状樹脂組成物。
[5][1]〜[4]のいずれか1項に記載の液状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。
Such an object is achieved by the present invention described in the following [1] to [5].
[1] It comprises (A) a filler, (B) a thermosetting resin, (C) a curing catalyst, and (D) an additive, and the thermosetting resin (B) has the same functional group in one molecule. It consists of only two compounds, a compound (B1) having two glycidyl groups in one molecule, a compound (B2) having two (meth) acryloyl groups in one molecule, and a maleimide group in one molecule. A liquid resin composition comprising two compounds (B3).
[2] The liquid resin composition according to [1], wherein the curing catalyst (C) includes an organic peroxide (C1).
[3] The liquid resin composition according to [2], wherein the organic peroxide (C1) includes a compound having an exothermic start temperature in a rapid heating test of 40 ° C. or higher and 100 ° C. or lower.
[4] The liquid resin composition according to any one of [1] to [3], wherein the liquid resin composition is for bonding a semiconductor element and an organic substrate.
[5] A semiconductor device manufactured using the liquid resin composition according to any one of [1] to [4] as a die attach material.
本発明の液状樹脂組成物は、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し、硬化時にボイドが発生しないので、本発明をダイアタッチ材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。 The liquid resin composition of the present invention exhibits a good adhesive force and a low elastic modulus and a good low-stress property. Since no voids are generated during curing, the present invention can be used by using the present invention as a die attach material. It is possible to provide a highly reliable semiconductor device that does not have a high reliability.
本発明は、充填材、熱硬化性樹脂、硬化触媒、及び添加剤からなり、熱硬化性樹脂が1分子内に同種の官能基を2個有する化合物のみからなり官能基が異なる少なくとも3種類の化合物を含んでいる液状樹脂組成物であり、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しボイドが発生しないため半導体素子を接着する液状樹脂組成物として使用することにより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ものである。
以下、本発明について詳細に説明する。
The present invention comprises a filler, a thermosetting resin, a curing catalyst, and an additive, and the thermosetting resin is composed of only a compound having two functional groups of the same type in one molecule and has at least three different functional groups. It is a liquid resin composition containing a compound, and exhibits a good adhesive force, a low elastic modulus, a good low stress property and no voids, so that it can be used as a liquid resin composition for adhering semiconductor elements. It is possible to provide an unprecedented highly reliable semiconductor device.
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、パラジウム粉等の金属粉、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等のセラミック粉末、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等の高分子粉末が使用可能である。液状樹脂組成物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充填剤の平均粒径は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。これ以下では液状樹脂組成物の粘度が高くなりすぎ、これ以上では上述のようにディスペンス時にノズル詰まりの原因となりうるからであり、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、通常液状樹脂組成物中65重量%以上、95重量%以下含まれる。銀粉の割合がこれより少ない場合には導電性が悪化し、これより多い場合には液状樹脂組成物の粘度が高くなりすぎるためである。 In the present invention, as filler (A), silver powder, gold powder, copper powder, aluminum powder, nickel powder, metal powder such as palladium powder, ceramic powder such as alumina powder, titania powder, aluminum nitride powder, boron nitride powder, Polymer powders such as polyethylene powder, polyacrylic acid ester powder, polytetrafluoroethylene powder, polyamide powder, polyurethane powder, and polysiloxane powder can be used. Since the liquid resin composition may be ejected using a nozzle, the average particle diameter of the filler is preferably 30 μm or less in order to prevent clogging of the nozzle, 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. Below this, the viscosity of the liquid resin composition becomes too high, and above this can cause nozzle clogging during dispensing as described above, and silver powder other than for electronic materials may have a large amount of ionic impurities. So be careful. The shape is not particularly limited, such as flakes and spheres, but preferably flakes are used, and are usually contained in the liquid resin composition in an amount of 65% by weight to 95% by weight. This is because when the proportion of silver powder is less than this, the conductivity deteriorates, and when it is more than this, the viscosity of the liquid resin composition becomes too high.
本発明で使用する熱硬化性樹脂(B)とは、硬化触媒(C)と共に用いることにより加熱することで反応が進行し高分子量化するものであり、1分子内に同種の官能基を2個有する化合物のみからなり官能基が異なる少なくとも3種類の化合物を含むものである。ここで1分子内に同種の官能基を2個有する化合物とは化合物作製時に官能基を2個有するようにデザインされていれば、目的生成物以外に不純物として1官能又は3官能以上の成分が含まれていても差し支えないものとし、意図的に1官能又は3官能以上の成分を加えたり、意図的に1官能又は3官能以上の成分が生成するような条件を選定したりしなければ差し支えないものとする。ここで1分子内に含まれる官能基の数を2個に限定しているが、これは官能基の数がこれより少ない場合には硬化物の凝集力が低下し良好な接着特性を示さない恐れがあり、これより多い場合には架橋密度が高くなりその結果弾性率が高くなりすぎる恐れがある。1分子内に2個含まれる好ましい官能基としてはグリシジル基、
カルボキシ基、水酸基、(メタ)アクリロイル基、(メタ)アリル基、ビニル基、マレイミド基等が挙げられ、より好ましく用いられる官能基はグリシジル基、水酸基、(メタ)アクリロイル基、マレイミド基であり、熱硬化性樹脂(B)が1分子内にグリシジル基を2個有する化合物(B1)と1分子内に(メタ)アクリロイル基を2個有する化合物(B2)と1分子内にマレイミド基を2個有する化合物(B3)を含むことが特に好ましい。
The thermosetting resin (B) to be used in the present invention is a polymer that is heated together with the curing catalyst (C) to increase the molecular weight by heating, and 2 functional groups of the same type are contained in one molecule. It is composed of at least three kinds of compounds which are composed of only one compound and have different functional groups. Here, a compound having two functional groups of the same type in one molecule means that if the compound is designed to have two functional groups at the time of compound preparation, a component having one function or more than three functions as impurities other than the target product. It may be included, and there is no problem unless a component having a monofunctional or trifunctional or higher function is intentionally added or a condition for generating a monofunctional or trifunctional or higher component is intentionally selected. Make it not exist. Here, the number of functional groups contained in one molecule is limited to two. However, when the number of functional groups is smaller than this, the cohesive force of the cured product is lowered and does not exhibit good adhesive properties. If the amount is larger than this, the crosslinking density becomes high, and as a result, the elastic modulus may be too high. Preferred functional groups contained in one molecule are glycidyl groups,
Carboxy group, hydroxyl group, (meth) acryloyl group, (meth) allyl group, vinyl group, maleimide group and the like, and more preferably used functional groups are glycidyl group, hydroxyl group, (meth) acryloyl group, maleimide group, The thermosetting resin (B) is a compound (B1) having two glycidyl groups in one molecule, a compound (B2) having two (meth) acryloyl groups in one molecule, and two maleimide groups in one molecule. It is particularly preferred that the compound (B3) it has is included.
本発明では好ましい化合物(B1)は1分子内にグリシジル基を2個有していれば特に限定されないが、反応性の観点からグリシジル基は芳香族炭素原子に酸素原子を介して結合したものが好ましい。また1分子内に含まれる官能基の数は2個に限定されるが、これは1分子内に含まれる官能基の数が1個の場合には硬化物の凝集力が低下しその結果として接着力の低下の原因となるからで、3個以上の場合には硬化物の架橋密度が高くなりその結果硬化物の弾性率が高く応力吸収特性の低下の原因となるからである。好ましい化合物(B1)としてはビスフェノールF、ビスフェノールA、ビフェノール又はこれらの誘導体等の1分子内にフェノール性水酸基を2個有する化合物のジグリシジルエーテル化物、ナフタレンジオール、アントラセンジオール又はこれらの誘導体のジグリシジルエーテル化物が挙げられ、これらは単独でも併用しても差し支えなく脂肪族のジグリシジル化合物との併用も差し支えないが脂肪族のジグリシジル化合物は反応性が劣るため単独での使用は好ましくない。併用可能な脂肪族のグリシジル化合物としては、水素添加したビスフェノールF、水素添加したビスフェノールA、水素添加したビフェノール又はこれらの誘導体、シクロヘキサンジメタノール、シクロヘキサンジエタノール、その他シクロヘキサンのジアルキルアルコールのジグリシジルエーテル化合物が挙げられる。その他の好ましい化合物(B1)としては硬化物の弾性率を下げる目的で分子鎖中にポリアルキレンオキサイド基を導入したジグリシジルエーテル化合物が挙げられる。ここでポリアルキレンオキサイド基を導入したジグリシジルエーテル化合物は反応性の観点からグリシジルエーテル基が芳香族炭素原子に結合したグリシジルオキシフェニル基であることが好ましい。すなわちポリアルキレンオキサイド骨格及びグリシジルオキシフェニル基を有する化合物が好ましく用いられるが、ポリアルキレンオキサイド骨格としては炭素数2〜6の直鎖状又は分岐したアルキレン基がエーテル結合により繰り返し結合したものが好ましく、より好ましくは、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、ポリブチレンオキサイド、ポリテトラメチレンオキサイドより選ばれる少なくとも1つである。繰り返し単位の炭素数が6より多い場合には結晶化しやすくなるため低弾性率化効果が期待できない場合がある。
ポリアルキレンオキサイドの繰り返し数は2〜50が好ましい。繰り返し数が1に相当するアルキレングリコール残基では期待する低弾性率化効果が期待できなく、50より多くなると液状樹脂組成物の粘度が高くなりすぎるとともに硬化性が悪化するためである。より好ましい繰り返し数は2〜10である。
In the present invention, a preferable compound (B1) is not particularly limited as long as it has two glycidyl groups in one molecule. From the viewpoint of reactivity, the glycidyl group is bonded to an aromatic carbon atom via an oxygen atom. preferable. In addition, the number of functional groups contained in one molecule is limited to two. This is because when the number of functional groups contained in one molecule is one, the cohesive force of the cured product is reduced, and as a result This is because the adhesive strength is lowered, and in the case of 3 or more, the crosslink density of the cured product is increased, and as a result, the cured product has a high elastic modulus and causes a decrease in stress absorption characteristics. Preferred compounds (B1) include diglycidyl etherified compounds, naphthalenediol, anthracenediol, or diglycidyl derivatives of these compounds having two phenolic hydroxyl groups in one molecule such as bisphenol F, bisphenol A, biphenol or derivatives thereof. Etherified compounds can be used, and these can be used alone or in combination, but can be used in combination with an aliphatic diglycidyl compound, but aliphatic diglycidyl compounds are inferior in reactivity and are not preferred for use alone. Examples of aliphatic glycidyl compounds that can be used in combination include hydrogenated bisphenol F, hydrogenated bisphenol A, hydrogenated biphenol or derivatives thereof, cyclohexanedimethanol, cyclohexanediethanol, and other diglycidyl ether compounds of dialkyl alcohols of cyclohexane. Can be mentioned. Other preferred compounds (B1) include diglycidyl ether compounds in which a polyalkylene oxide group is introduced into the molecular chain for the purpose of lowering the elastic modulus of the cured product. Here, the diglycidyl ether compound into which the polyalkylene oxide group is introduced is preferably a glycidyloxyphenyl group in which the glycidyl ether group is bonded to an aromatic carbon atom from the viewpoint of reactivity. That is, a compound having a polyalkylene oxide skeleton and a glycidyloxyphenyl group is preferably used. As the polyalkylene oxide skeleton, a linear or branched alkylene group having 2 to 6 carbon atoms is preferably repeatedly bonded by an ether bond, More preferably, it is at least one selected from polyethylene oxide, polypropylene oxide, polybutylene oxide, and polytetramethylene oxide. When the number of carbons in the repeating unit is more than 6, crystallization is likely to occur, so that the effect of reducing the elastic modulus may not be expected.
As for the repeating number of a polyalkylene oxide, 2-50 are preferable. This is because an alkylene glycol residue having a number of repetitions of 1 cannot be expected to have a low elastic modulus effect, and if it exceeds 50, the viscosity of the liquid resin composition becomes too high and curability deteriorates. A more preferable repeating number is 2-10.
分子鎖中にポリアルキレンオキサイド基を導入したジグリシジルエーテル化合物は、グリシジルオキシフェニル基を有する必要があるが、これは脂肪族と結合したグリシジルオキシ基では反応性が低く、使用できる硬化剤が例えばルイス酸、酸無水物といったものに限られてしまうためである。このような化合物は、特開2004−156024に記載されているような方法にて得ることが可能である。すなわちビスフェノールAとトリエチレングリコールジビニルエーテルをアセタール化反応によりエチレンオキサイドを繰り返し単位として有し両末端にフェノール性水酸基を有する化合物を得た後さらにエピクロルヒドリンと反応することで、両末端がグリシジルオキシフェニル基でポリアルキレンオキサイド骨格を有する化合物を得ることである。同様に使用するジビニルエーテルとしてポリプロピレンオキサイドのジビニルエーテル、ポリブチレンオキサイドのジビニルエーテル、ポリテトラメチレンオキサイドのジビニルエーテルを選択することで、ポリアルキレンオキサイド骨格を変更することも可能であるし、ビスフェノールAの替わりにビスフェノールF、ビフェノールといったビスフェノール化合物又はその誘導体、カテコール、レゾ
ルシノール、ハイドロキノン又はこれらの誘導体等の1分子内にフェノール性水酸基を2つ有する化合物、ナフタレンジオール、アントラセンジオール等も使用可能である。
A diglycidyl ether compound in which a polyalkylene oxide group is introduced into a molecular chain needs to have a glycidyloxyphenyl group, which is low in reactivity with an glycidyloxy group bonded to an aliphatic group. This is because it is limited to Lewis acids and acid anhydrides. Such a compound can be obtained by a method as described in JP-A No. 2004-156024. That is, by obtaining a compound having ethylene oxide as a repeating unit and having a phenolic hydroxyl group at both ends by acetalization reaction of bisphenol A and triethylene glycol divinyl ether, and further reacting with epichlorohydrin, both ends are glycidyloxyphenyl groups. To obtain a compound having a polyalkylene oxide skeleton. Similarly, polyalkylene oxide skeleton can be changed by selecting polypropylene oxide divinyl ether, polybutylene oxide divinyl ether, polytetramethylene oxide divinyl ether as the divinyl ether to be used. Instead, compounds having two phenolic hydroxyl groups in one molecule such as bisphenol compounds such as bisphenol F and biphenol or derivatives thereof, catechol, resorcinol, hydroquinone or derivatives thereof, naphthalenediol, anthracenediol, and the like can also be used.
通常はエポキシ樹脂の粘度を下げる目的で溶剤、1官能のエポキシ化合物等が使用される。溶剤とはメチルセロソルブ、エチルセロソルブ、メチルカルビトール、エチルカルビトール、シクロヘキサノール、γ−ブチロラクトン等低粘度で反応に直接関与しない化合物であり、1官能のエポキシ化合物と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等1分子に含まれるグリシジル基の数が1の化合物である。溶剤は硬化反応中に揮発する必要があり硬化物中のボイドの原因、硬化物中に残存する可能性があるため使用できない。硬化物中のボイドはリフロー処理時の剥離の原因となり、硬化物中に残存する溶剤は高温での接着性等熱時特性の悪化の原因となるためである。一方1官能のエポキシ化合物を使用した場合には硬化反応中に系内に取り込まれるためボイド等の問題は発生しないが、硬化物の分子量が十分に大きくならないため硬化物の凝集力が低下し、特に260℃といった高温での接着力の低下の原因となるためである。化合物(B1)の好ましい配合量は、熱硬化性樹脂(B)に対して10重量%以上90重量%以下が好ましい。これより少なくても多くても接着性と低応力性の両立が困難になるからである。より好ましい配合量は15重量%以上60重量%以下である。 Usually, a solvent, a monofunctional epoxy compound or the like is used for the purpose of reducing the viscosity of the epoxy resin. Solvents are low-viscosity compounds such as methyl cellosolve, ethyl cellosolve, methyl carbitol, ethyl carbitol, cyclohexanol, and γ-butyrolactone, and monofunctional epoxy compounds include phenyl glycidyl ether and cresyl glycidyl. This is a compound having one glycidyl group in one molecule such as ether. The solvent must be volatilized during the curing reaction and cannot be used because it may cause voids in the cured product or remain in the cured product. This is because the voids in the cured product cause peeling during the reflow treatment, and the solvent remaining in the cured product causes deterioration of properties at the time of heating such as adhesiveness at high temperatures. On the other hand, when a monofunctional epoxy compound is used, problems such as voids do not occur because it is incorporated into the system during the curing reaction, but the cohesive strength of the cured product is reduced because the molecular weight of the cured product does not increase sufficiently, This is because it causes a decrease in adhesive strength at a high temperature of 260 ° C. in particular. The compounding amount of the compound (B1) is preferably 10% by weight or more and 90% by weight or less with respect to the thermosetting resin (B). This is because it is difficult to achieve both adhesiveness and low stress even if the amount is less than this. A more preferable blending amount is 15% by weight or more and 60% by weight or less.
本発明では1分子内に(メタ)アクリロイル基を2個有する化合物(B2)が好ましく用いられる。化合物(B2)は、低粘度であり他の1分子内に同種の官能基を2個有する化合物との相溶性に優れるためであり、有機過酸化物等の反応触媒(反応開始剤)を使用することで速やかに反応するためである。1分子内に含まれる官能基数は2に限定されるが、これは官能基数が1の場合には硬化物の凝集力が低下し良好な接着性を維持できないためであり、3以上の場合には硬化物の弾性率が高くなりすぎ支持体である有基板等との剥離の原因となることがあるからである。 In the present invention, the compound (B2) having two (meth) acryloyl groups in one molecule is preferably used. This is because the compound (B2) has low viscosity and is excellent in compatibility with a compound having two functional groups of the same kind in another molecule, and a reaction catalyst (reaction initiator) such as an organic peroxide is used. It is because it reacts quickly by doing. The number of functional groups contained in one molecule is limited to 2, but this is because when the number of functional groups is 1, the cohesive force of the cured product decreases and good adhesiveness cannot be maintained. This is because the elastic modulus of the cured product becomes too high and may cause peeling from the substrate or the like as a support.
化合物(B2)としては、1分子内に(メタ)アクリロイル基を2個有していれば特に限定されず、グリセリンジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、ジンクジ(メタ)アクリレート、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、ポリブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,9−ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、1,3−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,10−デカンジオールジ(メタ)アクリレート、テトラメチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリテトラメチレングリコールジ(メタ)アクリレート、シクロヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、シクロヘキサンジメタノールジ(メタ)アクリレート、シクロヘキサンジエタノールジ(メタ)アクリレート、シクロヘキサンジアルキルアルコールジ(メタ)アクリレート、ジメタノールトリシクロデカンジ(メタ)アクリレート、N,N’−メチレンビス(メタ)アクリルアミド、N,N’−エチレンビス(メタ)アクリルアミド、1,2−ジ(メタ)アクリルアミドエチレングリコール等が挙げられ、中でも好ましい化合物B2はエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,9−ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、シクロヘキサンジメタノールジ(メタ)アクリレート、ジメタノールトリシクロデカンジ(メタ)アクリレート等が挙げられる。化合物(B2)の好ましい配合量は、熱硬化性樹脂(B)に対して10重量%以上40重量%以下である。より好ましい配合量は15重量%以上30重量%以下である。これより少ない場合には液状樹脂組成物の低粘度化に十分な効果がなく、これより多い場合には接着性の
低下の原因となることがある。
The compound (B2) is not particularly limited as long as it has two (meth) acryloyl groups in one molecule. Glycerin di (meth) acrylate, trimethylolpropane di (meth) acrylate, pentaerythritol di (meth) ) Acrylate, zinc di (meth) acrylate, ethylene glycol di (meth) acrylate, polyethylene glycol di (meth) acrylate, propylene glycol di (meth) acrylate, polypropylene glycol di (meth) acrylate, 1,4-butanediol di (meth) ) Acrylate, polybutanediol di (meth) acrylate, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, 1,9-nonanediol di (meth) acrylate, 1,3-butanediol di (meth) acrylate, 1, 10-decane All di (meth) acrylate, tetramethylene glycol di (meth) acrylate, polytetramethylene glycol di (meth) acrylate, cyclohexanediol di (meth) acrylate, cyclohexanedimethanol di (meth) acrylate, cyclohexanediethanoldi (meth) acrylate, Cyclohexanedialkyl alcohol di (meth) acrylate, dimethanoltricyclodecane di (meth) acrylate, N, N′-methylenebis (meth) acrylamide, N, N′-ethylenebis (meth) acrylamide, 1,2-di (meth) ) Acrylamide ethylene glycol and the like. Among them, preferable compound B2 is ethylene glycol di (meth) acrylate, polyethylene glycol di (meth) acrylate, propylene glycol. Cold di (meth) acrylate, polypropylene glycol di (meth) acrylate, 1,4-butanediol di (meth) acrylate, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, 1,9-nonanediol di (meth) acrylate, Examples include cyclohexanedimethanol di (meth) acrylate and dimethanoltricyclodecane di (meth) acrylate. The compounding quantity of a compound (B2) is 10 to 40 weight% with respect to a thermosetting resin (B). A more preferable blending amount is 15% by weight or more and 30% by weight or less. If it is less than this, there is no sufficient effect for reducing the viscosity of the liquid resin composition, and if it is more than this, it may cause a decrease in adhesiveness.
本発明では1分子内にマレイミド基を2個有する化合物(B3)を用いるがこれは極性の高いマレイミド基を有することで接着性に優れる液状樹脂組成物を得ることが可能である。化合物(B3)としては1分子内にマレイミド基を2個有していれば特に限定されないが、芳香族環を含まないことが好ましい。芳香族環を含みマレイミド基を2個有する化合物は一般に結晶性が高く化合物(B1)及び化合物(B2)と混合しても液状にすることが難しく、液状化できたとしても粘度の高い作業性の悪い液状樹脂組成物しか得られないからであり、また芳香族環同士の相互作用により得られた硬化物は靱性に乏しい脆いものになるからである。また1分子内に含まれる官能基の数は2個に限定されるが、これは1分子内に含まれる官能基の数が1個の場合には硬化物の凝集力が低下しその結果として接着力の低下の原因となるからであり、3個以上の場合には硬化物の架橋密度が高くなりその結果硬化物の弾性率が高く応力吸収特性の低下の原因となるからである。 In the present invention, a compound (B3) having two maleimide groups in one molecule is used, but this has a highly polar maleimide group, whereby a liquid resin composition excellent in adhesiveness can be obtained. The compound (B3) is not particularly limited as long as it has two maleimide groups in one molecule, but preferably does not contain an aromatic ring. A compound containing an aromatic ring and having two maleimide groups generally has high crystallinity and is difficult to be liquefied even when mixed with compound (B1) and compound (B2), and even if it can be liquefied, it has a high workability. This is because only a liquid resin composition having a poor viscosity can be obtained, and a cured product obtained by the interaction between aromatic rings becomes brittle with poor toughness. In addition, the number of functional groups contained in one molecule is limited to two. This is because when the number of functional groups contained in one molecule is one, the cohesive force of the cured product is reduced, and as a result This is because the adhesive strength is reduced, and in the case of 3 or more, the crosslink density of the cured product is increased, and as a result, the elastic modulus of the cured product is high and the stress absorption property is decreased.
好ましい化合物(B3)としては脂肪族のアミノ酸(1分子内に1級アミノ基とカルボキシ基を有する化合物)と無水マレイン酸との反応により得られるマレイミドアミノ酸と脂肪族ジオールを反応することで得られる化合物であり、さらに好ましいのはマレイミドアミノ酸とポリアルキレンオキサイドジオールの反応により得られるものである。マレイミドアミノ酸とポリアルキレンオキサイドジオールの反応により得られた化合物は室温で液状であるため化合物(B1)及び化合物(B2)と併用した時に粘度の低い作業性に優れる液状樹脂組成物を得られると共に、硬化物の弾性率を下げることができるからである。ここでポリアルキレンオキサイドジオールの炭素数は2〜6が好ましく直鎖状又は分岐したアルキレン基がエーテル結合により繰り返し結合したものが好ましい。より好ましくは、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、ポリブチレンオキサイド、ポリテトラメチレンオキサイドより選ばれる少なくとも1つである。繰り返し単位の炭素数が6より多い場合には結晶化しやすくなるため低弾性率化効果が期待できない場合がある。ポリアルキレンオキサイドの繰り返し数は2〜50が好ましい。繰り返し数が1に相当するアルキレングリコール残基では期待する低弾性率化効果が期待できなく、これより多くなると液状樹脂組成物の粘度が高くなりすぎるとともに硬化性が悪化するためである。より好ましい繰り返し数は2〜10である。化合物(B3)の好ましい配合量は、熱硬化性樹脂(B)に対して10重量%以上90重量%以下が好ましい。より好ましい配合量は40重量%以上85重量%以下である。これより少なくても多くても接着性と低応力性の両立が困難になるからである。 A preferred compound (B3) is obtained by reacting a maleic amino acid obtained by the reaction of an aliphatic amino acid (a compound having a primary amino group and a carboxy group in one molecule) with maleic anhydride and an aliphatic diol. The compound is more preferably obtained by the reaction of maleimide amino acid and polyalkylene oxide diol. Since the compound obtained by the reaction of maleimide amino acid and polyalkylene oxide diol is liquid at room temperature, a liquid resin composition excellent in workability with low viscosity can be obtained when used in combination with compound (B1) and compound (B2). This is because the elastic modulus of the cured product can be lowered. Here, the number of carbon atoms of the polyalkylene oxide diol is preferably 2 to 6, and a linear or branched alkylene group is preferably repeatedly bonded by an ether bond. More preferably, it is at least one selected from polyethylene oxide, polypropylene oxide, polybutylene oxide, and polytetramethylene oxide. When the number of carbons in the repeating unit is more than 6, crystallization is likely to occur, so that the effect of reducing the elastic modulus may not be expected. As for the repeating number of a polyalkylene oxide, 2-50 are preferable. This is because an alkylene glycol residue having a number of repetitions of 1 cannot be expected to have a low elastic modulus effect, and if it exceeds this, the viscosity of the liquid resin composition becomes too high and the curability deteriorates. A more preferable repeating number is 2-10. The compounding amount of the compound (B3) is preferably 10% by weight or more and 90% by weight or less with respect to the thermosetting resin (B). A more preferable blending amount is 40% by weight or more and 85% by weight or less. This is because it is difficult to achieve both adhesiveness and low stress even if the amount is less than this.
化合物(B1)、(B2)、(B3)以外にもグリシジル基、(メタ)アクリロイル基、マレイミド基以外の官能基を2個有する化合物を使用することも可能である。例えばシクロヘキサンジカルボン酸のジアリルエステル等のジ(メタ)アリルエステル化合物、ジ(メタ)アリルエステル化合物とジオールをエステル交換して得られる化合物、ジビニルエーテル化合物等である。 In addition to compounds (B1), (B2), and (B3), it is also possible to use a compound having two functional groups other than glycidyl group, (meth) acryloyl group, and maleimide group. Examples thereof include di (meth) allyl ester compounds such as diallyl ester of cyclohexanedicarboxylic acid, compounds obtained by transesterifying di (meth) allyl ester compounds and diols, divinyl ether compounds, and the like.
本発明で使用する硬化触媒(C)とは、熱硬化性樹脂(B)の反応を促進させるものであり、多量に配合すれば硬化剤として機能する化合物でも硬化剤として必要な量に対して配合量が少ない場合には硬化触媒として扱うものとする。具体的には熱硬化性樹脂(B)に対して5重量%未満といった少量配合し熱硬化性樹脂(B)の反応を促進させる化合物であり、通常開始剤と呼ばれる化合物も含むものとする。
好ましく用いられる硬化触媒(C)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、ジシアンジアミド、有機過酸化物が挙げられる。またリン系化合物、上記以外のアミン系化合物等を使用することも可能である。
The curing catalyst (C) used in the present invention is for accelerating the reaction of the thermosetting resin (B), and even if it is compounded in a large amount, even a compound that functions as a curing agent can be used as a curing agent. When the amount is small, it is handled as a curing catalyst. Specifically, it is a compound that is blended in a small amount of less than 5% by weight with respect to the thermosetting resin (B) and accelerates the reaction of the thermosetting resin (B), and includes a compound usually called an initiator.
The curing catalyst (C) preferably used is an adduct of 2-methylimidazole and 2,4-diamino-6-vinyltriazine, 2-phenyl-4-methyl-5-hydroxymethylimidazole, dicyandiamide, organic peroxide. Is mentioned. It is also possible to use phosphorus compounds, amine compounds other than the above, and the like.
有機過酸化物(C1)としては、急速加熱試験(試料1gを電熱板の上にのせ、4℃/分で昇温した時の分解開始温度)における発熱開始温度が40℃以上100℃以下となるものを含むことが好ましい。発熱開始温度がこれ未満だと、液状樹脂組成物の常温における保存性が悪くなり、これより高いと半導体素子を液状樹脂組成物にて有機基板に接着する際にボイドが発生することがある。これは有機基板が金属リードフレームと異なり吸湿しやすいため、硬化中に有機基板から水分が揮発し硬化物中にボイドを形成するためである。硬化物中のボイドはしばしばリフロー処理時の剥離、クラックの原因となるため好ましくない。発熱開始温度を水の沸点以下にすることで水分の揮発が激しくなるより低温で反応により液状樹脂組成物の粘度が高くなるためボイドの形成を抑制することが可能となる。 The organic peroxide (C1) has an exothermic start temperature of 40 ° C. or more and 100 ° C. or less in a rapid heating test (decomposition start temperature when 1 g of a sample is placed on an electric heating plate and heated at 4 ° C./min). It is preferable to include. If the heat generation start temperature is lower than this, the storage stability of the liquid resin composition at normal temperature is deteriorated, and if it is higher than this, a void may be generated when the semiconductor element is bonded to the organic substrate with the liquid resin composition. This is because the organic substrate easily absorbs moisture unlike the metal lead frame, so that moisture is volatilized from the organic substrate during the curing and voids are formed in the cured product. Voids in the cured product are often undesirable because they cause peeling and cracks during reflow treatment. By setting the heat generation starting temperature to be equal to or lower than the boiling point of water, the formation of voids can be suppressed because the viscosity of the liquid resin composition is increased by the reaction at a lower temperature than the volatilization of water becomes intense.
好ましい有機過酸化物(C1)の具体例としては、メチルエチルケトンパーオキサイド、メチルシクロヘキサノンパーオキサイド、アセチルアセトンパーオキサイド、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)−2−メチルシクロヘキサン、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)シクロヘキサン、t−ブチルハイドロパーオキサイド、ジイソブチリルパーオキサイド、ジ(3,5,5−トリメチルヘキサノイル)パーオキサイド、ジラウロイルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ビス(4−t−ブチルシクロヘキシル)パーオキシジカーボネート、ジ−3−メトキシブチルパーオキシジカーボネート、ジ−2−エチルヘキシルパーオキシジカーボネート、ジ−sec−ブチルパーオキシジカーボネート、クミルパーオキシネオデカノエート、1,1,3,3,−テトラメチルブチルパーオキシネオデカノエート、1−シクロヘキシル−1−メチルエチルパーオキシネオデカノエート、t−ヘキシルパーオキシネオデカノエート、t−ブチルパーオキシネオデカノエート、t−ヘキシルパーオキシピバレート、t−ブチルパーオキシピバレート、2,5−ジメチル−2,5−ビス(2−エチルヘキサノイルパーオキシ)ヘキサン、1,1,3,3−テトラメチルブチルパーオキシ−2−エチルへキサノエート、t−ヘキシルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシイソブチレート、t−ブチルパーオキシ−3,5,5−トリメチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキシルモノカーボネート等が挙げられる。なかでも好ましく用いられるのは、ビス(4−t−ブチルシクロヘキシル)パーオキシジカーボネート、ジラウロイルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイドである。これらは単独でも複数種併用しても差し支えなく、以下に挙げる急速加熱試験における発熱開始温度が100℃以上140℃以下の有機化酸化物と併用してもかまわない。1,1−ビス(t−ヘキシルパーオキシ)シクロヘキサン、1,1−ビス(t−ヘキシルパーオキシ)3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、2,2−ビス(4,4−ジ−t−ブチルパーオキシシクロヘキシル)プロパン、n−ブチル4,4−ビス(t−ブチルパーオキシ)バレレート、2,2−ビス(t−ブチルパーオキシ)ブタン、P−メンタンハイドロパーオキサイド、1,1,3,3−テトラメチルブチルハイドロパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ビス(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン、t−ブチルクミルパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ビス(t−ブチルパーオキシ)ヘキシン−3、t−ブチルパーオキシマレイックアシッド、t−ブチルパーオキシラウレート、t−ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、、2,5−ジメチル−2,5−ビス(ベンゾイルパーオキシ)ヘキサン、t−ブチルパーオキシアセテート、t−ヘキシルパーオキシベンゾエート、t−ブチルパーオキシ−m−トルオイルベンゾエート、t−ブチルパーオキシベンゾエート、t−ブチルパーオキシアリルモノカーボネート、3,3’,4,4’−テトラ(t−ブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノン等である。 Specific examples of preferred organic peroxide (C1) include methyl ethyl ketone peroxide, methylcyclohexanone peroxide, acetylacetone peroxide, 1,1-bis (t-butylperoxy) -2-methylcyclohexane, 1,1-bis. (T-butylperoxy) cyclohexane, t-butylhydroperoxide, diisobutyryl peroxide, di (3,5,5-trimethylhexanoyl) peroxide, dilauroyl peroxide, benzoyl peroxide, diisopropylperoxydicarbonate Bis (4-t-butylcyclohexyl) peroxydicarbonate, di-3-methoxybutylperoxydicarbonate, di-2-ethylhexylperoxydicarbonate, di-sec-butylperoxy Carbonate, cumylperoxyneodecanoate, 1,1,3,3-tetramethylbutylperoxyneodecanoate, 1-cyclohexyl-1-methylethylperoxyneodecanoate, t-hexylperoxyneo Decanoate, t-butylperoxyneodecanoate, t-hexylperoxypivalate, t-butylperoxypivalate, 2,5-dimethyl-2,5-bis (2-ethylhexanoylperoxy) Hexane, 1,1,3,3-tetramethylbutylperoxy-2-ethylhexanoate, t-hexylperoxy-2-ethylhexanoate, t-butylperoxy-2-ethylhexanoate, t- Butyl peroxyisobutyrate, t-butylperoxy-3,5,5-trimethylhexanoate, t Butyl peroxy-2-ethylhexyl monocarbonate, and the like. Of these, bis (4-t-butylcyclohexyl) peroxydicarbonate, dilauroyl peroxide, and benzoyl peroxide are preferably used. These may be used alone or in combination of two or more, and may be used in combination with an organic oxide having an exothermic starting temperature of 100 ° C. or higher and 140 ° C. or lower in the rapid heating test described below. 1,1-bis (t-hexylperoxy) cyclohexane, 1,1-bis (t-hexylperoxy) 3,3,5-trimethylcyclohexane, 2,2-bis (4,4-di-t-butyl) Peroxycyclohexyl) propane, n-butyl 4,4-bis (t-butylperoxy) valerate, 2,2-bis (t-butylperoxy) butane, P-menthane hydroperoxide, 1,1,3 3-tetramethylbutyl hydroperoxide, dicumyl peroxide, 2,5-dimethyl-2,5-bis (t-butylperoxy) hexane, t-butylcumyl peroxide, di-t-butyl peroxide, 2 , 5-Dimethyl-2,5-bis (t-butylperoxy) hexyne-3, t-butylperoxymaleic acid, t-butyl -Oxylaurate, t-butylperoxyisopropyl monocarbonate, 2,5-dimethyl-2,5-bis (benzoylperoxy) hexane, t-butylperoxyacetate, t-hexylperoxybenzoate, t-butyl Peroxy-m-toluoyl benzoate, t-butyl peroxybenzoate, t-butyl peroxyallyl monocarbonate, 3,3 ′, 4,4′-tetra (t-butylperoxycarbonyl) benzophenone, and the like.
ここで本発明の液状樹脂組成物は、通常蛍光灯等の照明下で使用されるので光重合開始剤が含まれていると使用中の反応により粘度上昇が観察されるため実質的に光重合開始剤を含有することは好ましくない。実質的にとは、粘度上昇が観察されない程度で光重合開
始剤が微量に存在してもよく、好ましくは、含有しないことである。
硬化触媒(C)の配合量は、熱硬化性樹脂(B)に対して5重量%未満である。これより多いと硬化物の弾性率が高くなりすぎ、高温での接着力低下の原因となるからである。
Here, since the liquid resin composition of the present invention is usually used under illumination such as a fluorescent lamp, if a photopolymerization initiator is contained, an increase in viscosity is observed due to a reaction during use, so that the photopolymerization is substantially performed. It is not preferable to contain an initiator. “Substantially” means that a small amount of the photopolymerization initiator may be present to such an extent that no increase in viscosity is observed, and it is preferably not contained.
The compounding quantity of a curing catalyst (C) is less than 5 weight% with respect to a thermosetting resin (B). If the amount is larger than this, the elastic modulus of the cured product becomes too high, which causes a decrease in adhesive strength at high temperatures.
本発明で使用する添加剤(D)は、カップリング剤、消泡剤、界面活性剤等であり、低粘度化の目的で使用される溶剤及び1官能の反応性希釈剤は実質上含まれない。実質上含まれないとは、例えば各種添加剤に溶剤が含まれたとしてもその量が熱硬化性樹脂(B)+硬化触媒(C)+添加剤(D)に対して1重量%以下であり、より好ましくは0.5重量%以下であり特に好ましいのは含まれない場合である。 The additive (D) used in the present invention is a coupling agent, an antifoaming agent, a surfactant and the like, and substantially contains a solvent and a monofunctional reactive diluent used for the purpose of lowering the viscosity. Absent. “Substantially not contained” means that, for example, even if a solvent is contained in various additives, the amount thereof is 1% by weight or less based on the thermosetting resin (B) + curing catalyst (C) + additive (D). Yes, more preferably 0.5% by weight or less, and particularly preferably not included.
本発明の液状樹脂組成物は、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。 The liquid resin composition of the present invention can be produced, for example, by premixing each component, kneading using three rolls, and degassing under vacuum.
本発明の液状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、有機基板の所定の部位に液状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等である。 A known method can be used as a method of manufacturing a semiconductor device using the liquid resin composition of the present invention. For example, using a commercially available die bonder, the liquid resin composition is dispensed onto a predetermined portion of the organic substrate, and then the chip is mounted and heat-cured. Thereafter, wire bonding is performed, and a semiconductor device is manufactured by transfer molding using an epoxy resin.
[実施例1]
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、1分子内にグリシジル基を2個有する化合物(B1)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、室温において液体で1分子内にグリシジル基を2個有する、以下化合物B11)を、1分子内に(メタ)アクリロイル基を2個有する化合物(B2)としては1,6−ヘキサンジオールジメタクリレート(共栄社化学(株)製、ライトエステル1、6HX、1分子内にメタクリル基を2個有する、以下化合物B21)を、1分子内にマレイミド基を2個有する化合物(B3)としてはポリエーテル系ビスマレイミド酢酸エステル(大日本インキ工業(株)製、ルミキュアMIA−200、マレイミド化グリシンとポリテトラメチレングリコールジオールの反応物で1分子内にマレイミド基を2個有する、以下化合物B3)を、硬化触媒(C)としてはビス(4−t−ブチルシクロヘキシル)パーオキシジカーボネート(日本油脂(株)製、パーロイルTCP、急速加熱試験における発熱開始温度:82℃、以下化合物C11)、ジシアンジアミド(以下化合物C21)、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、以下化合物C22)を、添加剤(D)として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、以下化合物D1)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液状樹脂組成物を得、以下の評価方法にて評価を行った結果を表1に示す。なお配合割合は重量部である。
[Example 1]
The filler (A) is a 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 (B1) having two glycidyl groups in one molecule is obtained by a reaction of bisphenol A and epichlorohydrin. The resulting diglycidyl bisphenol A (epoxy equivalent 180, liquid at room temperature and having two glycidyl groups in one molecule, hereinafter referred to as compound B11) as compound (B2) having two (meth) acryloyl groups in one molecule Has 1,6-hexanediol dimethacrylate (manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd., Light Ester 1, 6HX, 2 methacryl groups in one molecule, hereinafter referred to as Compound B21), and 2 maleimide groups in one molecule. As the compound (B3), polyether bismaleimide acetate (Dainippon Ink Industries, Ltd., Lumicu AMIA-200, a reaction product of maleimidated glycine and polytetramethylene glycol diol having two maleimide groups in one molecule, the following compound B3), and bis (4-t-butylcyclohexyl) as the curing catalyst (C) ) Peroxydicarbonate (manufactured by NOF Corporation, Parroyl TCP, heat generation starting temperature in rapid heating test: 82 ° C., hereinafter referred to as compound C11), dicyandiamide (hereinafter referred to as compound C21), 2-phenyl-4-methyl-5-hydroxy Silane coupling agent having a glycidyl group as additive (D) (Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., KBM-403E, hereinafter referred to as compound D1) ) As shown in Table 1, kneaded using three rolls and defoamed Give a liquid resin composition, shown in Table 1 the results of evaluation by the following evaluation methods. In addition, a mixture ratio is a weight part.
[実施例2〜8]
表1に示す割合で配合し実施例1と同様に液状樹脂組成物を得た後評価を行った。なお実施例4では、硬化触媒(C)としてジラウロイルパーオキサイド(日本油脂(株)製、パーロイルL、急速加熱試験における発熱開始温度:59℃、以下化合物C12)を、なお実施例5では、硬化触媒(C)として化合物C11とジクミルパーオキサイド(日本油脂(株)製、パークミルD、急速加熱試験における発熱開始温度:126℃、以下化合物C13)を、実施例6では1分子内に(メタ)アクリロイル基を2個有する化合物(B2)としてエチレングリコールのジメタクリレート(共栄社化学(株)製、ライトエステルEG、1分子内に(メタ)アクリロイル基を2個有する、以下化合物B22)を、実施例7では1分子内にグリシジル基を2個有する化合物(B1)としてポリアルキレンオキサ
イドジビニルエーテルとビスフェノールAの反応物のジグリシジルエーテル化物(EXA−4850−1000、大日本インキ化学工業(株)製、1分子内にグリシジル基を2個有する、以下化合物B12)を、実施例8では硬化触媒(C)として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、以下化合物B23)を使用した。
[Examples 2 to 8]
Evaluation was performed after blending at the ratio shown in Table 1 and obtaining a liquid resin composition in the same manner as in Example 1. In Example 4, dilauroyl peroxide (manufactured by NOF Corporation, Parroyl L, heat generation start temperature in a rapid heating test: 59 ° C., hereinafter referred to as compound C12) is used as the curing catalyst (C). As the curing catalyst (C), compound C11 and dicumyl peroxide (manufactured by NOF Corporation, Park Mill D, exothermic starting temperature in rapid heating test: 126 ° C., hereinafter referred to as compound C13) are incorporated into one molecule in Example 6 ( As a compound (B2) having two (meth) acryloyl groups, dimethacrylate of ethylene glycol (manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd., light ester EG, having two (meth) acryloyl groups in one molecule, hereinafter compound B22), In Example 7, polyalkylene oxide divinyl ether as a compound (B1) having two glycidyl groups in one molecule and Diglycidyl etherified product of reaction product of Sphenol A (EXA-4850-1000, manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc., having two glycidyl groups in one molecule, hereinafter compound B12) is cured in Example 8. 2-Phenyl-4-methyl-5-hydroxymethylimidazole (Curazole 2P4MHZ: manufactured by Shikoku Chemicals Co., Ltd., hereinafter referred to as Compound B23) was used as the catalyst (C).
[比較例1〜6]
表1に示す割合で配合し実施例1と同様に液状樹脂組成物を得た後評価を行った。なお比較例2では化合物C13を、比較例3ではオルソクレゾールノボラックのグリシジルエーテル(軟化点70℃、エポキシ当量210、1分子内にグリシジル基を3個以上有する、以下化合物E11)とクレジルグリシジルエーテル(エポキシ当量185、1分子内にグリシジル基を1個有する、以下化合物E12)を、比較例4では化合物E11とメチルカルビトール(溶剤、以下化合物E31)を、比較例5ではラウロイルメタアクリレート(共栄社化学(株)製、ライトエステルL、1分子内に(メタ)アクリロイル基を1個有する、以下化合物E21)を、比較例6ではトリメチロールプロパントリメタクリレート(共栄社化学(株)製、ライトエステルTMP、1分子内に(メタ)アクリロイル基を3個有する、以下化合物E22)を使用した。
[Comparative Examples 1-6]
Evaluation was performed after blending at the ratio shown in Table 1 and obtaining a liquid resin composition in the same manner as in Example 1. In Comparative Example 2, compound C13 was used, and in Comparative Example 3, ortho-cresol novolak glycidyl ether (softening point 70 ° C., epoxy equivalent 210, one or more glycidyl groups in one molecule, hereinafter referred to as compound E11) and cresyl glycidyl ether. (Epoxy equivalent 185, one compound having one glycidyl group in the molecule, hereinafter referred to as compound E12), compound E11 and methyl carbitol (solvent, hereinafter referred to as compound E31) in Comparative Example 4, and lauroyl methacrylate (Kyoeisha) in Comparative Example 5. Chemical ester, light ester L, 1 (meth) acryloyl group in the molecule, compound E21 below, trimethylolpropane trimethacrylate (manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd., light ester TMP) in Comparative Example 6. Compound 3 having three (meth) acryloyl groups in one molecule 2) was used.
・接着強度:表1に示す液状樹脂組成物を用いて、6×6mmのシリコンチップをPBGA基板(サイズ35×35mm、厚さ0.56mm、コア材:BT(ビスマレイミド−トリアジン)樹脂、ソルダーレジスト:PSR4000AUS308(太陽インキ製造(株)製)にマウントし、175℃オーブン中30分硬化した。硬化後及び吸湿(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:表1に示す液状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である。
測定温度:室温〜300℃
昇温速度:5℃/分
周波数:10Hz
荷重:100mN
250℃における貯蔵弾性率を弾性率とし500MPa以下の場合を合格とした。弾性率の単位はMPa。
-Adhesive strength: Using a liquid resin composition shown in Table 1, a 6 x 6 mm silicon chip is formed on a PBGA substrate (size 35 x 35 mm, thickness 0.56 mm, core material: BT (bismaleimide-triazine) resin, solder Resist: Mounted on PSR4000AUS308 (manufactured by Taiyo Ink Manufacturing Co., Ltd.) and cured in an oven at 175 ° C. for 30 minutes, after curing and after moisture absorption (85 ° C., 85%, 72 hours), 260 ° C. using an automatic adhesive force measuring device The die shear strength when heated at a temperature of 260 ° C. was passed when the die shear strength when heated at 30 ° C. was 30 N / chip or more, and the unit of adhesive strength was N / chip.
Elastic modulus: 4 × 20 × 0.1 mm film-like test pieces were prepared using the liquid resin composition shown in Table 1 (curing conditions 175 ° C. for 30 minutes), and the dynamic viscoelasticity measuring machine (DMA) was used. The measurement was performed in the pull mode. 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 250 ° C. was regarded as the elastic modulus, and the case of 500 MPa or less was regarded as acceptable. The unit of elastic modulus is MPa.
・ボイド:表1に示す液状樹脂組成物を用いて、9×9mmのガラスチップを上記のPBGA基板にマウントし、175℃オーブン中30分硬化した。硬化後、目視によりボイドの観察を行った。チップサイズに対するボイドの面積が10%以下のものを合格とした。ボイドの単位は%。
・耐リフロー性:表1に示す液状樹脂組成物を用い、上記のPBGA基板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PBGA基板を封止材料(スミコンEME−G770、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、30℃、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:35×35mmPBGA
PBGA基板:サイズ35×35mm、厚さ0.56mm
コア材:BT(ビスマレイミド−トリアジン)樹脂
ソルダーレジスト:PSR4000AUS308
(太陽インキ製造(株)製)
チップサイズ:9×9mm
液状樹脂組成物硬化条件:オーブン中175℃30分
Void: Using the liquid resin composition shown in Table 1, a 9 × 9 mm glass chip was mounted on the PBGA substrate and cured in an oven at 175 ° C. for 30 minutes. After curing, the voids were visually observed. A void having an area of 10% or less with respect to the chip size was regarded as acceptable. The unit of void is%.
-Reflow resistance: Using the liquid resin composition shown in Table 1, the PBGA substrate and the silicon chip were cured and bonded at 175 ° C for 30 minutes. The die-bonded PBGA substrate is encapsulated with a sealing material (Sumicon EME-G770, manufactured by Sumitomo Bakelite Co., Ltd.) to form a semiconductor device (package). 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: 35 x 35mm PBGA
PBGA substrate: size 35 x 35 mm, thickness 0.56 mm
Core material: BT (bismaleimide-triazine) resin
Solder resist: PSR4000AUS308
(Manufactured by Taiyo Ink Manufacturing Co., Ltd.)
Chip size: 9x9mm
Liquid resin composition curing conditions: 175 ° C. for 30 minutes in oven
本発明の液状樹脂組成物は、良好な密着性を示すとともに低弾性率を示し、また硬化時にボイドが発生しないので、本発明をダイアタッチ材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。 The liquid resin composition of the present invention exhibits good adhesion and low elastic modulus, and since no voids are generated during curing, the use of the present invention as a die attach material has unprecedented high reliability. It can be suitably used for a semiconductor device.
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