JP5626291B2 - 接着剤および半導体パッケージ - Google Patents

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Description

本発明は、接着剤および半導体パッケージに関する。
IC等の半導体素子を金属フレーム、有機基板に接着する方法として半導体用樹脂ペーストが一般的に使用されている。近年、環境対応の一環として半導体装置を基板に搭載する際に使用する半田から鉛を除去撤廃するために半田リフロー温度を従来の220〜245℃から260〜270℃にする必要があり、半導体用樹脂ペーストには半田リフロー温度の上昇に伴い発生する熱応力の増加に対する耐性をより一層求められるようになってきている。
更に大型の半導体素子に対応するため、半導体用樹脂ペーストの弾性率を小さくして低応力性を重視する手法が検討されている(例えば、特許文献1参照)。しかし、このようなダイアッタチペーストの場合であっても、高温での接着力が十分でなく260〜270℃といった高温での半田リフロー時に剥離が発生し、場合によっては半導体素子のクラックに進展し信頼性の点でも不十分となる場合があった。
特開2000−72851号公報
本発明の目的は、鉛フリー半田に用いられるような260℃の半田リフロー処理によっても耐半田クラック性に優れた接着剤層およびそれを用いた半導体パッケージを提供することにある。
このような目的は、下記(1)〜(11)に記載の本発明により達成される。
(1)支持体に半導体素子を接着するために用いる接着剤であって、前記接着剤の硬化後の260℃での弾性率が、250MPa以上であり、600MPa以下であることを特徴とする接着剤。
(2)前記支持体と前記半導体素子とを前記接着剤で接着して、該接着剤を硬化後に、260℃まで加熱した際に前記支持体が前記半導体素子と反対側が凸となるように反るものである上記(1)に記載の接着剤。
(3)前記支持体と前記半導体素子とを前記接着剤で接着して、該接着剤を硬化後に、175℃まで加熱した際に前記支持体が前記半導体素子と反対側に凸となる反りをA〔μm〕とし、260℃まで加熱した際に前記支持体が前記半導体素子と反対側に凸となる反りをB〔μm〕としたとき、B−A>3〔μm〕以上となる上記(2)に記載の接着剤。
(4)前記接着剤は、熱硬化性樹脂および充填剤を含む液状樹脂組成物を塗布した後、硬化させたものである上記(1)に記載の接着剤。
(5)前記熱硬化性樹脂は、ラジカル重合可能な官能基を有する化合物を含むものである上記(4)に記載の接着剤
(6)前記ラジカル重合可能な官能基は、(メタ)アクリロイル基である上記(5)に記載の接着剤。
(7)前記ラジカル重合可能な官能基を有する化合物は、マレイミド環を有する化合物を含むものである上記(5)に記載の接着剤。
(8)前記マレイミド環を有する化合物は、芳香族環を有さないビスマレイミド化合物である上記(7)に記載の接着剤。
(9)前記熱硬化性樹脂は、(メタ)アクリロイル基を有する化合物、マレイミド環を有する化合物およびアリルエステル系化合物の中から選ばれる少なくとも2種以上を含むものである上記(5)に記載の接着剤。
(10)前記アリルエステル系化合物は、芳香族環を有さないアリルエステル系化合物である上記(9)に記載の接着剤。
(11)上記(1)ないし(10)のいずれかに記載の接着剤の硬化物を有することを特徴とする半導体パッケージ。
本発明によれば、鉛フリー半田に用いられるような260℃の半田リフロー処理によっても耐半田クラック性に優れた接着剤層およびそれを用いた半導体パッケージを得ることができる。
以下、本発明の接着剤および半導体パッケージについて詳細に説明する。
本発明の接着剤は、支持体に半導体素子を接着するために用いる接着剤であって、前記接着剤の硬化後の260℃での弾性率が、250MPa以上であり、600MPa以下であることを特徴とする。
また、本発明の半導体パッケージは、上記に記載の接着剤の硬化物を有することを特徴とする。
まず、接着剤について説明する。
本発明の接着剤1は、例えば図1に示すように支持体2に、半導体素子3を接着するために用いるものである。
接着剤1は、硬化後の260℃での弾性率が、250MPa以上であり、600MPa以下であることを特徴とする。これにより、鉛フリー半田に用いられるような260℃の半田リフロー処理によっても耐半田クラック性に優れる。
この接着剤1の硬化後の260℃での弾性率が、250MPa以上であり、600MPa以下となると耐半田クラック性に優れる理由は、次のように考えられる。
従来、このような接着剤の硬化後の弾性率は、密着性に優れ、かつ半導体素子と支持体との間の応力を緩和させるために低弾性率であることが好ましいと考えられてきた。しかし、本発明者らは、種々の検討を行った結果、QFP(Quad Flat Package)やSOP(Small Outline Package)と言った両面封止をした半導体装置が半導体装置の成型後に行われるポストモールド温度である175℃にほぼ平坦になり、さらにリフロー温度260℃付近の高温になると半導体装置全体が内部にある半導体素子とは逆方向に凸型に反ることがわかった。その理由としては、半導体内部にあるシリコン製半導体素子と銅などの金属製支持体と封止樹脂の熱膨張係数の違いが上げられる。それぞれの熱膨張係数は半導体素子<支持体<封止樹脂の順であるため、175℃を境に低温では半導体素子の方向に凸、高温になると半導体素子とは逆に凸になるためと考えられる。
そのため半導体素子と支持体の応力緩和させるような低弾性率の接着剤の場合には、175℃付近でほぼ平坦になり、それよりも高い温度にしても反りに変化はない。その場合175℃よりも高い温度では封止樹脂や支持体などはさらに熱膨張するため発生する半導体素子とは逆側に凸型になる半導体装置の反りに対して支持体2と半導体素子3とからなる反りがほぼ平坦になるために、半導体装置内、特に半導体素子と支持体には応力が発生する。そこで発生する応力に対抗するために接着剤には、高い密着性が要求される。そのため、低弾性率の接着剤では密着性が不十分となると支持体2と半導体素子3との反りに対抗できずに半田クラックを生じてしまっていた。
一方、硬化後の接着剤1の弾性率が高ければ(すなわち、接着剤1の硬化後の260℃
での弾性率が250MPa以上であれば)、半導体素子とは逆に凸型になる半導体装置の反りに対し、同方向の反りを生じる。そのため内部で発生する応力、特に半導体素子と支持体に生じる応力を分散するができる。また発生する応力が分散されることにより、封止樹脂の密着力が比較的低い銀メッキを半導体素子の接着面に有するリードフレームを用いた場合でも半田リフロー時の封止樹脂の剥離を低減させかつ接着剤の剥離を低減することができる。したがって、硬化後の弾性率が高い接着剤1を用いると、接着剤および封止樹脂の要求される密着性のレベルが低くなることが分かった。つまり、本発明では、硬化後の接着剤1の260℃での弾性率として250MPa以上有するものを用いるので、接着剤1が支持体2と半導体素子3の反りに追従するために要求される密着性のレベルが低下し、それによって耐半田クラック性が向上する。
この260℃の接着剤1の弾性率は、より具体的には280MPa以上がこのましく、特に300MPa以上が好ましい。弾性率が前記範囲内であると半導体素子3/接着剤1/支持体2から生じる反りが凹型になることにより、接着剤の剥離を低減させ、耐半田クラック性が向上する。
一方、接着剤の熱弾性率は高すぎても良くない。600MPaよりも高い場合は通常200〜250℃などで行われるワイヤーボンディングにおいて反りが大きくなるため、ワイヤーの接合時に加える力が逃げてしまうため十分な加重を加えることができずワイヤーの接合が不十分になる。また最悪の場合、その応力に耐えかねて半導体素子が割れることもある。よってこの260℃の接着剤1の弾性率は、より具体的には550MPa以下がこのましく、特に500MPa以下が好ましい。
前記弾性率は、例えば接着剤をフィルム状に硬化させた硬化物を動的粘弾性測定装置(DMA)に用いて評価することができる。測定条件としては、例えば幅4mm、長さ25mm、厚み100umのフィルム状の硬化物を175℃、4時間ポストモールドキュアさせた後、セイコー・インスツルメンツ社製 動的粘弾性測定装置 EXSTAR−6000にて、引張りモード、チャック間距離20mm、30〜300℃の温度範囲で10℃/分の昇温速度、測定周波数10Hzを挙げることができる。
このように接着剤1の硬化後の260℃での弾性率を250MPa以上、600MPa以下とするには、例えば接着剤1を構成する熱硬化性樹脂の架橋密度を考慮する必要がある。一般的に熱硬化樹脂は熱により重合し架橋することにより、硬化する。
したがって架橋が多ければ、すなわち架橋密度が高いと弾性率は高くなり、逆に低くすれば弾性率も低くなる。架橋密度は熱硬化樹脂の1分子あたりの官能基数や官能基間距離などにより変化する。例えば1分子あたりより多くの官能基を持つような樹脂を用いれば、架橋密度は上がる。また1分子に複数の官能基を含む場合、その間の距離が短い構造を持つ化合物を使うと架橋密度は上がる。
接着剤1としては、フィルム状接着剤、液状接着剤等が挙げられるが、これらの中でも液状接着剤が好ましい。これにより、充填剤を添加することが容易となり、260℃の弾性率を向上することが容易となる。さらに、半導体装置用の接着剤に求められる導電性や熱放散性の付与のために金属粉(特に銀粉)を添加しても製品の作業性、信頼性などに影響が少ないという点で優れる。
接着剤1は、特に限定されないが、熱硬化性樹脂および充填剤を含む液状樹脂組成物を塗布した後、硬化して形成されたものであることが好ましい。これにより、架橋構造をとり260℃の弾性率を向上することができる。
前記熱硬化性樹脂としては、例えば液状シアネート樹脂、液状エポキシ樹脂、(メタ)アクリロイル基を有する化合物、マレイミド環を有する化合物、アリルエステル系化合物等のラジカル重合可能な官能基を有する化合物、アリル基を有するトリアリルイソシアヌレート、フェノール樹脂等が挙げられる。前記液状エポキシ樹脂としては、例えばビスフ
ェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールE型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、脂肪族エポキシ樹脂、グリシジルアミン型の液状エポキシ樹脂等が挙げられる。
このような熱硬化性樹脂の中でもラジカル重合可能な官能基を有する化合物を含むことが好ましい。
前記ラジカル重合可能な官能基としては、例えばビニル基、(メタ)アクリロイル基、(メタ)アリル基、マレイミド基等を挙げることができる。これらの中でも(メタ)アクリロイル基が好ましい。これにより、低温硬化、短時間硬化を図ることができる。またこれらの化合物はラジカル重合で硬化が進む。その際に使用されるラジカル開始剤である過酸化物の水素引き抜き反応のため重合物間の架橋反応が発生し、エポキシ樹脂とフェノール誘導体などとの付加反応に比べ、より架橋密度が高い硬化物を得られる。よって260℃での弾性率を向上させるには有用な熱硬化樹脂である。
また260℃の弾性率が250MPa〜600MPaの範囲でかつ硬化性、作業性、信頼性等に影響を与えない範囲でラジカル重合可能な官能基を有する化合物と、例えばエポキシ樹脂等と併用してもかまわない。
前記(メタ)アクリロイル基を有する化合物としては、例えば2−(メタ)アクリロイロキシエチルコハク酸、2−(メタ)アクリロイロキシプロピルコハク酸、2−(メタ)アクリロイロキシエチルヘキサヒドロフタル酸、2−(メタ)アクリロイロキシプロピルヘキサヒドロフタル酸、2−(メタ)アクリロイロキシエチルメチルヘキサヒドロフタル酸、2−(メタ)アクリロイロキシプロピルメチルヘキサヒドロフタル酸、2−(メタ)アクリロイルキシエチルフタル酸、2−(メタ)アクリロイルキシプロピルフタル酸、2−(メタ)アクリロイロキシエチルテトラヒドロフタル酸、2−(メタ)アクリロイロキシプロピルテトラヒドロフタル酸、2−(メタ)アクリロイロキシエチルメチルテトラヒドロフタル酸、2−(メタ)アクリロイロキシプロピルメチルテトラヒドロフタル酸、2−ヒドロキシ1,3ジ(メタ)アクリロキシプロパン、テトラメチロールメタントリ(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートグリセリンジ(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−(メタ)アクリロイロキシプロピル(メタ)アクリレート、1,4―シクロヘキサンジメタノールモノ(メタ)アクリレート、エチル−α−(ヒドロキシメチル)(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチルアクリレート、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、ターシャルブチル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、セチル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、イソアミル(メタ)アクリレート、イソステアリル(メタ)アクリレート、ベヘニル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、その他のアルキル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ターシャルブチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ジンクモノ(メタ)アクリレート、ジンクジ(メタ)アクリレート、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコール(メタ)アクリレート、トリフロロエチル(メタ)アクリレート、2,2,3,3−テトラフロロプロピル(メタ)アクリレート、2,2,3,3,4,4−ヘキサフロロブチル(メタ)アクリレート、パーフロロオクチル(メタ)アクリレート、パーフロロオクチルエチル(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、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、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、メトキシエチル(メタ)アクリレート、ブトキシエチル(メタ)アクリレート、エトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリアルキレングリコールモノ(メタ)アクリレート、オクトキシポリアルキレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ラウロキシポリアルキレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ステアロキシポリアルキレングリコールモノ(メタ)アクリレート、アリロキシポリアルキレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ノニルフェノキシポリアルキレングリコールモノ(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、ジ(メタ)アクリロイロキシメチルトリシクロデカン、2−(メタ)アクリロイロキシエチル、N−(メタ)アクリロイロキシエチルマレイミド、N−(メタ)アクリロイロキシエチルヘキサヒドロフタルイミド、N−(メタ)アクリロイロキシエチルフタルイミド、n−ビニル−2−ピロリドン、スチレン誘導体、α−メチルスチレン誘導体、(メタ)アクリル変性ポリブタジエンなどがあるが特に限定しない。
また、前記(メタ)アクリロイル基を有する化合物は、硬化性、作業性、接着性、信頼性等の点より2種類以上の(メタ)アクリロイル基を有する化合物を併用してもかまわない。また、前記(メタ)アクリロイル基を有する化合物が、1分子に官能基を2つ以上含む多官能の(メタ)アクリロイル基を有する化合物であっても構わない。
前記熱硬化性樹脂の中のラジカル重合可能な官能基を有する化合物の含有量は、特に限定されないが、前記液状樹脂組成物全体の2〜25重量%が好ましく、特に10〜25重量%が好ましい。含有量が前記範囲内であると、260℃の弾性率を向上させる効果に優れる。
前記液状樹脂組成物は、特に限定されないが、充填剤を含むことが好ましい。これにより、高位作業性のために粘度やチキソ性の調整や熱時弾性率などを向上させることができる。
前記の充填剤には導電性を付与するために銀、金、ニッケル、鉄等の金属粉を用い、絶縁性を付与するためにはシリカ、アルミナのようなセラミック粒子、熱硬化性樹脂もしくは熱可塑性樹脂の粒子を使用することができる。一般的に充填剤として使用されている粒子の形状には鱗状、球状、樹脂状、粉状等の種々の形状を有するものがあるが、本発明では形状については特に限定するものではない。
前記充填剤の含有量は、特に限定されないが、前記液状樹脂組成物全体の60〜90重量%が望ましく、特に70〜85重量%が望ましい。含有量が前記の下限値未満であると粘度やチキソ性が低くなりすぎ、作業性が低下する場合が有り、前記上限値を超えると粘度が高くなりすぎ作業性が低下する場合があるためである。
前記充填剤の平均粒子径は、特に限定されないが、1〜10μmが好ましく、特に2〜7μmが好ましい。平均粒子径が前記下限値未満であると粘度が高くなるため粘度の調整が困難となる場合が有り、前記上限値を超えると塗布の際にノズルがつまり吐出ができなくなる場合がある。前記平均粒子径は、例えばレーザー回析・散乱法を用いた粒度分布測定装置を用いて測定することができる。
前記熱硬化性樹脂は、特に限定されないが、さらにマレイミド環を有する化合物を含むことが好ましい。
前記マレイミド環を有する化合物としては、例えば1,2−ビス(マレイミド)エタン
、1,6−ビスマレイミドヘキサン、4,4’−ビスマレイミドジフェニルメタン、6,7−メチレンジオキシ−4−メチル−3−マレイミドクマリン、ビス(3−エチル−5−メチル−4−マレイミドフェニル)メタン、N,N’−1,3−フェニレンジマレイミド、N,N’−1,4−フェニレンジマレイミド、N−(1−フェニル)マレイミド、N−(2,4,6−トリクロロフェニル)マレイミド、N−(4−アミノフェニル)マレイミド、N−(4−ニトロフェニル)マレイミド、N−ベンジルマレイミド、N−ブロモメチル−2,3−ジクロロマレイミド、N−シクロヘキシルマレイミド、N−エチルマレイミド、N−メチルマレイミド、N−フェニルマレイミド、N−スクシンイミジル3−マレイミドベンゾエート、N−スクシンイミジル3−マレイミドプロピレート、N−スクシンイミジル3−マレイミドブチレート、N−スクシンイミジル3−マレイミドヘキサノアート、N−[4−(2−ベンズイミドリル)フェニル]マレイミド、炭酸9−フルオレニルメチルN−スクシンイミジル、炭酸2−ブロモベンジルスクシンイミジル、3,3’−ジチオジプロピオン酸ジ(N−スクシンイミジル)、炭酸ジ(N−スクシンイミジル)、N,N,N
’,N’−テトラメチル−O−(N−スクシンイミジル)ウロニウムテトラフルオロボラー
ト、N−(1,2,2,2−テトラクロロエトキシカルボニルオキシ)こはく酸イミド、N−(2−クロロカルボベンゾキシオキシ)こはく酸イミド、N−(tert−ブトキシカルボニル)−O−ベンジル−L−セリンN−スクシンイミジル、N−アミノこはく酸イミド塩酸塩
、N−ブロモこはく酸イミド、N−カルボベンゾキシオキシこはく酸イミド、N−クロロこ
はく酸イミド、N−エチルこはく酸イミド、N−ヒドロキシこはく酸イミド、N−ユードこ
はく酸イミド、N−フェニルこはく酸イミド、N−スクシンイミジル6−(2,4−ジニトロ
アニリノ)ヘキサノアート、N−スクシンイミジル6−マレイミド)ヘキサノアートなどが挙げられるが、好ましくは1分子中に2つのマレイミド環をもつビスマレイミドが硬化という観点からは望ましい。その2つのマレイミド環を脂肪族や芳香族の炭化水素やそれらの炭化水素からなるアルキレン基をエーテルやエステルなどを介し結合していても構わない。
前記マレイミド環を有する化合物の含有量は、特に限定されないが、前記液状樹脂組成物全体の1〜10重量%が望ましく、特に3〜8重量%が望ましい。含有量が前記下限値未満であると密着性が低下する場合があり、前記上限値を超えると液状樹脂組成物を硬化した後の硬化物の弾性率が高くなりすぎ、硬化物がもろくなり半導体素子にクラックを発生する場合がある。
前記熱硬化性樹脂は、特に限定されないが、さらにアリルエステル系化合物を含むことが好ましい。この様なアリルエステル系化合物としては、例えばジアリルフタレート、ジアリルテレフタレート、ジアリルイソフタレート、トリアリルトリメリート、ジアリルマレート、アリルメタクリレート、アリルアセトアセタートなどが挙げられる。
このようなアリルエステル系化合物の数平均分子量は、特に限定されないが、500〜10,000が好ましく、特に500〜8,000が好ましい。数平均分子量が前記範囲内であると、硬化収縮を特に小さくすることができ、それによって密着性が低下するのを防止することができる。
上述したような数平均分子量を有するアリルエステル系化合物としては、例えばテレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、5−ノルボルネン−endo−2,3−ジカルボン酸、1,4−ジシクロジカルボン酸、アジピン酸等のジカルボン酸やそのメチルエステル誘導体と炭素数2〜8であるアルキレンジオールにより合成されたポリエステルの末端にアリルアルコールをエステル化により付加した両末端アリルエステル系化合物等が挙げられる。
前記アリルエステル系化合物の含有量は、特に限定されないが、前記液状樹脂組成物全体の5〜15重量%が好ましく、特に8〜13重量%が好ましい。含有量が前記下限値未
満であると硬化物がもろくなる場合が有り、前記上限値を超えるとブリードの発生を抑制する効果が低下する場合がある。
また、前記熱硬化性樹脂は、特に限定されないが、(メタ)アクリロイル基を有する化合物、マレイミド環を有する化合物およびアリルエステル系化合物の中から選ばれる少なくとも2種以上を含むことが好ましい。これにより、密着性と耐熱性とのバランスに特に優れる。
前記マレイミド環を有する化合物やアリルエステル系化合物は、特に限定されないが、芳香族環を有さないことが好ましい。芳香族環は非常に剛直な構造であり、それを有していると硬化物が硬くなり硬化物がもろくなり、クラックの発生が起こりやすくなるためである。そのためこの様な問題を解決するためにはポリアルキレンオキサイドを主骨格に有することが好ましい。ポリアルキレンオキサイドは骨格中に繰り返しユニット中にアルキレン基が、エーテル結合で結合している。この構造中にあるエーテル結合により、260℃において硬化物の弾性率が高く、かつある程度の柔軟な特性を与えることができる。したがって、芳香族環を有する化合物に比べ、接着剤の硬化物がもろくならず、クラック等の発生が抑制されると考えられる。
前記ポリアルキレンオキサイド中の繰り返しユニットに含まれるアルキレン基中の炭素数は、特に限定されないが、3〜6が好ましい。炭素数が3未満であると硬化物の吸水特性が低下し、高リフロー信頼性に必要な接着性が低下する場合があり、炭素数が6を超えると樹脂自体の疎水性が強くなりすぎるため金属に対しての接着性が低下する場合がある。
前記液状樹脂組成物は、熱硬化性樹脂にラジカル重合可能な官能基を有する化合物を含む場合、ラジカル開始剤を併用することが好ましい。
前記ラジカル開始剤としては、例えばメチルエチルケトンパーオキサイド、シクロヘキサンパーオキサイド、アセチルアセトンパーオキサイド、1,1−ジ(tert−ヘキシルパーオキシ)シクロヘキサン、1,1−ジ(tert−ブチルパーオキシ)−2−メチルシクロヘキサン、1,1−ジ(tert−ブチルパーオキシ)シクロヘキサン、2,2−ジ(tert−ブチルパーオキシ)ブタン、n−ブチルー4,4−ジ(tert−ブチルパーオキシ)バレラート、2,2−ジ(4,4−ジ(tert−ブチルパーオキシ)シクロヘキサン)プロパン、p−メタンヒドロパーオキサイド、ジ磯プロピルベンゼンヒドロパーオキサイド、1,1,3,3−テトラメメチルブチルヒドロパーオキサイド、クメンヒドロパーオキサイド、tert−ブチルヒドロパーオキサイド、ジ(2−tert−ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼン、ジクミルパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ジ(tert−ブチルパーオキシ)ヘキサン、tert−ブチルクミルパーオキサイド、ジ−tert−ブチルパーオキサイド、2,5−ジメチル2,5−ジ(tert−ブチルパーオキシ)ヘキシン、ジイソブチルパーオキサイド、ジ(3,5,5−トリメチルヘキサノイル)パーオキサイド、ジラウリルパーオキサイド、ジ(3−メチルベンゾイル)パーオキサイド、ベンゾイル(3−メチルベンゾイル)パーオキサイド、ジベンゾイルパーオキサイド、ジ(4−メチルベンゾイル)パーオキサイド、ジn−pロピルパーオキシジカルボネート、ジイソプロピルパーオキシジカルボネート、ジ(2−エチルヘキシル)パーオキシジカルボネート、ジsec−ブチルパーオキシジカルボネート、クミルパーオキシネオデカネート、1,1,3,3−テトラメチルブチルパーオキシネオデカネート、tert−ヘキシルネオデカネート、tert−ブチルパーオキシネオヘプタネート、tert−ヘキシルパーオキシピバラート、1,1,3,3−テトラメチルブチルパーオキシ−2−エチルヘキサネート、2,5−ジメチル−2,5、−ジ(2−ジエチルヘキノイルパーオキシ)ヘキサン、tert−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサネート、tert−ヘキシパーオキシイソプロピルモノカーボネート、tert−ブチルパー
オキシマレイン酸、tert−ブチルパーオキシ3,5,5−トリメチルヘキサネート、tert−ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、tert−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキシモノカーボネート、tert−ヘキシルパーオキシベンゾネート、2,5―ジメチル−2,5−ジ(ベンゾイルパーオキシ)ヘキサン、tert−ブチルパーオキシアセトネート、tert−パーオキシー3−メチルベンゾネート、tert−ブチルパーオキシベンゾネート、tert−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(tert−ブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノン等が挙げられるが、これらを必要に応じて複数使用しても良い。
前記液状樹脂組成物は、必要によりカップリング剤、消泡剤、界面活性剤等の他の添加剤を含有していても構わない。
上述したような接着剤1は、図1に示すような支持体2と半導体素子3とを接着し、接着剤1を硬化後に260℃まで加熱した際に支持体2が半導体素子3と反対側(図1中の下側)に凸となるように反るものであることが好ましい。上述したように接着剤1が半導体素子3と支持体2との反りに追従することにより剥離を抑制することができるからである。
支持体2としては、例えばリードフレーム、有機基板等を挙げることができるが、これらの中でもリードフレーム(特に銅製のリードフレーム)を支持体2として用いる場合に本発明の接着剤は耐半田クラック性が特に優れる。
また、支持体2と半導体素子3とを接着剤1で接着して、接着剤1を硬化後に、175℃まで加熱した際に支持体2が半導体素子3と反対側(図1中の下側)が凸となる反りをA〔μm〕とし、260℃まで加熱した際に支持体2が半導体素子3と反対側に凸となる反りをB〔μm〕としたとき、B−A>3〔μm〕以上となることが好ましく、特に特に4〔μm〕以上となることが好ましく、最も10>B−A>5となることが好ましい。反りの差が前記範囲内であると、特に耐半田クラック性に優れる。
この反りの差が前記範囲内であると、耐半田クラック性に優れるのは次の理由と考えられる。
まず、260℃は前述したように半田リフロー温度に相当する温度であり、175℃は封止材のポストモールドキュアに相当する温度である。半導体装置は、一般的に接着剤1で支持体2と半導体素子3とを接着したものを、エポキシ樹脂を主体にした封止樹脂により封止してなる。この封止樹脂は、半導体装置の半導体素子や支持体等の他の構成部材に比べ、熱膨張率が大きいことから260℃のような高温になると膨張し、かつ膨張する量が半導体素子や支持体よりも大きいことから半導体素子内にひずみを生じさせる。このひずみの発生により、半導体装置は反りを生じる。通常、この反りは室温と比べると半導体装置の中心から見るとその端は上側、中心部が下側に反るので、半導体装置全体としては支持体が半導体素子と反対側に突出するような凸状になる。
しかし、半導体装置の内部では熱膨張率が小さい半導体素子があるために、半導体装置全体の反る方向に対し追従しない場合がある。この場合、支持体と半導体素子との間の接着剤部分にひずみが生じる。このひずみが大きいと半田リフロー温度である260℃近辺において、接着剤部分に剥離が生じることになる。
これに対して、前述したように260℃と175℃の両温度での反りが前記範囲内であると、半導体素子および支持体も半導体装置全体と同様の形状になる。これにより、接着剤部分のひずみの集中を緩和させることができるため、半導体装置の耐半田クラック性を向上させることができる。
この反りは、 例えば温度可変レーザー三次元測定機(日立エンジニアリングアンドサービス社製、LSI−150)等を用いて測定することができる。測定温度に達した熱板上に、測定するサンプルを2分間設置し加熱し、半導体素子の表面において対角に粗さを
ステージ速度10000pps(puls per second、1μm/puls)にて測定した。反りの値としては、最も高く突き出された部分の高さと半導体素子の端部の高さの高低差を用いた。
さらに詳細に説明すると、支持体2として銅製リードフレーム(特にダイアタッチ部が銀メッキめっきをされた厚み160μm程度のものが好ましい)と半導体素子3(大きさが6x6mm程度、厚み350μm程度)とを上述した接着剤1で硬化後の厚みが20μm前後になるように塗布量を調整して接着し、接着剤1を硬化後に、175℃まで加熱した際に支持体2が半導体素子3と反対側に凸となる反りをA〔μm〕とし、260℃まで加熱した際に支持体2が半導体素子3と反対側に凸となる反りをB〔μm〕としたとき、B−A>3〔μm〕以上となることが好ましく、特に4〔μm〕以上となることが好ましく、最も20>B−A>5となることが好ましい。
前記反りA〔μm〕は、特に限定されないが、0〜10〔μm〕であることが好ましく、特に2〜8〔μm〕であることが好ましい。反りA〔μm〕が前記範囲内であると、封止材のポストモールドキュア時に半導体素子と支持体によるひずみを低減することができ、それによってポストモールドキュア時の残留応力を低減することができる。
前記反りB〔μm〕は、特に限定されないが、3〜20〔μm〕であることが好ましく、特に5〜20〔μm〕であることが好ましい。反りB〔μm〕が前記範囲内であると、ポストモールドキュア温度から半田リフロー温度の間に封止材が熱膨張することにより生じる反りの大きさに対し、その反りの大きさに追従することで半導体素子および支持体間の接着剤部分の応力を低減にすることができる。
次に、上述の接着剤1の使用方法について簡単に説明する。
例えば、接着剤1が液状接着剤の場合、上述したような各種成分を予備混合した後、3本ロールを用いて混練し、真空脱泡することにより、液状接着剤を得ることができる。
そして、市販のダイボンダーを用いて、例えば支持体(特にリードフレーム)の所定の部位に得られた液状接着剤をディスペンス塗布した後、半導体素子をマウントして加熱硬化する。その後、ワイヤーボンディングして、エポキシ樹脂等を主成分とする封止樹脂を用いてトランスファー成形することにより半導体装置を得ることができる。
このように、半導体装置は、液状接着剤の硬化物を有している。すなわち、半導体装置は、半導体素子と支持体とが液状接着剤の硬化物で接着されていることになる。
なお、液状接着剤について、例を挙げて説明したが、フィルム状接着剤についても同様に行うことができる。この場合、例えば支持体にフィルム状接着剤をラミネートした後、同様の工程により、半導体装置を得ることができる。
以下、本発明を実施例および比較例に基づいて詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
(実施例1)
1.接着剤の調製
ラジカル重合可能な官能基を有する化合物として2−メタクリロイロキシエチルコハク酸(共栄社化学(株)製、ライトエステルHO−MS、)、1,4−シクロヘキサンジメタノールモノアクリレート(日本化成化学(株)製、CHDMMA)、マレイミド環を有する化合物としてポリアルキレン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)、プロピルジメタクリレート(共栄社化学(株)製、ライトエステル3PG)、アリルエステル系化合物としてポリアルキレンエステル含有アリルエステル(昭和電工(株)製、アリルエステル樹脂DA101)、ラジカル開始剤として1
,1−ジ(tert−ブチルパーオキシ)シクロヘキサン(日本油脂(株)製、パーヘキサCS)、充填剤として平均粒径3μm、最大粒径20μmのフレーク状銀粉、添加剤としてγ−グリシジルプロピルトリメトキシシラン(信越化学工業(株)製、KBM−403E)およびテトラスルフィドジトリエトキシシラン(ダイソー(株)製、CABRUS4)を表1のように配合し、3本ロールにて混合し、更に真空脱泡して樹脂組成物を得た。
得られた接着剤の硬化後の260℃での弾性率は、400MPaであった。
2.半導体装置の製造
支持体としてダイアタッチ部が銀メッキされた銅フレーム(ダイパッドサイズ:8x8mm、厚み160μm)と、表面にSiN層を持つ半導体素子(6x6mm、厚さ350μm)とを上述した接着剤で接着し、175℃、30分間オーブン内で硬化して接着した。次に、半導体封止用エポキシ樹脂組成物(住友ベークライト社製、EME−G700)を用いて、封止し、その後175℃、4時間ポストモールドキュアを行い、半導体装置(80LMQFP、サイズ14x20mm、厚み2mm)を得た。
支持体と半導体素子とを上述の接着剤で接着し、接着剤を硬化後に175℃まで加熱した際に支持体が半導体素子と反対側に凸となる反りは3〔μm〕であり、260℃まで加熱した際に支持体が半導体素子と反対側に凸となる反りは15〔μm〕であった。
(実施例2)
接着剤を構成する熱硬化性樹脂として以下のものを用いた以外は、実施例1と同様にした。
ラジカル重合可能な官能基を有する化合物としてUM−90(1/1)DA(宇部興産株式会社製、1,6−ヘキサンジオール/1,4−ジメタノールシクロヘキサン(=1/1)と炭酸ジメチルから合成したポリカーボネートジオール(分子量約900)にアクロイル基を導入したポリカーボネートジアクリレート)、2−メタクリロイロキシエチルコハク酸(共栄社化学(株)製、ライトエステルHO−MS、)、1,4−シクロヘキサンジメタノールモノアクリレート(日本化成化学(株)製、CHDMMA)、プロピルジメタクリレート(共栄社化学(株)製、ライトエステル3PG)、アリルエステル系化合物としてポリアルキレン含有アリルエステル(昭和電工(株)製、アリルエステル樹脂DA101)、ラジカル開始剤として1,1−ジ(tert−ブチルパーオキシ)シクロヘキサン(日本油脂(株)製、パーヘキサCS)、充填剤として平均粒径3μm、最大粒径20μmのフレーク状銀粉、添加剤としてγ−グリシジルプロピルトリメトキシシラン(信越化学工業(株)製、KBM−403E)およびテトラスルフィドジトリエトキシシラン(ダイソー(株)製、CABRUS4)を表1のように配合した。
得られた接着剤の硬化後の260℃での弾性率は、350MPaであった。
また、支持体と半導体素子とを上述の接着剤で接着し、接着剤を硬化後に175℃まで加熱した際に支持体が半導体素子と反対側に凸となる反りは2〔μm〕であり、260℃まで加熱した際に支持体が半導体素子と反対側に凸となる反りは14〔μm〕であった。
(実施例3)
接着剤を構成する樹脂組成物の配合を以下のようにした以外は、実施例1と同様にした。
ラジカル重合可能な官能基を有する化合物として2−メタクリロイロキシエチルコハク酸(共栄社化学(株)製、ライトエステルHO−MS、)、1,4−シクロヘキサンジメタノールモノアクリレート(日本化成化学(株)製、CHDMMA)、マレイミド環を有する化合物としてポリアルキレン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)、アリルエステル系化合物としてポリアルキレン含有アリルエステル(昭和電工(株)製、アリルエステル樹脂DA101)、ラジカル開始剤として1,1−ジ(tert−ブチルパーオキシ)シクロヘキサン(日本油脂(株)製、パーヘ
キサCS)、充填剤として平均粒径3μm、最大粒径20μmのフレーク状銀粉、添加剤としてγ−グリシジルプロピルトリメトキシシラン(信越化学工業(株)製、KBM−403E)およびテトラスルフィドジトリエトキシシラン(ダイソー(株)製、CABRUS4)を表1のように配合した。
得られた接着剤の硬化後の260℃での弾性率は、280MPaであった。
また、支持体と半導体素子とを上述の接着剤で接着し、接着剤を硬化後に175℃まで加熱した際に支持体が半導体素子と反対側に凸となる反りは1〔μm〕であり、260℃まで加熱した際に支持体が半導体素子と反対側に凸となる反りは9〔μm〕であった。
(実施例4)
接着剤を構成する樹脂組成物の配合を以下のようにした以外は、実施例1と同様にした。
ラジカル重合可能な官能基を有する化合物としてUM−90(1/1)DA(宇部興産株式会社製、1,6−ヘキサンジオール/1,4−ジメタノールシクロヘキサン(=1/1)と炭酸ジメチルから合成したポリカーボネートジオール(分子量約900)にアクロイル基を導入したポリカーボネートジアクリレート)、2−メタクリロイロキシエチルコハク酸(共栄社化学(株)製、ライトエステルHO−MS、)、1,4−シクロヘキサンジメタノールモノアクリレート(日本化成化学(株)製、CHDMMA)、マレイミド環を有する化合物としてポリアルキレン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)、アリルエステル系化合物としてポリアルキレン含有アリルエステル(昭和電工(株)製、アリルエステル樹脂DA101)、ラジカル開始剤として1,1−ジ(tert−ブチルパーオキシ)シクロヘキサン(日本油脂(株)製、パーヘキサCS)、充填剤として平均粒径3μm、最大粒径20μmのフレーク状銀粉、添加剤としてγ−グリシジルプロピルトリメトキシシラン(信越化学工業(株)製、KBM−403E)およびテトラスルフィドジトリエトキシシラン(ダイソー(株)製、CABRUS4)を表1のように配合した。
得られた接着剤の硬化後の260℃での弾性率は、420MPaであった。
また、支持体と半導体素子とを上述の接着剤で接着し、接着剤を硬化後に175℃まで加熱した際に支持体が半導体素子と反対側に凸となる反りは2〔μm〕であり、260℃まで加熱した際に支持体が半導体素子と反対側に凸となる反りは18〔μm〕であった。
(実施例5)
接着剤を構成する樹脂組成物の配合を以下のようにした以外は、実施例1と同様にした。
ラジカル重合可能な官能基を有する化合物として2−メタクリロイロキシエチルコハク酸(共栄社化学(株)製、ライトエステルHO−MS、)、1,4−シクロヘキサンジメタノールモノアクリレート(日本化成化学(株)製、CHDMMA)、プロピルジメタクリレート(共栄社化学(株)製、ライトエステル3PG)、マレイミド環を有する化合物としてポリアルキレン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)、アリルエステル系化合物としてポリアルキレン含有アリルエステル(昭和電工(株)製、アリルエステル樹脂DA101)、ラジカル開始剤として1,1−ジ(tert−ブチルパーオキシ)シクロヘキサン(日本油脂(株)製、パーヘキサCS)、充填剤として平均粒径3μm、最大粒径20μmのフレーク状銀粉、添加剤としてγ−グリシジルプロピルトリメトキシシラン(信越化学工業(株)製、KBM−403E)およびテトラスルフィドジトリエトキシシラン(ダイソー(株)製、CABRUS4)、アクリル樹脂(東亜合成(社)製、UP−1150)を表1のように配合し、3本ロールにて混合し、更に真空脱泡して樹脂組成物を得た。
得られた接着剤の硬化後の260℃での弾性率は、260MPaであった。
また、支持体と半導体素子とを上述の接着剤で接着し、接着剤を硬化後に175℃まで加熱した際に支持体が半導体素子と反対側に凸となる反りは2〔μm〕であり、260℃
まで加熱した際に支持体が半導体素子と反対側に凸となる反りは6〔μm〕であった。
(実施例6)
接着剤を構成する樹脂組成物の配合を以下のようにした以外は、実施例1と同様にした。
ラジカル重合可能な官能基を有する化合物として2−メタクリロイロキシエチルコハク酸(共栄社化学(株)製、ライトエステルHO−MS、)、1,4−シクロヘキサンジメタノールモノアクリレート(日本化成化学(株)製、CHDMMA)、マレイミド環を有する化合物としてポリアルキレン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)、プロピルジメタクリレート(共栄社化学(株)製、ライトエステル3PG)、アリルエステル系化合物としてポリアルキレンエステル含有アリルエステル(昭和電工(株)製、アリルエステル樹脂DA101)、ラジカル開始剤として1,1−ジ(tert−ブチルパーオキシ)シクロヘキサン(日本油脂(株)製、パーヘキサCS)、充填剤として平均粒径5μm、最大粒径20μmのフレーク状銀粉と平均粒径2μm、最大粒径20μmの球状銀粉、添加剤としてγ−グリシジルプロピルトリメトキシシラン(信越化学工業(株)製、KBM−403E)およびテトラスルフィドジトリエトキシシラン(ダイソー(株)製、CABRUS4)を表1のように配合し、3本ロールにて混合し、更に真空脱泡して樹脂組成物を得た。
得られた接着剤の硬化後の260℃での弾性率は、440MPaであった。
また、支持体と半導体素子とを上述の接着剤で接着し、接着剤を硬化後に175℃まで加熱した際に支持体が半導体素子と反対側に凸となる反りは3〔μm〕であり、260℃まで加熱した際に支持体が半導体素子と反対側に凸となる反りは17〔μm〕であった。
(比較例1)
接着剤を構成する樹脂組成物の配合を以下のようにした以外は、実施例1と同様にした。
ラジカル重合可能な官能基を有しない化合物としてジグリシジルビスフェノールF(日本化薬(社)製、RE−303S)、クレジルグレシジルエーテル(阪本薬品(社)製、CGE)、上記熱硬化樹脂の硬化剤としてビスフェノールF(大日本インキ工業(株)製、DIC−BPF)、硬化促進剤として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)、充填剤としてフレーク状銀粉を、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。
得られた接着剤の硬化後の260℃での弾性率は、140MPaであった。
また、支持体と半導体素子とを上述の接着剤で接着し、接着剤を硬化後に175℃まで加熱した際に支持体が半導体素子と反対側に凸となる反りは0〔μm〕であり、260℃まで加熱した際に支持体が半導体素子と反対側に凸となる反りは2〔μm〕であった。
各実施例および比較例で得られた半導体装置について、以下の評価を行った。評価項目を内容と共に示す。得られた結果を表1に示す。
1.耐半田クラック性
下記のリードフレームとシリコンチップを、175℃に設定されたオーブン中で30分加熱し硬化させ接着した。その後スミコンEME−G700(住友ベークライト(株)製)を封止材として用い封止したパッケージを85℃、相対湿度60%の条件下で168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)を行い、処理後のパッケージを超音波深傷装置(透過型)により剥離の程度を測定した。各符号は、以下の通りである。
パッケージ:QFP(14×20×2.0mm)
リードフレーム:銀スポットメッキした銅リードフレーム
チップサイズ:5×5mm
◎:半導体装置に剥離が、無かった。
○:半導体装置に剥離が、面積比で10%未満であった。
△:半導体装置に剥離が、面積比で10%以上30%未満であった。
×:半導体装置に剥離が、面積比で30%以上であった。
2.接着性
4×4mmシリコンチップをダイアタッチ部に銀メッキがある銅リードフレーム上にマウントし、表面温度が175℃に設定されたオーブン中で30分加熱し、硬化した。硬化直後および封止材のポストモールドキュアと同等条件(175℃、4時間)で加熱した後吸水処理後(85℃、85RH%、72時間)に自動接着力測定装置を用いて250℃での熱時ダイシェア強度を測定した(単位:N/チップ)。この時の測定値が35N/チップ以上であるものを合格とした。
表1から明らかなように、実施例1〜6は、耐半田クラック性に優れていた。
さらに、実施例1〜6は、接着強度にも優れていた。
図1は、本発明の接着剤を模式的に示す断面図である。
1 接着剤
2 支持体
3 半導体素子

Claims (7)

  1. ラジカル重合可能な官能基を有する化合物を含む熱硬化性樹脂および充填剤を含む樹脂組成物からなり、支持体に半導体素子を接着するために用いる接着剤であって、
    前記熱硬化性樹脂は、(A)非ポリカーボネート系(メタ)アクリロイル基を有する化合物を必須成分とし、更に下記のI、II、IIIの中から選ばれるいずれか1種の組み合わせを含有し、
    I:(B)ポリカーボネート系(メタ)アクリロイル基を有する化合物
    II:(C)マレイミド環を有する化合物と、(D)アリルエステル系化合物
    III:(B)ポリカーボネート系(メタ)アクリロイル基を有する化合物と、(D)ア
    リルエステル系化合物
    前記樹脂組成物は、ラジカル開始剤を含有するものであり、
    前記充填剤の配合量は樹脂組成物全体の60〜90重量%であり、
    前記熱硬化性樹脂の中のラジカル重合可能な官能基を有する化合物の配合量は樹脂組成物全体の10〜25重量%であり、
    (A)成分の配合量は樹脂組成物全体の4.6〜9.6重量%、
    (B)成分の配合量は樹脂組成物全体の6.0〜14.3重量%、
    (C)成分の配合量は樹脂組成物全体の1〜10重量%、
    (D)成分の配合量は樹脂組成物全体の5〜15重量%、
    ラジカル開始剤の配合量は樹脂組成物全体の0.4重量%以下
    であり、
    前記接着剤の硬化後の260℃での弾性率が、250MPa以上であり、600MPa以下であり、
    ダイパッド部サイズが8mm×8mm×160μmの銅製リードフレームである支持体と、サイズが6mm×6mm×350μmである半導体素子とを、厚み20μmの前記接着剤で接着して、該接着剤を硬化後に260℃まで加熱した際に該支持体が該半導体素子と反対側が凸となるように反るものであり、
    該半導体素子の表面において対角に粗さを測定し、最も高く突き出された部分の高さと該半導体素子の端部の高さの高低差を反りの値として、
    175℃まで加熱した際に該支持体が該半導体素子と反対側に凸となる反りをA〔μm〕、
    260℃まで加熱した際に該支持体が該半導体素子と反対側に凸となる反りをB〔μm〕、
    としたとき、
    B−A≧4〔μm〕である
    ことを特徴とする、両面封止をした半導体装置用の接着剤。
  2. 前記樹脂組成物は、更に、テトラスルフィドジトリエトキシシランを含むことを特徴とする、請求項1に記載の接着剤
  3. 前記マレイミド環を有する化合物は、芳香族環を有さないビスマレイミド化合物である請求項1または2に記載の接着剤。
  4. 前記アリルエステル系化合物は、芳香族環を有さないアリルエステル系化合物である請求項1ないし3のいずれかに記載の接着剤。
  5. 前記接着剤は、液状であり、塗布した後、加熱硬化させるものである請求項1ないし4のいずれかに記載の接着剤。
  6. 前記接着剤は、フィルム状であり、支持体にフィルム状接着剤をラミネートした後、加熱硬化させるものである請求項1ないし4のいずれかに記載の接着剤。
  7. 請求項1ないし6のいずれかに記載の接着剤の硬化物を有することを特徴とする半導体パッケージ。
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JP4050290B2 (ja) * 2005-08-26 2008-02-20 住友ベークライト株式会社 半導体用接着フィルム及びこれを用いた半導体装置
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JP5419318B2 (ja) * 2006-03-06 2014-02-19 住友ベークライト株式会社 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
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