JP5790253B2

JP5790253B2 - 液状樹脂組成物および半導体装置

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Publication number: JP5790253B2
Application number: JP2011166122A
Authority: JP
Inventors: 康二牧原; 竜一村山
Original assignee: Sumitomo Bakelite Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Bakelite Co Ltd
Priority date: 2011-07-29
Filing date: 2011-07-29
Publication date: 2015-10-07
Anticipated expiration: 2031-07-29
Also published as: JP2013030637A

Description

本発明は、液状樹脂組成物および半導体装置に関する。

近年、携帯電話などの電子機器の小型軽量化、薄型化、高機能化が著しく進む中で半導体パッケージ自体の小型薄型化が強く要求されており、それに伴い半導体パッケージ内の半導体素子の薄型化が必要不可欠となってきている。半導体素子を支持体に接着するダイアタッチ材料としてはコストメリットなどの理由で液状のダイアタッチ材料がしばしば用いられるが、薄型化された半導体素子を支持体にマウントする状況において液状のダイアタッチ材料を使用した場合は半導体素子上部に這い上がりやすくなるため、液状のダイアタッチ材料としてはより一層低加重で良好な濡れ拡がり性を示すことが求められている。

また、半導体パッケージの高集積化に伴い半導体素子の発熱量の増加が見込まれるため、熱伝導性への要求も高く、さらには高集積化のために支持体となる有機基板の端子間のファインピッチ化が加速しており、ダイパッドとワイヤーボンディングをするＡｕ層のギャップが非常に狭くなるため、ダイアタッチ材料には今まで以上にＢＴ基板（シアネートモノマーおよびそのオリゴマーとビスマレイミドからなるＢＴレジン使用基板）の金メッキ部分やソルダーレジストが塗布されていないＢＴ部分でブリードしないことも要求されるようになってきている。

一般的に液状のダイアタッチ材料は導電性と非導電性のタイプに大別されるが、非導電性タイプは安価な非金属類のフィラーを用いて作製されるため、導電性タイプと比較して非常に安価であり、さらに導電性を必要しない、あるいはチップスタックなどの絶縁性を必要とする用途において使用することが可能であるため現在幅広く用いられている。

これまで、非導電性タイプのダイアタッチ材料には非導電性フィラーとしてシリカを用いて作業性を向上させたものが開発されているが（例えば、特許文献１参照）、シリカ表面に対して樹脂が濡れにくいためにチキソ性が高くなり、その結果、低加重でのチップ濡れ広がり性、さらに熱伝導率も良くなかった。また、非導電性フィラーとして熱伝導性の良好なアルミナを用いたものも開発されているが（例えば、特許文献２参照）、チップ濡れ広がり性、ブリード性、熱伝導性すべてを満足するものはなく、すべてを満足できる液状のダイアタッチ材料の開発が望まれていた。

特許２５０１２５８号公報特開平８−４１２９４号公報

本発明は、チップマウント後の濡れ拡がり性、ブリード性に優れ、かつ良好な熱伝導性を示す樹脂組成物および本発明を半導体用ダイアタッチ材または放熱部材用接着剤として使用した際に信頼性、熱伝導性に優れた半導体装置を提供することである。

このような目的は、下記[１]〜[６]に記載の本発明により達成される。
[１] 基材と半導体素子とを接着する液状樹脂組成物であって、
（Ａ）ラジカル重合可能な官能基を有する化合物
（Ｂ）非導電性の熱伝導性フィラーを含有し、
前記（Ｂ）の平均粒径が２〜１５ｕｍ、
前記（Ｂ）の含有量が３２．５〜４７．５ｖｏｌ％、
さらにその時の液状樹脂組成物のブルックフィールド粘度計による０．５ｒｐｍと５．０ｒｐｍのチキソ比が１以上４以下であることを特徴とする液状樹脂組成物。

[２] 前記（Ａ）のラジカル重合可能な官能基が不飽和炭素−炭素結合である［１］に記載の液状樹脂組成物。

[３] 前記（Ａ）のラジカル重合可能な官能基が、（メタ）アクリロイル基である［１］または［２］に記載の液状樹脂組成物。

[４] 前記（Ｂ）が、アルミナ、マグネシア、窒化ホウ素、窒化アルミニウムより選ばれる少なくとも１種である［１］〜［３］のいずれか１項に記載の液状樹脂組成物。

[５] さらに、前記液状樹脂組成物が少なくとも１つ以上の低応力剤を含有する［1］〜［４］のいずれか１項に記載の液状樹脂組成物。

[６] ［１］〜［５］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または放熱部材接着用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。

本発明の樹脂組成物は、チップマウント後の濡れ拡がり性、ブリード性に優れ、かつ良好な熱伝導性を示すので、本発明を半導体用ダイアタッチ材または放熱部材用接着剤として使用することで信頼性、熱伝導性に優れた半導体装置の提供が可能となる。

本発明の一実施形態に係る半導体装置の構成を示す断面図である。

本発明は、（Ａ）ラジカル重合可能な官能基を有する化合物、（Ｂ）非導電性の熱伝導性フィラー、を含有する樹脂組成物であり、該非導電性の熱伝導性フィラーの平均粒径が２〜１５ｕｍ、含有量が３２．５〜４７．５ｖｏｌ％、さらにその時の樹脂組成物のＢＦ粘度計による０．５ｒｐｍと５．０ｒｐｍのチキソ比が１以上４以下であることによって、良好なチップマウント後の濡れ拡がり性、ブリード性、かつ熱伝導性を実現できるので、本発明を半導体用ダイアタッチ材または放熱部材用接着剤として使用することで信頼性、熱伝導性に優れた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。

本発明に係る液状樹脂組成物は、硬化後の接着性や弾性率などにおいて良好な特性を示すことができるという観点から、（Ａ）ラジカル重合可能な官能基を有する化合物（以下、（Ａ）成分ともいう）を含有する。さらに、硬化性の良さを考慮するとラジカル重合可能な官能基としては、不飽和炭素−炭素結合であることが好ましく、例えば（メタ）アクリロイル基、（メタ）アリル基、ビニル基、マレイミド基などが挙げられる。なかでも、（メタ）アクリロイル基を有する化合物は、保存安定性、硬化性、接着性の他に、非導電性の熱伝導性フィラーとの濡れ性が良いため、チキソ性が高くならず、良好なチップマウント後の濡れ広がり性を示すことから特に好ましい。また、本発明の目的を達成することが可能な範囲で、また硬化性、作業性、信頼性等に影響を与えない範囲で種類の異なるラジカル重合可能な官能基を有する化合物を併用したり、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の種類の異なる樹脂を併用することも可能である。なお、（Ａ）ラジカル重合可能な官能基を有する化合物は液状樹脂組成物中に１５〜４５ｗｔ％含まれることが好ましい。これにより、リフローなどの高温処理に耐えうる接着強度を達成できるといった効果を奏する。

本発明で使用する（Ａ）ラジカル重合可能な官能基を有する化合物の一つである（メタ）アクリロイル基を有する化合物の具体的な例としては、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（メタ）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、エトキシ化ビスフェノールＡ（メタ）アクリレート、プロポキシ化ビスフェノールＡ（メタ）アクリレート、スチレン誘導体、α−メチルスチレン誘導体などが挙げられるが特に限定しない。また、これらの（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種類以上を併用してもかまわない。

本発明で使用する（Ａ）ラジカル重合可能な官能基を有する化合物の一つである（メタ）アリル基を有する化合物の具体的な例としては、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の他に、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などが挙げられるが特に限定しない。また、これらの（メタ）アリ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種類以上を併用してもかまわない。

本発明で使用する（Ａ）ラジカル重合可能な官能基を有する化合物の一つであるビニル基を有する化合物の具体的な例としては、例えば１，３−ブタジエン、ｐ−メチルスチレン、スチレン、ｐ−クロロスチレン、アクリロニトリルなどが挙げられるが特に限定しない。また、これらのビニ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種類以上を併用してもかまわない。

本発明で使用する（Ａ）ラジカル重合可能な官能基を有する化合物の一つであるマレイミド基を有する化合物の具体的な例としては、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−サクシニミジル６−（２，４−ジニトロアニリノ）ヘキサノエート、Ｎ−サクシニミジル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好ましい。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。また、これらのマレイミド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種類以上を併用してもかまわない。

本発明に係る液状樹脂組成物は、絶縁性や熱伝導性において良好な特性を示すことができるという観点から、（Ｂ）非導電性の熱伝導性フィラー（以下、（Ｂ）成分ともいう）を含有することが好ましい。ここでいう（Ｂ）非導電性の熱伝導性フィラーとは、体積固有抵抗が１×１０¹²Ω・ｃｍ以上であり、かつ熱伝導率が２０Ｗ／ｍ・Ｋ以上のフィラーを指し、特に上述の特性を有するセラミックス粉末であることが好ましい。このような（Ｂ）非導電性の熱伝導性フィラーとしては、例えばアルミナ、マグネシア、窒化ホウ素、窒化アルミニウムなどが挙げられ、これらは単独または２種類以上を混合して用いることもできる。

本発明で使用する（Ｂ）非導電性の熱伝導性フィラーの平均粒径は、２μｍ以上１５μｍ以下であることが好ましく、３μｍ以上１０μｍ以下であることがより好ましい。これは平均粒径がこれより小さい場合には液状樹脂組成物の粘度、チキソ比が高くなりすぎ、良好なチップマウント後の濡れ広がり性を得ることができず、これより大きい場合には、チップマウント後のダイアタッチ層の厚みが厚くなったり、粗粒の影響によって濡れ広がり性が悪化するためである。

本発明で使用する（Ｂ）非導電性の熱伝導性フィラーの含有量は、３２．５ｖｏｌ％以上４７．５ｖｏｌ％以下であることが好ましく、３５ｖｏｌ％以上４５ｖｏｌ％以下であることがより好ましい。これは含有量がこれより小さい場合には（Ｂ）非導電性の熱伝導性フィラーを添加した効果が薄くなり、良好な熱伝導性を有する硬化物を得ることができず、これより大きい場合には、液状樹脂組成物の粘度、チキソ比が高くなりすぎ、良好なチップマウント後の濡れ広がり性を得ることができないためである。

また、本発明において（Ａ）ラジカル重合可能な官能基を有する化合物と上記条件を満たす（Ｂ）非導電性の熱伝導性フィラーを含有する液状樹脂組成物はブルックフィールド粘度計による０．５ｒｐｍと５．０ｒｐｍのチキソ比が１以上４以下であることが好ましい。これは、このチキソ比の値は（Ａ）ラジカル重合可能な官能基を有する化合物を含むワニス成分と（Ｂ）非導電性の熱伝導性フィラーの濡れ性を表すものであるため、チキソ比がこれより小さい場合にはディスペンス時にタレが生じやすくなり、これより大きい場合には、良好なブリード性やチップマウント後の濡れ広がり性を得ることができないためである。なお、チキソ比は０．５ｃｃの液状樹脂組成物を２５℃の条件下ブルックフィールド粘度計（ＨＡＤＶ−３Ｕｌｔｒａ、スピンドルＣＰ−５１（角度１．５６５°、半径
１．２ｃｍ））で０．５ｒｐｍと５．０ｒｐｍの回転数にて測定した際に得られるそれぞれの粘度の値η_0.5rpm、η_5.0rpmからη_0.5rpm／η_5.0rpmとして求めることができる。

また、本発明の液状樹脂組成物は、低応力剤を含有することも可能である。低応力剤を使用することで液状樹脂組成物の硬化物に靭性や低応力性を付与することができ、これによって半導体素子と支持体との密着性が大幅に向上することになり剥離がより一層生じにくいものとなる。使用される低応力剤としては特に限定されないが、例えばポリイソプレン、ポリブタジエン、１，２−ポリブタジエン、スチレン−ブタジエンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、ポリクロロプレン、ポリ（オキシプロピレン）、ポリ（オキシテトラメチレン）グリコール、ポリオレフィングリコール、ポリ−ε−カプロラクトン、シリコーンゴム、ポリスルフィドゴム、フッ素ゴムなどが挙げられ、これらは単独または２種類以上を混合して用いることもできる。

前記低応力剤の配合量は、液状樹脂組成物中１重量％以上１５重量％以下であることが好ましい。これは配合量がこれより小さい場合には目的とする靭性や低応力性を充分に付与することができず、これより大きい場合には液状樹脂組成物の粘度が高くなりすぎ作業性が悪化する原因となるためである。

また、前記低応力剤は、他の樹脂との相溶性を高くする目的として、官能基を有している低応力剤を用いることがより好ましい。低応力剤が有する具体的な官能基としては、ビニル基、エポキシ基、カルボキシ基、水酸基または無水マレイン酸基などが挙げられる。これらの官能基の中でも、相溶性が高くなり、塗布作業性に優れた液状樹脂組成物が得られる点で無水マレイン酸基を有する低応力剤を使用することがより好ましい。

本発明は、（Ａ）ラジカル重合可能な官能基を有する化合物を含有しているため、重合反応を開始させる目的で重合開始剤を一緒に用いることが可能である。重合開始剤としては熱ラジカル重合開始剤が好ましく用いられるが、これは本発明の液状樹脂組成物は通常蛍光灯などの照明下で使用されるため光重合開始剤が含まれていると使用中に反応が進行し粘度上昇が生じるからである。このため、光重合開始剤は実質的に粘度上昇が観察されない程度で微量に存在してもよいが、好ましくは含有しないことである。通常熱ラジカル重合開始剤として用いられるものであれば特に限定されないが、望ましいものとしては、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）における分解温度が４０〜１４０℃となるものが好ましい。分解温度が４０℃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、１４０℃を越えると硬化時間が極端に長くなるため好ましくない。これを満たす熱ラジカル重合開始剤の具体的な例としては、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、メチルアセトアセテートパーオキサイド、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）３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、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、１，１−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）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、１，１−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）シクロドデカン、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、１，１−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）−２−メチルシクロヘキサン、ｔ−ブチルハイドロパーオキサイド、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、ｔ−ヘキシ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、α、α’−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）ジイソプロピルベンゼン、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、イソブチリルパーオキサイド、３，５，５−トリメチルヘキサノイルパーオキサイド、オクタノイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、桂皮酸パーオキサイド、ｍ−トルオ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、ジ（３−メチル−３−メトキシブチル）パーオキシジカーボネート、ジ（４−ｔ−ブチルシクロヘキシル）パーオキシジカーボネート、α、α’−ビス（ネオデカノイルパーオキシ）ジイソプロピルベンゼン、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、１−シクロヘキシル−１−メチルエチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート、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−３，５，５−トリメチルヘキサノエート、ｔ−ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、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、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、ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）イソフタレート、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）ベンゾフェノンなどが挙げられるが、これらは単独あるいは硬化性を制御するために２種類以上を併用して用いることもできる。重合開始剤の好ましい配合量は液状樹脂組成物中に０．０２重量％以上５重量％以下であり、より好ましくは０．０５重量％以上２重量％以下である。

さらに、本発明の液状樹脂組成物はカップリング剤、消泡剤、界面活性剤などの添加剤を使用することも可能である。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、その後真空下脱泡することにより製造することができる。

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、リードフレームあるいは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、半導体素子をマウントし、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（ＢａｌｌＧｒｉｄＡｒｒａｙ）などのチップ裏面に液状樹脂組成物をディスペンスしヒートスプレッダー、リッドなどの放熱部品を搭載し加熱硬化するなどである。

本発明の半導体装置の一実施形態について、図１に基づいて説明する。
図１の半導体装置１０おいて、本発明の液状樹脂組成物は接着層１として用いられる。本実施の形態において、ダイパット２は、特に限定されないが、リードフレーム、他の半導体素子、回路基板を含む実装基板、半導体ウエハ等の各種基材を用いることができる。この中でも、接着層１の放熱機能を発揮することが可能となるため、リードフレーム、ヒートシンクまたはＢＧＡ基板が好ましい。
また、半導体素子３は、パッド７及びボンディングワイヤ６を介して、リード４に電気的に接続している。また、半導体素子３は、その周囲が封止材層５により封止されている。

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］
（Ａ）ラジカル重合可能な官能基を有する化合物として１，４−ジメタノールシクロヘキサン／１，６−ヘキサンジオール（＝１／３（重量比））と炭酸ジメチルから合成した分子量約９００のポリカーボネートジオールにメタクリル酸メチルを反応することにより得られるポリカーボネートジメタクリレート（宇部興産（株）製、ＵＭ−９０（１／３）ＤＭ、以下（Ａ）成分１）、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、以下（Ａ）成分２）、テトラヒドロフルフリルメタクリレート（共栄社化学（株）製、ライトエステルＴＨＦ、（Ａ）成分３）、（Ｂ）非導電性の熱伝導性フィラーとして平均粒径３μｍのアルミナ粒子（新日鉄マテリアルズ（株）マイクロン社製、ＡＸ３−１５Ｒ）、チキソ性付与剤として一次粒子平均径１２ｎｍのシリル化シリカ（日本アエロジル（株）製、ＡＥＲＯＳＩＬＲ８０５、以下チキソ性付与剤）、低応力剤としてポリブタジエンと無水マレイン酸との反応により得られる無水マレイン酸変性ポリブタジエン（Ｓａｔｏｍｅｒ社製、Ｒｉｃｏｂｏｎｄ１７３１、数平均分子量５４００、酸無水物当量５８３、以下低応力剤）、添加剤としてメタクリ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−５０３Ｐ、以下カップリング剤１）、脂環式エポキシ基を有するシランカップリング剤（信越化学工業（株）製、ＫＢＭ−３０３、以下カップリング剤２）、重合開始剤として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、以下重合開始剤）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た後、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％である。

［実施例２〜４］
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では非導電性の熱伝導性フィラー（Ｂ）として平均粒径１０μｍのアルミナ粒子（（株）アドマテックス製、ＡＯ−５０９）を用いた。

［比較例１〜５］
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３では非導電性の熱伝導性フィラー（Ｂ）として平均粒径０．７μｍのアルミナ粒子（（株）アドマテックス製、ＡＯ−５０２）、比較例４では非導電性の熱伝導性フィラー（Ｂ）として平均粒径２０μｍのアルミナ粒子（（株）アドマテックス製、ＡＯ−５２０）、比較例５では非導電性の非熱伝導性フィラーとして平均粒径０．６μｍのシリカ粒子（（株）アドマテックス製、ＳＯ−Ｅ２／２４Ｃ）を用いた。

（評価方法）
・粘度：ブルックフィールド粘度計（ＨＡＤＶ−３Ｕｌｔｒａ、スピンドルＣＰ−５１（
角度１．５６５°、半径１．２ｃｍ））を用い、２５℃、０．５ｒｐｍ、５．０ｒｐｍでの値を液状樹脂組成物作製直後に測定した。粘度の単位はＰａ・Ｓである。チキソ比は０．５ｒｐｍ、５．０ｒｐｍにおけるそれぞれの粘度の値η_0.5rpm、η_5.0rpmからη_0.5rpm／η_5.0rpmとして求めることができ、チキソ比が１以上４以下の場合を合格とした。
・濡れ拡がり性：表１に示す液状樹脂組成物を用い、厚み０．３ｍｍのＢＴ基板（シアネートモノマーおよびそのオリゴマーとビスマレイミドからなるＢＴレジン使用基板）にガラスチップ（７ｘ７ｍｍ、厚み０．２ｍｍ）を７割程度のチップ濡れになるように低加重でマウントし、その後常温で１０分放置した後、デジタル顕微鏡によりチップ濡れ残りの程度を測定した。液状樹脂組成物のチップ濡れ残り面積が５％未満の場合を合格とした。濡れ残り面積の単位は％である。

・熱伝導率：表１に示す液状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１７５℃４時間。ただし１７５℃までは室温から３０分間かけて昇温した。）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）より熱伝導率（＝α×Ｃｐ×ρ）を算出し、１Ｗ／ｍ・Ｋ以上の場合を合格とした。熱伝導率の単位はＷ／ｍ・Ｋである。

・ブリード性：表１に示す液状樹脂組成物を用いてＢＴ基板（シアネートモノマーおよびそのオリゴマーとビスマレイミドからなるＢＴレジン使用基板）の金メッキ（Ａｕ）部分とソルダーレジストが塗布されていないＢＴ部分に、シリコンチップ（１×１ｍｍ、厚み０．５３ｍｍ）を１７５℃１５分（ランプアップ３０分）で硬化し接着した。その後、デジタル顕微鏡によりブリードの程度を測定した。硬化後の液状樹脂組成物のブリードが５μｍ未満の場合を合格とした。ブリードの単位はμｍである。

本発明により得られる液状樹脂組成物を用いると、チップマウント後の濡れ広がり性やブリード性に優れているためダイボンディングやワイヤーボンディングの工程で問題を起こすことなく、さらに熱伝導性が良好なため高機能の半導体装置を得ることができる。

１接着層
２ダイパッド
３半導体素子
４リード
５封止材層
６ボンディングワイヤ
７パッド
１０半導体装置

Claims

基材と半導体素子とを接着する液状樹脂組成物であって、
（Ａ）ラジカル重合可能な官能基を有する化合物
（Ｂ）非導電性の熱伝導性フィラーを含有し、
前記（Ｂ）の平均粒径が２〜１５ｕｍ、
前記（Ｂ）の含有量が３２．５〜４７．５ｖｏｌ％、
前記（Ｂ）の体積固有抵抗が１×１０ ^１２ Ω・ｃｍ以上、
前記（Ｂ）の熱伝導率が２０Ｗ／ｍ・Ｋ以上、
さらにその時の液状樹脂組成物のブルックフィールド粘度計による０．５ｒｐｍと５．０ｒｐｍのチキソ比が１以上４以下であることを特徴とする液状樹脂組成物。
前記（Ａ）のラジカル重合可能な官能基が不飽和炭素−炭素結合である請求項１に記載の液状樹脂組成物。
前記（Ａ）のラジカル重合可能な官能基が、（メタ）アクリロイル基である請求項１または請求項２に記載の液状樹脂組成物。
前記（Ｂ）が、アルミナ、マグネシア、窒化ホウ素、窒化アルミニウムより選ばれる少なくとも１種である請求項１〜３のいずれか１項に記載の液状樹脂組成物。
さらに、前記液状樹脂組成物が少なくとも１つ以上の低応力剤を含有する請求項１〜４のいずれか１項に記載の液状樹脂組成物。
請求項１〜５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または放熱部材接着用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。