JP6074309B2 - 半導体接着用熱硬化型樹脂組成物及びそれを用いた半導体装置 - Google Patents
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Description
一般式(1)及び(2)のN−(メタ)アクリロイル基を有するアミノアルキルトリメリット酸及びその無水物のR1がメチル基、R2が水素原子である化合物の合成方法を例に以下説明する。まず、ジアミン化合物(3)を用意し、その一方のアミノ基を保護基で保護し、一般式(4)の化合物とする。
次に、得られた一般式(4)の化合物のもう一方のアミノ基と(メタ)アクリル酸クロリドを反応させることにより一般式(5)の化合物を得る。続けて、保護基を除去し、一般式(6)の化合物とした後、無水トリメリット酸クロリドを反応させることにより、一般式(1)のR1がメチル基、R2が水素原子である化合物(1A)が得られる。
さらに、この化合物を加水分解することにより一般式(2)のR1がメチル基、R2が水素原子である化合物(2A)が得られる。
本発明の半導体装置は、本発明の半導体接着用熱硬化型樹脂組成物を用いて公知の方法により製造でき、例えば、上記樹脂組成物を介して半導体素子をリードフレームにマウントし、半導体接着用熱硬化型樹脂組成物を加熱硬化させた後、リードフレームのリード部と半導体素子上の電極とをワイヤボンディングにより接続し、次いで、これらを封止樹脂を用いて封止することにより製造することができる。ボンディングワイヤとしては、例えば、銅、金、アルミ、金合金、アルミニウム−シリコン等からなるワイヤが例示される。また、導電性ペーストを硬化させる際の温度は、通常、150〜250℃であり、0.5〜2時間程度加熱することが好ましい。
11.6g(100mmol)のヘキサン−1,6−ジアミン及び14.8g(100mmol)の無水フタル酸を酢酸に溶解して110℃で3時間撹拌し、減圧下で酢酸を留去することによって、黄色液体の目的化合物を得た。
21.9g(90mmol)の2−(6−アミノヘキシル)−2−イソインドール−1,3−ジオン、37.4gの炭酸カリウム、14.1g(136mmol)のメタクリロイルクロライドをアセトニトリルに溶解して0℃で24時間撹拌し、減圧下でアセトニトリルを留去した。得られた粗生成物にクロロホルムを添加し、イオン交換水、飽和炭酸水素ナトリウム、希塩酸で順次洗浄し、クロロホルム層を無水硫酸ナトリウムで脱水した後、減圧下でクロロホルムを留去することによって、黄色固体の目的化合物を得た。
17.8g(56.5mmol)のN−6−(1,3−ジオキソイソインドーリン−2−イル)ヘキシルメチルアクリルアミド及び21.2mLのヒドラジン一水和物をエタノールに溶解して室温で48時間撹拌し、減圧下でエタノールを留去した。得られた粗生成物をオープンカラムクロマトグラフィーによって分離して白色固体の目的化合物を得た。
3.0g(16.3mmol)のN−(6−アミノヘキシル)メタクリルアミド、2.0g(25.4mmol)のピリジン、3.4g(20.3mmol)の無水トリメリット酸クロライドをジクロロメタンに溶解して0℃で24時間撹拌した。この反応混合物を希塩酸、飽和炭酸水素ナトリウム、イオン交換水で順次洗浄し、ジクロロメタン層を無水硫酸ナトリウムで脱水した後、減圧下でジクロロメタンを留去した。
得られた粗生成物をオープンカラムクロマトグラフィーによって分離し、黄色粘性体の目的化合物(1a)[慣用名:4−(N−メタクリロイルアミノヘキシルアミノ)−トリメリット酸無水物]を得た。
N−(6−メタクリルアミノヘキシル)トリメリティックアミドを加水分解することによって黄色粉末の目的化合物(2a)[慣用名:4−[6−(N−メタクリロイルアミノヘキシルアミノ)]−トリメリット酸]を得た。
参考例1で得られた化合物(2a)(4−MAT) 10質量部、アクリル変性ポリブタジエンとしてMM−1000−80(日本石油化学(株)製、商品名;数平均分子量 1000) 70質量部、2−メタクリロイロキシエチルコハク酸としてライトエステルHO−MS(共栄社化学(株)製、商品名) 30質量部、ジクミルパーオキサイドとしてパークミルD(日本油脂(株)製、商品名;急速加熱試験における分解温度 175℃) 1質量部、アルコキシシランとしてKBM−403(信越化学工業(株)製、商品名) 0.2質量部及び銀粉(粒径 0.1〜30μm、平均粒径 3μm、フレーク状) 250質量部を十分に混合し、さらに三本ロールで混練して半導体接着用熱硬化型樹脂組成物を製造した。
銀粉に代えて、シリカ粉末(平均粒径 3μm、最大粒径 20μm、球状)180質量部を用いた以外は実施例1と同様にして半導体接着用熱硬化型樹脂組成物を製造した。
アクリル変性ポリブタジエンに代えて、アクリル変性水素添加型ポリブタジエンのTEAI−1000(日本曹達(株)製、商品名;数平均分子量 2250) 70質量部を用いた以外は実施例1と同様にして半導体接着用熱硬化型樹脂組成物を製造した。
アクリル変性ポリブタジエンに代えて、メタクリル変性ポリイソプレンのUC−102(クラレ(株)製、商品名;数平均分子量 17000) 70質量部を用いた以外は実施例1と同様にして半導体接着用熱硬化型樹脂組成物を製造した。
4−MATの配合量を20質量部とした以外は実施例1と同様にして半導体接着用熱硬化型樹脂組成物を製造した。
4−MATを非配合とし、かつ、アルコキシシランのKBM−403の配合量を1.0質量部とした以外は実施例1と同様にして半導体接着用熱硬化型樹脂組成物を製造した。
4−MATを非配合とし、かつ、アルコキシシランのKBM−403の配合量を1.0質量部とした以外は実施例2と同様にして半導体接着用熱硬化型樹脂組成物を製造した。
(1)初期粘度
調製直後の半導体接着用熱硬化型樹脂組成物の粘度を、東機産業(株)製のE型粘度計(3°コーン)を用い、25℃、2.5rpmの条件で測定した。
得られた半導体接着用熱硬化型樹脂組成物を150℃で30分間加熱し硬化させて作製したフィルム状試験片(20mm×4mm×0.1mm)について、セイコーインスツルメンツ(株)製の動的粘弾性測定装置DMS6100を用い、25℃における引張弾性率を測定した。測定条件は以下の通りである。
測定温度:−100〜300℃
昇温速度:5℃/分
周波数:10Hz
荷重:100mN
得られた半導体接着用熱硬化型樹脂組成物を25℃の恒温槽内に放置し、粘度が初期粘度の1.5倍以上に増粘するまでの日数を調べた。
得られた半導体接着用熱硬化型樹脂組成物を銅フレーム上に20μm厚に塗布し、その上に2mm×2mmの半導体チップ(シリコンチップ)をマウントし、200℃で60分間加熱硬化させ、接続サンプルを作製した。この接続サンプルについて、西進商事(株)製のボンドテスターSS−100KP(商品名)を用いて260℃で測定した。
(5)耐半田リフロー性
得られた半導体接着用熱硬化型樹脂組成物を銅フレーム上に20μm厚に塗布し、その上に6mm×6mmの半導体チップ(シリコンチップ、表面アルミニウム配線のみ)をマウントし、200℃で60分間加熱硬化させた後、京セラケミカル(株)製のエポキシ樹脂封止材(商品名:KE−G1200)を用いて封止し、半導体パッケージ(80pQFP、14mm×20mm×2mm)を作製した。封止は、まず、175℃、2分間、1MPaの条件でトランスファー成形し、その後、175℃で8時間の後硬化を行った。このパッケージに85℃、85%RH、168時間の吸湿処理を施した後、IRリフロー処理(260℃、10秒)を行い、パッケージの外部クラック(パッケージ表面のクラック)の発生の有無を顕微鏡(倍率:15倍)で観察し、その発生数を調べた。また、パッケージの内部クラック(チップクラック)の発生の有無を超音波顕微鏡で観察し、その発生数を調べた(サンプル数:n=5)。
Claims (6)
- 前記(A)成分が室温で液状であり、かつ1分子内に少なくとも1つのアクリル基又はメタクリル基を有することを特徴とする請求項1記載の半導体接着用熱硬化型樹脂組成物。
- 前記(A)成分と(B)成分との質量比が10:90〜90:10であることを特徴とする請求項1又は2記載の半導体接着用熱硬化型樹脂組成物。
- 前記(A)成分と(B)成分の合計量100質量部に対し、前記(D)成分を0.01〜70質量部含有することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項記載の半導体接着用熱硬化型樹脂組成物。
- 前記(A)成分と(B)成分の合計量100質量部に対し、前記(C)成分を0.1〜10質量部、前記(E)成分を1〜300質量部含有することを特徴とする請求項4記載の半導体接着用熱硬化型樹脂組成物。
- 請求項1乃至5のいずれか1項記載の半導体接着用熱硬化型樹脂組成物により、半導体素子を半導体素子支持部材上に接着してなることを特徴とする半導体装置。
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