JP6182070B2 - Die bonding agent - Google Patents
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Description
本発明は、ダイボンディング剤、ダイボンディング剤を用いた半導体装置及び半導体装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a die bonding agent, a semiconductor device using the die bonding agent, and a method for manufacturing the semiconductor device.
半導体装置の製造において、ＩＣ、ＬＳＩ等の半導体素子と基板やリードフレームとの接着工程ではダイボンディング剤が汎用されている。典型的には、接着工程では、基板１にダイボンディング剤２を塗布し、加熱してダイボンディング剤をＢステージ化（半硬化）した後、半導体素子３をマウントして、さらに加熱してＣステージ化（全硬化）まで硬化を進める。その後、半導体素子の電極部と基板の回路パターンとをワイヤ４により接続した後（ワイヤボンディング）、封止剤５を用いて封止することにより、半導体装置６を得ることができる（図１参照）。このような方法に使用するダイボンディング剤としては、エポキシ樹脂系のものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。 In the manufacture of semiconductor devices, die bonding agents are widely used in the bonding process between a semiconductor element such as an IC or LSI and a substrate or lead frame. Typically, in the bonding process, the die bonding agent 2 is applied to the substrate 1 and heated to form a B-stage (semi-curing) the die bonding agent, and then the semiconductor element 3 is mounted and further heated to form C Continue curing until staged (total curing). Then, after connecting the electrode part of a semiconductor element and the circuit pattern of a board | substrate with the wire 4 (wire bonding), the semiconductor device 6 can be obtained by sealing using the sealing agent 5 (refer FIG. 1). ). As a die bonding agent used in such a method, an epoxy resin-based one has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
半導体素子の電極部と基板の回路パターンとをワイヤにより接続すること（ワイヤボンディング）からも明らかなとおり、半導体素子と基板やリードフレームとの接着工程で使用するダイボンディング剤は、絶縁性のものもある。絶縁性の接着剤とは逆の特性を有するものとして、エポキシ樹脂等の熱硬化性化合物と、導電性フィラーとを含む導電性接着剤が挙げられる（例えば、特許文献２参照）。この導電性接着剤は、導電性フィラーのマイグレーション（導電性フィラーのイオン移動）を抑制するために、一般的にＢステージ化（半硬化）させることがなく、Ｃステージ化（全硬化）まで硬化を進める。ダイボンディング剤と導電性接着剤とは、絶縁性と導電性のようにその特性が逆であるために、当然ながら接着剤を半導体装置に適用する方法も適用する部位等の用途も異なる。 As is clear from connecting the electrode part of the semiconductor element and the circuit pattern of the substrate with wires (wire bonding), the die bonding agent used in the bonding process between the semiconductor element and the substrate or lead frame is an insulating material. There is also. A conductive adhesive containing a thermosetting compound such as an epoxy resin and a conductive filler can be cited as one having characteristics opposite to those of an insulating adhesive (see, for example, Patent Document 2). This conductive adhesive is generally not B-staged (semi-cured) and cured to C-staged (fully cured) in order to suppress migration of conductive filler (ion transfer of conductive filler). To proceed. Since the die bonding agent and the conductive adhesive have opposite characteristics such as insulation and conductivity, the application of the method of applying the adhesive to the semiconductor device is naturally different.
上記のとおり、半導体装置の製造方法においては、半導体素子をマウントした後、加熱によりダイボンディング剤を加熱してＣステージ化まで硬化を進めてから、ワイヤボンディングや封止が行われる。仮に導電性フィラーを含む導電性接着剤を用いた場合であっても、Ｃステージ化まで硬化を進めてからワイヤボンディングや封止が行われる。本発明者らは、半導体装置の生産性やエネルギー効率の改善の点から、Ｃステージ化せずに、ダイボンディング剤を用いて、ワイヤボンディングや封止を行なってみたが、従来のエポキシ樹脂系のダイボンディング剤を使用した場合、ワイヤボンディングや封止において、ダイボンディング剤が溶融し、基板に適用したダイボンディング剤上にマウントした半導体素子がずれるなどの不都合を生じることがわかった。また、通常、導電性接着剤は、ダイボンディング剤とは異なり、Ｂステージ化が可能な組成とはなっていないため、基板に適用したＢステージ化できない状態の導電性接着剤の上に半導体素子をマウントすることになり、Ｃステージ化せずにワイヤボンディングや封止を行うと、基板と半導体素子がずれるなどの不都合を改善することはできない。例えば特許文献２には、一例として、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂１００部に対して、主硬化剤として１，３−ビス（ヒドラジノカルボエチル）−５−イソプロピルヒダントインを１７．５部含み、接着強度の不足を補うために硬化促進剤としてジシアンジアミドを１部含み、さらに銀フィラーを６００部含む導電性接着剤が記載されているが、この導電性接着剤の組成はあくまで、銀フィラーのマイグレーションの抑制を課題としているので、Ｂステージ化（半硬化）することができず、Ｃステージ化まで硬化を進めてからワイヤボンディングや封止を行わないと、基板と半導体素子がずれるなどの不都合を生じるのは、従来のダイボンディング剤と同様である。 As described above, in the method for manufacturing a semiconductor device, after the semiconductor element is mounted, the die bonding agent is heated by heating to proceed to the C stage, and then wire bonding and sealing are performed. Even when a conductive adhesive containing a conductive filler is used, wire bonding and sealing are performed after curing is advanced to C-stage. The present inventors tried wire bonding and sealing using a die bonding agent without using a C-stage in terms of improving the productivity and energy efficiency of a semiconductor device. In the case of using this die bonding agent, it has been found that in wire bonding and sealing, the die bonding agent is melted and the semiconductor element mounted on the die bonding agent applied to the substrate is displaced. In addition, unlike a die bonding agent, a conductive adhesive is not usually a composition that can be B-staged, so that a semiconductor element is formed on a conductive adhesive that is not B-staged and applied to a substrate. If wire bonding or sealing is performed without forming a C stage, inconveniences such as displacement of the substrate and the semiconductor element cannot be improved. For example, Patent Document 2 includes, as an example, 17.5 parts of 1,3-bis (hydrazinocarboethyl) -5-isopropylhydantoin as a main curing agent with respect to 100 parts of bisphenol A type epoxy resin, and adhesive strength. In order to make up for the shortage, a conductive adhesive containing 1 part of dicyandiamide as a curing accelerator and further 600 parts of silver filler is described, but the composition of this conductive adhesive is only to suppress migration of silver filler Therefore, B-stage (semi-curing) cannot be performed, and if the wire-bonding or sealing is not performed after the curing is advanced to C-stage, there will be inconveniences such as misalignment between the substrate and the semiconductor element. Is the same as the conventional die bonding agent.
本発明は、上記の問題を解決して、簡便な方法で、信頼性に優れた半導体装置をもたらすことができるダイボンディング剤を提供することを課題とする。詳細には、Ｃステージ化しなくても、Ｂステージ化状態でワイヤボンディングや封止を行うことができ、かつ信頼性の高い半導体装置を製造することができるダイボンディング剤を提供することを課題とする。 An object of the present invention is to provide a die bonding agent that can solve the above-described problems and can provide a highly reliable semiconductor device by a simple method. Specifically, it is an object to provide a die bonding agent that can perform wire bonding and sealing in a B-stage state without manufacturing a C-stage and can manufacture a highly reliable semiconductor device. To do.
本発明者らは、種々の検討を行った結果、特定の硬化剤を使用することによって、問題の解決が可能であることを見出した。
本発明１は、（Ａ）固形ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、（Ｂ１）ジシアンジアミド及び（Ｂ２）７，１１−オクタデカジエン−１，１８−ジカルボヒドラジドからなるカルボン酸ジヒドラジドを含み、（Ａ）に含まれるエポキシ基のモル数に対する、（Ｂ１）に含まれる活性水素のモル数の比が０．９〜１．４であり、かつ（Ａ）に含まれるエポキシ基のモル数に対する、（Ｂ２）に含まれる活性水素のモル数の比が０．０８〜０．３である、ダイボンディング剤に関する。
本発明２は、さらに、グリコールエステル系溶剤を含む、本発明１記載のダイボンディング剤に関する。
本発明３は、Ｂステージ化してなる、本発明１又は２記載のダイボンディング剤に関する。
本発明４は、本発明１〜３のいずれかに記載のダイボンディング剤を用いて製造した半導体装置に関する。
本発明５は、（１）本発明１〜３のいずれかに記載のダイボンディング剤を基板に塗布する工程；
（２）加熱により、基板に塗布したダイボンディング剤をＢステージ化する工程；
（３）Ｂステージ化したダイボンディング剤に接するようにして、基板上に半導体素子をマウントする工程；及び
（４）半導体素子の電極部と基板の回路パターンとをワイヤボンディングした後、封止剤を用いて封止する工程
を含む、半導体装置の製造方法に関する。As a result of various studies, the present inventors have found that the problem can be solved by using a specific curing agent.
The present invention 1 includes (A) a solid bisphenol A type epoxy resin, (B1) dicyandiamide, and (B2) a carboxylic acid dihydrazide composed of 7,11-octadecadien-1,18-dicarbohydrazide. The ratio of the number of moles of active hydrogen contained in (B1) to the number of moles of epoxy group contained is 0.9 to 1.4, and (B2) relative to the number of moles of epoxy group contained in (A) Relates to a die bonding agent in which the ratio of the number of moles of active hydrogen contained in is 0.08 to 0.3.
The present invention 2 further relates to a die bonding agent according to the present invention 1, further comprising a glycol ester solvent.
The present invention 3 relates to a die bonding agent according to the present invention 1 or 2, which is formed into a B stage.
This invention 4 relates to the semiconductor device manufactured using the die-bonding agent in any one of this invention 1-3.
This invention 5 is (1) the process of apply | coating the die-bonding agent in any one of this invention 1-3 to a board | substrate;
(2) A step of converting the die bonding agent applied to the substrate into a B-stage by heating;
(3) a step of mounting a semiconductor element on a substrate so as to be in contact with the B-staged die bonding agent; and (4) a wire bonding between the electrode portion of the semiconductor element and the circuit pattern of the substrate, and then a sealing agent. The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, including a step of sealing using a semiconductor.
本発明のダイボンディング剤によれば、簡便な方法で、信頼性に優れた半導体装置をもたらすことができる。詳細には、本発明のダイボンディング剤によれば、Ｃステージ化しなくても、Ｂステージ化状態でワイヤボンディングや封止を行うことができ、かつ信頼性の高い半導体装置を製造することができる。 According to the die bonding agent of the present invention, a highly reliable semiconductor device can be provided by a simple method. Specifically, according to the die bonding agent of the present invention, it is possible to perform wire bonding and sealing in a B-stage state without manufacturing a C stage, and to manufacture a highly reliable semiconductor device. .
本発明のダイボンディング剤は、（Ａ）固形エポキシ樹脂を含む。本願明細書において、固形エポキシ樹脂は、室温（２５℃）で固形状のエポキシ樹脂をいう。固形エポキシ樹脂を使用しているため、基板等にダイボンディング剤を適用し、加熱によりＢステージ化した状態は室温でタックフリーであり、この段階での保存等の点で有利である。 The die bonding agent of the present invention includes (A) a solid epoxy resin. In the present specification, the solid epoxy resin refers to a solid epoxy resin at room temperature (25 ° C.). Since a solid epoxy resin is used, a state in which a die bonding agent is applied to a substrate or the like and B-staged by heating is tack-free at room temperature, which is advantageous in terms of storage at this stage.
（Ａ）としては、固形のオルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、変性フェノール型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、水添ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、脂肪族型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡノボラック型エポキシ樹脂等が挙げられる。中でも、室温でのタックフリー性、ボンディング性の点から、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂が好ましい。（Ａ）は、重量平均分子量８５０〜２９００のものを使用することができ、９００〜１７００のものが好ましい。固形のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂としては、重量平均分子量として、９００〜１７００のものが挙げられる。重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）によりポリスチレンを標準として求めた値とする。 As (A), solid orthocresol novolac type epoxy resin, phenol novolac type epoxy resin, modified phenol type epoxy resin, naphthalene type epoxy resin, dicyclopentadiene type epoxy resin, glycidylamine type epoxy resin, biphenyl type epoxy resin, Examples thereof include bisphenol A type epoxy resins, biphenyl aralkyl type epoxy resins, bisphenol F type epoxy resins, hydrogenated bisphenol A type epoxy resins, aliphatic type epoxy resins, stilbene type epoxy resins, and bisphenol A novolac type epoxy resins. Among these, bisphenol A type epoxy resin and bisphenol F type epoxy resin are preferable from the viewpoint of tack-free property at room temperature and bonding property. (A) can use the thing of a weight average molecular weight 850-2900, and the thing of 900-1700 is preferable. Examples of the solid bisphenol A type epoxy resin include those having a weight average molecular weight of 900 to 1700. The weight average molecular weight is a value obtained by gel permeation chromatography (GPC) using polystyrene as a standard.
（Ａ）は単独で、あるいは２種以上を併用してもよい。 (A) may be used alone or in combination of two or more.
本発明のダイボンディング剤は、硬化剤として、（Ｂ１）ジシアンジアミド及び（Ｂ２）融点１７０℃以下のカルボン酸ジヒドラジドを併用する。（Ｂ２）は硬化剤として作用を開始する温度が低く、主にダイボンディング剤のＢステージ化において硬化剤として機能する。一方、（Ｂ１）は硬化剤として作用を開始する温度が高く、主に本硬化において硬化剤として機能する。このような特性を有する（Ｂ１）と（Ｂ２）とを組み合わせることにより、Ｂステージ化状態で十分、かつ安定的な接着力を発揮し、ワイヤボンディングや封止において、基板と半導体素子との間にずれが生じることを回避できる。 The die bonding agent of the present invention uses (B1) dicyandiamide and (B2) carboxylic acid dihydrazide having a melting point of 170 ° C. or less as a curing agent. (B2) has a low temperature at which it starts to act as a curing agent, and functions as a curing agent mainly in the B-stage conversion of the die bonding agent. On the other hand, (B1) has a high temperature at which it starts to act as a curing agent, and functions mainly as a curing agent in the main curing. By combining (B1) and (B2) having such characteristics, a sufficient and stable adhesive force is exhibited in the B-stage state, and the wire bonding and sealing are performed between the substrate and the semiconductor element. Can be avoided.
本願明細書において、カルボン酸ジヒドラジドは、式：
−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨＮＨ２
で示される基を２つ有する化合物をいう。As used herein, a carboxylic acid dihydrazide has the formula:
-C (= O) NHNH 2
The compound which has two groups shown by these.
本発明のダイボンディング剤においては、Ｂステージ化状態での接着性の点から、（Ｂ２）として、融点１７０℃以下のカルボン酸ジヒドラジドを使用する。(Ｂ２）の融点は、好ましくは１００〜１７０℃、より好ましくは１２０〜１６０℃である。 In the die bonding agent of the present invention, carboxylic acid dihydrazide having a melting point of 170 ° C. or lower is used as (B2) from the viewpoint of adhesiveness in a B-staged state. The melting point of (B2) is preferably 100 to 170 ° C, more preferably 120 to 160 ° C.
（Ｂ２）としては、１，３−ビス（ヒドラジノカルボエチル）−５−イソプロピルヒダントイン（融点１２０℃）、７，１１−オクタデカジエン−１，１８−ジカルボヒドラジド（融点１６０℃）等が挙げられる。ダイボンディング剤の保存安定性の点から、７，１１−オクタデカジエン−１，１８−ジカルボヒドラジドが好ましい。 Examples of (B2) include 1,3-bis (hydrazinocarboethyl) -5-isopropylhydantoin (melting point 120 ° C.), 7,11-octadecadien-1,18-dicarbohydrazide (melting point 160 ° C.), and the like. Can be mentioned. In view of the storage stability of the die bonding agent, 7,11-octadecadien-1,18-dicarbohydrazide is preferable.
（Ｂ２）は単独で、あるいは２種以上を併用してもよい。 (B2) may be used alone or in combination of two or more.
本発明のダイボンディング剤において、Ｂステージ後の高温接着強度の点から、（Ｂ２）は、（Ａ）に含まれるエポキシ基のモル数に対する、（Ｂ２）に含まれる活性水素のモル数の比（（Ｂ２）に含まれる活性水素のモル数／（Ａ）に含まれるエポキシ基のモル数）が０．０８〜０．３５となる量で用いることができ、０．０８〜０．３０となる量で用いる。より好ましくは、０．１０〜０．３０であり、さらに好ましくは０．１２〜０．２８であり、特に好ましくは０．１５〜０．２５である。本願明細書において、（Ｂ２）に含まれる活性水素のモル数は、（Ｂ２）のモル数の４倍である。（Ａ）に含まれるエポキシ基のモル数に対する、（Ｂ２）に含まれる活性水素のモル数の比が上記範囲を下回ると、Ｂステージ化したダイボンディング剤の広がり性が大きくなり、吸湿性にも劣り、小型化や細密化に伴って要求される信頼性が低くなる。上記範囲を上回ると、広がり性が小さく良好な接着性が確保できず、吸湿性にも劣り、信頼性が低く、保存安定性に劣る。 In the die bonding agent of the present invention, from the viewpoint of high-temperature adhesive strength after the B stage, (B2) is a ratio of the number of moles of active hydrogen contained in (B2) to the number of moles of epoxy group contained in (A). (Number of moles of active hydrogen contained in (B2) / number of moles of epoxy group contained in (A)) can be used in an amount of 0.08 to 0.35, and 0.08 to 0.30. Is used in an amount of More preferably, it is 0.10-0.30, More preferably, it is 0.12-0.28, Most preferably, it is 0.15-0.25. In this specification, the number of moles of active hydrogen contained in (B2) is four times the number of moles of (B2). When the ratio of the number of moles of active hydrogen contained in (B2) to the number of moles of epoxy group contained in (A) is below the above range, the spreadability of the B-staged die bonding agent is increased, making it hygroscopic. However, the reliability required with miniaturization and densification becomes low. If it exceeds the above range, the spreadability is small and good adhesiveness cannot be secured, the hygroscopic property is poor, the reliability is low, and the storage stability is poor.
本発明のダイボンディング剤において、Ｃステージ後の接着強度の点から、（Ｂ１）は、（Ａ）に含まれるエポキシ基のモル数に対する、（Ｂ１）に含まれる活性水素のモル数の比（（Ｂ１）に含まれる活性水素のモル数／（Ａ）に含まれるエポキシ基のモル数）が、０．９〜１．８となる量、０．９〜１．５となる量で用いることができ、０．９〜１．４となる量で用いる。好ましくは１．０〜１．４である。本願明細書において、（Ｂ１）に含まれる活性水素のモル数は、（Ｂ１）のモル数の４倍である。（Ａ）に含まれるエポキシ基のモル数に対する、（Ｂ１）に含まれる活性水素のモル数の比が上記範囲を下回るとＢステージ化した状態での接着性に劣り、吸湿性にも劣り、信頼性が低く、保存安定性に劣る。また、上記範囲を上回ると、広がり性が小さく、良好な接着性が確保できず、吸湿性にも劣り、信頼性が低く、保存安定性に劣る。 In the die bonding agent of the present invention, from the viewpoint of the adhesive strength after the C stage, (B1) is a ratio of the number of moles of active hydrogen contained in (B1) to the number of moles of epoxy group contained in (A) ( The number of moles of active hydrogen contained in (B1) / number of moles of epoxy group contained in (A)) is 0.9 to 1.8, 0.9 to 1.5. Used in an amount of 0.9 to 1.4. Preferably it is 1.0-1.4. In the present specification, the number of moles of active hydrogen contained in (B1) is four times the number of moles of (B1). When the ratio of the number of moles of active hydrogen contained in (B1) to the number of moles of epoxy group contained in (A) is below the above range, the adhesiveness in the B-staged state is inferior, and the hygroscopicity is also inferior, Low reliability and poor storage stability. When the above range is exceeded, the spreadability is small, good adhesiveness cannot be secured, the hygroscopic property is poor, the reliability is low, and the storage stability is poor.
本発明のダイボンディング剤は、本発明の効果を損なわない範囲で、液状エポキシ樹脂を含有することができる。本願明細書において、液状エポキシ樹脂は、室温（２５℃）で流動性を示すエポキシ樹脂をいう。液状エポキシ樹脂としては、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、ナフタレン型エポキシ樹脂、アミノフェノール型エポキシ樹脂、水添ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、脂肪族型エポキシ樹脂、シリコーン変性エポキシ樹脂、ポリアルキレンエーテル変性型エポキシ樹脂、特殊柔軟骨格含有エポキシ樹脂、脂環型エポキシ樹脂等が挙げられる。固形エポキシ樹脂として挙げられたものと同一のエポキシ樹脂（例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂）を、その２５℃における状態（すなわち、２５℃、常圧において固体状態であるか液状態であるか）によって使い分けることができる。例えば、固形エポキシ樹脂として、軟化点が５０〜１００℃のものを使用することができる。液状エポキシ樹脂は、（Ａ）１００質量部に対し、４５質量部以下が好ましく、より好ましくは３８質量部以下である。 The die bonding agent of the present invention can contain a liquid epoxy resin as long as the effects of the present invention are not impaired. In this specification, the liquid epoxy resin refers to an epoxy resin that exhibits fluidity at room temperature (25 ° C.). Liquid epoxy resins include bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, naphthalene type epoxy resin, aminophenol type epoxy resin, hydrogenated bisphenol A type epoxy resin, aliphatic type epoxy resin, silicone modified epoxy resin, polyalkylene Examples include ether-modified epoxy resins, special flexible skeleton-containing epoxy resins, and alicyclic epoxy resins. Depending on the state of the same epoxy resin (for example, bisphenol A type epoxy resin) listed as the solid epoxy resin at 25 ° C. (that is, whether it is solid or liquid at 25 ° C. and normal pressure) Can be used properly. For example, a solid epoxy resin having a softening point of 50 to 100 ° C. can be used. The liquid epoxy resin is preferably 45 parts by mass or less, more preferably 38 parts by mass or less, with respect to 100 parts by mass of (A).
本発明のダイボンディング剤は、本発明の効果を損なわない範囲で、エポキシ樹脂以外の樹脂（以下、「他の樹脂」ということがある）を使用することができる。他の樹脂は、熱硬化性樹脂であっても、熱可塑性樹脂であってもよいが、好ましくは、室温（２５℃）で固形状である。他の樹脂としては、フェノキシ樹脂、アクリル樹脂、マレイミド系樹脂、シリコーン樹脂、イミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、スチレン共重合体等が挙げられる。他の樹脂は、（Ａ）１００質量部に対し、３０質量部以下が好ましく、より好ましくは２０質量部以下である。 The die bonding agent of the present invention can use a resin other than an epoxy resin (hereinafter also referred to as “other resin”) within a range not impairing the effects of the present invention. The other resin may be a thermosetting resin or a thermoplastic resin, but is preferably solid at room temperature (25 ° C.). Examples of other resins include phenoxy resin, acrylic resin, maleimide resin, silicone resin, imide resin, polyester resin, and styrene copolymer. The other resin is preferably 30 parts by mass or less, more preferably 20 parts by mass or less, relative to 100 parts by mass of (A).
本発明のダイボンディング剤は、本発明の効果を損なわない範囲で、（Ｂ１）及び（Ｂ２）以外のエポキシ樹脂の硬化剤を使用することができる。このような硬化剤としては、フェノール樹脂、芳香族アミン類、イミダゾール類、カルボン酸類等が挙げられる。 The die-bonding agent of this invention can use the hardening | curing agent of epoxy resins other than (B1) and (B2) in the range which does not impair the effect of this invention. Examples of such curing agents include phenol resins, aromatic amines, imidazoles, carboxylic acids and the like.
本発明のダイボンディング剤は、弾性率調整等の目的でエラストマー（アクリルニトリル−ブタジエンゴム、シリコーンエラストマーパウダー等）、弾性率・膨張率・熱伝導率調整等の目的でフィラー（シリカ、アルミナ等）、密着性調整等の目的でカップリング剤（シランカップリング剤等）、塗布時の適性調整の目的で揺変剤、消泡剤、着色剤、レべリング剤等の添加剤を含有することができる。 The die bonding agent of the present invention is an elastomer (acrylonitrile-butadiene rubber, silicone elastomer powder, etc.) for the purpose of adjusting the elastic modulus, and a filler (silica, alumina, etc.) for the purpose of adjusting the elastic modulus, expansion coefficient, thermal conductivity, etc. It contains coupling agents (silane coupling agents, etc.) for the purpose of adjusting adhesion, additives such as thixotropic agents, antifoaming agents, colorants, leveling agents for the purpose of adjusting the suitability at the time of application. Can do.
本発明のダイボンディング剤は、塗布の作業性の点から、溶剤を含有することができる。溶剤は、（Ａ）の溶解性が高く、（Ｂ１）及び（Ｂ２）の溶解性が低い溶剤が好ましい。（Ｂ１）及び（Ｂ２）が溶剤に溶解すると、Ｂステージ化において硬化が進行し過ぎて、半導体素子のマウントやワイヤボンディングの際の接着性に問題が生じうる。このような溶剤としては、グリコールエステル系溶剤が挙げられ、セロソルブアセテート類（例えば、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート）、カルビトールアセテート類（例えば、エチルカルビトールアセテート、ブチルカルビトールアセテート等）が挙げられ、取り扱い性等の点から、カルビトールアセテート類が好ましく、エチルカルビトールアセテート、ブチルカルビトールアセテートがより好ましい。溶剤の量は、作業性の点から適宜、調整することができ、ダイボンディング剤中、４０質量％以下で使用することが好ましい。 The die bonding agent of the present invention can contain a solvent from the viewpoint of application workability. The solvent is preferably a solvent having high solubility of (A) and low solubility of (B1) and (B2). When (B1) and (B2) are dissolved in a solvent, curing proceeds too much in the B-staging, which may cause a problem in the adhesion of the semiconductor element during mounting or wire bonding. Examples of such solvents include glycol ester solvents such as cellosolve acetates (for example, ethylene glycol monoethyl ether acetate) and carbitol acetates (for example, ethyl carbitol acetate, butyl carbitol acetate, etc.). In view of handling properties, carbitol acetates are preferable, and ethyl carbitol acetate and butyl carbitol acetate are more preferable. The amount of the solvent can be appropriately adjusted from the viewpoint of workability, and is preferably used at 40% by mass or less in the die bonding agent.
本発明のダイボンディング剤は、（Ａ）、（Ｂ１）及び（Ｂ２）並びに任意の添加剤及び溶剤を、混合して製造することができる。例えば、（Ａ）を溶剤中へ加熱攪拌機等にて溶解させ、（Ａ）の溶解物中へ、室温で（Ｂ１）、（Ｂ２）並びに任意の添加剤を加えニーダー、三本ロール等で混錬して製造することができる。 The die bonding agent of the present invention can be produced by mixing (A), (B1) and (B2), and any additive and solvent. For example, (A) is dissolved in a solvent with a heating stirrer, etc., and (B1), (B2) and optional additives are added to the dissolved product of (A) at room temperature and mixed with a kneader, three rolls, etc. It can be manufactured by smelting.
本発明のダイボンディング剤について、製造直後の粘度を、室温（２５℃）で、２０〜８０Pa・sとすることができる。粘度は、作業性の点から、好ましく３０〜７０Pa・ｓである。本願明細書において、粘度は、Ｅ型粘度計を用いて、回転数５rpm、ローター（３°X９．７R）で、２５℃にて測定した値とする。本発明のダイボンディング剤は、保存安定性に優れている。 About the die-bonding agent of this invention, the viscosity immediately after manufacture can be 20-80 Pa.s at room temperature (25 degreeC). The viscosity is preferably 30 to 70 Pa · s from the viewpoint of workability. In the present specification, the viscosity is a value measured at 25 ° C. using an E-type viscometer with a rotation speed of 5 rpm and a rotor (3 ° X 9.7 R). The die bonding agent of the present invention is excellent in storage stability.
本発明のダイボンディング剤は、基版と半導体素子とをワイヤボンディングや封止が良好となり、基板に適用したＢステージ化状態のダイボンディング剤の広がり性が良好であり、十分、かつ安定的な接着力を発揮し、Ｂステージ化状態のダイボンディング剤の吸湿性も低く、信頼性を高い半導体装置をもたらすことができる。また、本発明のダイボンディング剤は、Ｂステージ化した状態で、室温でタックフリーであり、Ｂステージ化した状態での保存等の点で有利であり、保存安定性が良好である。 The die bonding agent of the present invention has good wire bonding and sealing between the base plate and the semiconductor element, and the spreadability of the B-staged die bonding agent applied to the substrate is good, sufficient and stable. A highly reliable semiconductor device can be provided that exhibits adhesive strength and has a low hygroscopicity of the B-staged die bonding agent. Moreover, the die bonding agent of the present invention is tack-free at room temperature in the B-staged state, is advantageous in terms of storage in the B-staged state, etc., and has good storage stability.
本発明のダイボンディング剤を用いて、
（１）本発明のダイボンディング剤１２を基板１１に塗布する工程；
（２）加熱により、基板に塗布したダイボンディング剤をＢステージ化する工程；
（３）Ｂステージ化したダイボンディング剤に接するようにして、基板上に半導体素子１３をマウントする工程；及び
（４）半導体素子の電極部と基板の回路パターンとをワイヤボンディングした後、封止剤１５を用いて封止する工程
を含む製造方法によって、半導体装置１６を製造することができる。工程（４）において、封止剤を加熱して硬化させ、封止が行なわれるとともに、Ｂステージ状態のダイボンディング剤が本硬化する（図２参照）。Using the die bonding agent of the present invention,
(1) A step of applying the die bonding agent 12 of the present invention to the substrate 11;
(2) A step of converting the die bonding agent applied to the substrate into a B-stage by heating;
(3) a step of mounting the semiconductor element 13 on the substrate so as to be in contact with the B-staged die bonding agent; and (4) wire bonding between the electrode portion of the semiconductor element and the circuit pattern of the substrate, followed by sealing. The semiconductor device 16 can be manufactured by a manufacturing method including a step of sealing using the agent 15. In step (4), the sealing agent is heated and cured to perform sealing, and the die bonding agent in the B stage state is fully cured (see FIG. 2).
本発明のダイボンディング剤を使用することにより、従来の半導体装置の方法のように、半導体素子をマウントした後、加熱してＣステージ化まで硬化を進めなくても、ワイヤボンディングや封止を行なうことができる。しかし、本発明のダイボンディング剤は、半導体素子をマウントした後、加熱してＣステージ化まで硬化を進める従来の方法においても使用することができ、ワイヤボンディングや封止を行なわない半導体装置の製造方法においても、使用することができる。 By using the die bonding agent of the present invention, wire bonding and sealing can be performed without mounting the semiconductor element and heating it to C-stage after mounting, as in the conventional semiconductor device method. be able to. However, the die bonding agent of the present invention can also be used in a conventional method in which the semiconductor element is mounted and then heated to cure to C-stage, and the semiconductor device is manufactured without wire bonding or sealing. It can also be used in the method.
ダイボンディング剤の塗布方法は、特に制限されず、ディスペンサ、スクリーン等を用いて描画・印刷することができる。 The method for applying the die bonding agent is not particularly limited, and drawing and printing can be performed using a dispenser, a screen, or the like.
基板に塗布したダイボンディング剤をＢステージ化する際の加熱温度は、１００〜１５０℃が好ましい。この温度範囲であれば、Ｂステージ化状態で十分な接着性を発揮することができる。Ｂステージ化する際の加熱温度は、より好ましくは、１２０〜１５０℃である。 The heating temperature when the die bonding agent applied to the substrate is B-staged is preferably 100 to 150 ° C. If it is this temperature range, sufficient adhesiveness can be exhibited in a B-stage state. More preferably, the heating temperature at the B stage is 120 to 150 ° C.
半導体素子のマウントの方法は特に限定されず、マウンター等を用いて行なうことができる。半導体素子は、必要に応じて、例えば、６０〜１５０℃に加熱して、例えば、１０〜１００N/chipの荷重を負荷してマウントすることができる。 The method for mounting the semiconductor element is not particularly limited and can be performed using a mounter or the like. The semiconductor element can be mounted with a load of 10 to 100 N / chip, for example, by heating to 60 to 150 ° C. as necessary.
半導体素子の電極部と基板の回路パターンとをワイヤボンディングする方法は特に限定されず、ワイヤーボンダー等を用いて行なうことができる。 The method for wire bonding the electrode portion of the semiconductor element and the circuit pattern of the substrate is not particularly limited, and can be performed using a wire bonder or the like.
ワイヤボンディング後、部材の保護のために、封止剤を用いて封止を行なうことができるが、その際の方法は特に限定されない。封止剤としては、当該分野で公知のモールド樹脂を使用することができ、エポキシモールディングコンパウンド（ＥＭＣ）等が挙げられる。モールド樹脂は、通常、１６０〜１８０℃に加熱して硬化させることができる。本発明のダイボンディング剤は、封止前にＢステージ状態にある場合、この際の加熱により、本硬化し、基板と半導体素子の接着性を一層強固にすることができる。 After wire bonding, sealing can be performed using a sealant to protect the member, but the method at that time is not particularly limited. As a sealing agent, mold resin well-known in the said field | area can be used, An epoxy molding compound (EMC) etc. are mentioned. The mold resin can usually be cured by heating to 160 to 180 ° C. When the die bonding agent of the present invention is in a B-stage state before sealing, the die bonding agent is fully cured by heating at this time, and the adhesion between the substrate and the semiconductor element can be further strengthened.
以下、実施例及び比較例によって、本発明を更に詳細に説明するが、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, although an example and a comparative example explain the present invention still in detail, the present invention is not limited to these examples.
（実施例１〜７、比較例１〜６）
表１に示す組成（表中の数値は質量部である）で、各成分を混合し、実施例・比較例のダイボンディング剤を調製した。各ダイボンディング剤の特性を、以下のようにして測定した。(Examples 1-7, Comparative Examples 1-6)
Each component was mixed with the composition shown in Table 1 (the numerical values in the table are parts by mass) to prepare die bonding agents of Examples and Comparative Examples. The characteristics of each die bonding agent were measured as follows.
〔保存安定性〕
実施例・比較例のダイボンディング剤について、Ｅ型粘度計（東機産業社製、製品名TV-20）を用いて、２５℃、回転数５rpm、ローター（３°X９．７R）で、調製直後の粘度（初期粘度）及び密閉容器中に所定期間保管した後の粘度（経過後粘度）を測定した。
[｛（経時後粘度）‐（初期粘度）｝/（初期粘度）]×１００（％）を算出し、
１週間未満で２０％以上増加した場合を×
２週間未満で２０％以上増加した場合を○
３週間以上で２０％以上増加した場合を◎
とした。[Storage stability]
About the die-bonding agent of an Example and a comparative example, it prepared by 25 degreeC, the rotation speed 5rpm, and a rotor (3 degrees X9.7R) using E type viscometer (the Toki Sangyo company make, product name TV-20). The viscosity immediately after (initial viscosity) and the viscosity after storage for a predetermined period in a sealed container (viscosity after lapse) were measured.
[{(Viscosity after aging) − (initial viscosity)} / (initial viscosity)] × 100 (%),
When it increases more than 20% in less than one week ×
In case of 20% or more increase in less than 2 weeks ○
When the increase is over 20% over 3 weeks
It was.
〔タック性〕
印刷機（版厚５０μｍ）を用いて、ステンレス基板（４０ｍｍ×６０ｍｍ）に実施例・比較例のダイボンディング剤を３０ｍｍ×５０ｍｍサイズに塗布した後、１４０℃で６０分間加熱して、Ｂステージ化した。その後、室温で、タック試験機（RHESCA社製、製品名TAC-II）を用いて、タックを測定した。１０ｇｆ未満が良好である。
条件： ダウンスピード １．０ｍｍ／ｓｅｃ
プルアップスピード ６００ｍｍ／ｓｅｃ
荷重 １００ｇｆ
時間 １ｓｅｃ
測定距離 ５ｍｍ
プローブの直径 ５ｍｍφ[Tackiness]
Using a printing press (plate thickness 50 μm), apply the die bonding agents of Examples and Comparative Examples to a 30 mm × 50 mm size on a stainless steel substrate (40 mm × 60 mm), and then heat at 140 ° C. for 60 minutes to form a B stage. did. Then, tack was measured at room temperature using a tack tester (manufactured by RHESCA, product name TAC-II). Less than 10 gf is good.
Condition: Down speed 1.0mm / sec
Pull-up speed 600mm / sec
Load 100gf
1 sec
Measuring distance 5mm
Probe diameter 5mmφ
〔接着性（ダイアタッチ性）〕
タック性試験と同様にして（ただし、５ｍｍ×５ｍｍサイズに塗布）、Ｂステージ化した実施例・比較例のダイボンディング剤の膜を準備し、ボンダー（パナソニックファクトリーソリューションズ社製、製品名FCB3）を用いて、１４０℃に加熱したシリコンチップを、荷重２ｋｇ／５ｍｍ２、時間０．５ｓｅｃでマウントした。超音波探傷装置（インサイト社製、製品名HiSpeed 1000TM）にて観察し、チップがボイドなくマウントされている場合を○、ボイドが生じている場合を×とした。
図３（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、実施例２及び比較例６に対応する。[Adhesiveness (die attachability)]
In the same manner as the tack test (but applied to a size of 5 mm x 5 mm), prepare a B-staged die bonding agent film of Example / Comparative Example, and attach a bonder (product name FCB3, manufactured by Panasonic Factory Solutions). A silicon chip heated to 140 ° C. was mounted with a load of 2 kg / 5 mm 2 and a time of 0.5 sec. Observed with an ultrasonic flaw detector (Insight, product name HiSpeed 1000TM), the case where the chip was mounted without voids was marked as ◯, and the case where voids occurred was marked as x.
3A and 3B correspond to Example 2 and Comparative Example 6, respectively.
〔接着性（高温接着性）〕
接着性（ダイアタッチ性）と同様にして、Ｂステージ化した実施例・比較例のダイボンディング剤の膜にシリコンチップをマウントした。その後、基板を１８０℃に加熱した状態で卓上型強度試験機（DAGE社製、製品名万能型ボンドテスターシリーズ4000）を用いて、基板とシリコンチップの接着強度を測定した。[Adhesiveness (high-temperature adhesiveness)]
In the same manner as the adhesiveness (die attachability), a silicon chip was mounted on the film of the die bonding agent of the example / comparative example that was made into a B stage. Thereafter, the adhesive strength between the substrate and the silicon chip was measured using a desktop strength tester (manufactured by DAGE, product name Universal Bond Tester Series 4000) while the substrate was heated to 180 ° C.
〔接着性（本硬化後接着強度）〕
接着性（ダイアタッチ性）と同様にして、Ｂステージ化した実施例・比較例のダイボンディング剤の膜にシリコンチップをマウントした。その後、１７５℃で６０分間加熱して、本硬化させた。室温にて、卓上型強度試験機（DAGE社製、製品名万能型ボンドテスター4000シリーズ）を用いて、基板とシリコンチップの接着強度を測定した。[Adhesiveness (Adhesive strength after main curing)]
In the same manner as the adhesiveness (die attachability), a silicon chip was mounted on the film of the die bonding agent of the example / comparative example that was made into a B stage. Thereafter, the film was heated at 175 ° C. for 60 minutes to be fully cured. At room temperature, the bond strength between the substrate and the silicon chip was measured using a desktop strength tester (manufactured by DAGE, product name Universal Bond Tester 4000 series).
〔広がり性〕
ＢＧＡ基板上に、実施例・比較例のダイボンディング剤を縦のラインアンドスペース（以下、Ｌ／Ｓという）を２．８ｍｍ／１．４ｍｍ、横のラインアンドスペースを９．７ｍｍ／２ｍｍとなるように孔版印刷して、１４０℃で６０分間加熱してＢステージ化した。Ｂステージ化したダイボンディング剤上に、１４０℃に加熱した厚さ３３０μｍ、縦５ｍｍ、横５ｍｍのシリコンチップを、荷重２ｋｇ／５ｍｍ２、時間０．５ｓｅｃでマウントした。チップの端から広がり出ているダイボンディング剤の広がり性（チップの端からダイボンディング剤が広がる長さ）を測定した。また、広がり性の評価は、チップの端からのダイボンディング剤の広がり長さが５０〜２５０μｍの場合を○、２５０μｍを超える場合を×とした。[Spreadability]
On the BGA substrate, the die bonding agents of Examples and Comparative Examples have a vertical line and space (hereinafter referred to as L / S) of 2.8 mm / 1.4 mm and a horizontal line and space of 9.7 mm / 2 mm. The stencil was printed as described above, and heated at 140 ° C. for 60 minutes to form a B stage. A silicon chip having a thickness of 330 μm, a length of 5 mm, and a width of 5 mm heated to 140 ° C. was mounted on a B-staged die bonding agent at a load of 2 kg / 5 mm 2 for a time of 0.5 sec. The spreadability of the die bonding agent spreading from the end of the chip (the length at which the die bonding agent spreads from the end of the chip) was measured. In addition, in the evaluation of spreadability, the case where the spread length of the die bonding agent from the end of the chip was 50 to 250 μm was evaluated as ◯, and the case where it exceeded 250 μm was evaluated as ×.
〔吸湿リフロー試験〕
印刷機（版厚５０μｍ）を用いて、ＢＧＡ基板（４０ｍｍ×６０ｍｍ）に実施例・比較例のダイボンディング剤を３０ｍｍ×５０ｍｍサイズに塗布した後、１４０℃で６０分間加熱して、Ｂステージ化した。Ｂステージ化した実施例・比較例のダイボンディング剤の膜に、ボンダー（パナソニックファクトリーソリューションズ社製、製品名FCB3）を用いて、１４０℃に加熱した厚さ３３０μｍ、縦３ｍｍ、横３ｍｍのシリコンチップを、荷重２ｋｇ／５ｍｍ２、時間０．５ｓｅｃでマウントして実施例・比較例のダイボンディング剤ごとに１０枚の試験片を作製した。超音波探傷装置（ＳＡＴ：インサイト社製、製品名HiSpeed 1000TM）にて各試験片を観察し、基板とチップの剥離がないことを確認した。次に、各試験片を沸騰水に入れ２時間煮沸した。沸騰水から取り出した各試験片を２７０℃のホットプレート上に３０秒載置した。その後、各試験片を上記と同様の超音波探傷装置にて観察した。１０枚の試験片の全てに基板とチップの剥離がないことが確認できた場合を○、１０枚の試験片のうち１枚でも基板とチップの剥離が確認できた場合には×とした。[Hygroscopic reflow test]
Using a printing machine (plate thickness 50 μm), apply the die bonding agents of Examples and Comparative Examples to a 30 mm × 50 mm size on a BGA substrate (40 mm × 60 mm), then heat at 140 ° C. for 60 minutes to form a B stage. did. A silicon chip having a thickness of 330 μm, 3 mm length, and 3 mm width heated to 140 ° C. using a bonder (manufactured by Panasonic Factory Solutions, product name FCB3) as the film of the die bonding agent of the B-staged Example and Comparative Example Were mounted at a load of 2 kg / 5 mm 2 and a time of 0.5 sec to prepare 10 test pieces for each of the die bonding agents of Examples and Comparative Examples. Each test piece was observed with an ultrasonic flaw detector (SAT: manufactured by Insight, product name: HiSpeed 1000TM), and it was confirmed that there was no peeling between the substrate and the chip. Next, each test piece was put into boiling water and boiled for 2 hours. Each test piece taken out from boiling water was placed on a hot plate at 270 ° C. for 30 seconds. Thereafter, each test piece was observed with an ultrasonic flaw detector similar to the above. The case where it was confirmed that there was no peeling of the substrate and the chip in all of the 10 test pieces was evaluated as “B” when the peeling of the substrate and the chip was confirmed even in one of the 10 test pieces.
固形エポキシ樹脂
Ｅｐ１：ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂 エポキシ当量４７５ｇ/eq 軟化点６４℃ Mw 約９００
ＥＰ２：ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂 エポキシ当量６５０g/eq 軟化点７８℃
Mw約１２００
Ｅｐ３：ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂 エポキシ当量９２５g/eq 軟化点９７℃
Mw約１６５０
Ｅｐ４：ビフェニル骨格含有アラルキル型エポキシ樹脂（日本化薬社製 ＮＣ３０００），エポキシ当量２７６g/eq 軟化点５６℃ Mw約９６０
液状エポキシ樹脂
Ｅｐ５：ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂 エポキシ当量１８９g/eq
カルボン酸ジヒドラジド
ＤＨ１：７，１１−オクタデカジエン−１，１８−ジカルボヒドラジド（融点１６０℃）
ＤＨ２：３−ビス（ヒドラジノカルボエチル）−５−イソプロピルヒダントイン（融点１２０℃）
ＤＨ３：アジピン酸ジヒドラジド（融点１８０℃）
ＤＨ４：ドデカン二酸ジヒドラジド（融点１９０℃）
フェノールノボラック樹脂（明和化成社製 Ｈ−４）Solid epoxy resin Ep1: Bisphenol A type epoxy resin Epoxy equivalent 475 g / eq Softening point 64 ° C. Mw About 900
EP2: Bisphenol A type epoxy resin Epoxy equivalent 650 g / eq Softening point 78 ° C
Mw about 1200
Ep3: Bisphenol A type epoxy resin Epoxy equivalent 925 g / eq Softening point 97 ° C
Mw about 1650
Ep4: Aralkyl type epoxy resin containing biphenyl skeleton (NC3000 manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.), epoxy equivalent 276 g / eq, softening point 56 ° C. Mw about 960
Liquid epoxy resin Ep5: Bisphenol A type epoxy resin Epoxy equivalent 189g / eq
Carboxylic acid dihydrazide DH1: 7,11-octadecadien-1,18-dicarbohydrazide (melting point 160 ° C.)
DH2: 3-bis (hydrazinocarboethyl) -5-isopropylhydantoin (melting point: 120 ° C.)
DH3: adipic acid dihydrazide (melting point: 180 ° C.)
DH4: dodecanedioic acid dihydrazide (melting point 190 ° C.)
Phenol novolak resin (M-4 Kasei H-4)
表１に示すように、本発明のダイボンディング剤に相当する実施例１〜７のダイボンディング剤は、Ｂステージ化後、室温でタックフリーであり、保存等の面で有利である。また、Ｂステージ化状態で良好な広がり性及び良好な接着性を示し、シリコンチップをボイドなくマウントすることができた。さらに、Ｂステージ化状態での接着性は安定しており、高温接着強度において優れており、吸湿リフロー試験においても剥離は発生せず、さらに本硬化後の接着性も良好であり、信頼性に優れた半導体装置をもたらすことが確認できた。なかでも、７，１１−オクタデカジエン−１，１８−ジカルボヒドラジドを使用した実施例２〜７は、保存安定性において優れていた。
カルボン酸ジヒドラジドを欠く比較例１のダイボンディング剤、は、高温接着強度において劣っていた。
融点の高いカルボン酸ジヒドラジドを使用した比較例２及び３のダイボンディング剤も、高温接着強度において劣っていた。また、比較例３のダイボンディング剤は、広がり性が大きく、小型化、細密化に伴って要求される信頼性が低い。
硬化剤としてフェノールノボラック樹脂を使用した比較例４のダイボンディング剤も、高温接着強度及び本硬化後接着強度において劣り、保存安定性も低かった。また、比較例４のダイボンディング剤は、広がり性が大きく、吸湿リフロー試験により剥離が発生し、信頼性が低い。
さらに、カルボン酸ジヒドラジドの含有量が、本発明の範囲を下回る比較例５及び上回る比較例６は、接着性において劣る結果となった。具体的には、比較例５は、高温接着強度において劣り、吸湿リフロー試験により剥離が発生し、信頼性が低い。比較例６は、シリコンチップのマウントにおいてボイドが生じ、高温接着強度においても劣り、広がり性が小さく、吸湿リフロー試験により剥離が発生し、信頼性が低い。As shown in Table 1, the die bonding agents of Examples 1 to 7 corresponding to the die bonding agent of the present invention are tack-free at room temperature after being B-staged, and are advantageous in terms of storage and the like. In addition, it showed good spreadability and good adhesion in the B-stage state, and the silicon chip could be mounted without voids. In addition, the adhesiveness in the B-stage state is stable, excellent in high-temperature adhesive strength, no peeling occurs in the moisture absorption reflow test, and the adhesiveness after the main curing is also good and reliable. It has been confirmed that an excellent semiconductor device is brought about. Among these, Examples 2 to 7 using 7,11-octadecadien-1,18-dicarbohydrazide were excellent in storage stability.
The die bonding agent of Comparative Example 1 lacking carboxylic acid dihydrazide was inferior in high-temperature adhesive strength.
The die bonding agents of Comparative Examples 2 and 3 using carboxylic acid dihydrazide having a high melting point were also inferior in high-temperature adhesive strength. In addition, the die bonding agent of Comparative Example 3 has a large spreadability and low reliability required with downsizing and densification.
The die bonding agent of Comparative Example 4 using a phenol novolac resin as a curing agent was also inferior in high-temperature adhesive strength and post-curing adhesive strength, and low in storage stability. Further, the die bonding agent of Comparative Example 4 has a large spreadability, peeling occurs in the moisture absorption reflow test, and the reliability is low.
Further, Comparative Example 5 and Comparative Example 6 in which the content of carboxylic acid dihydrazide falls below the range of the present invention resulted in poor adhesion. Specifically, Comparative Example 5 is inferior in high-temperature adhesive strength, peeled off by a moisture absorption reflow test, and has low reliability. In Comparative Example 6, voids are generated in the mount of the silicon chip, the high-temperature adhesive strength is inferior, the spreadability is small, peeling occurs in the moisture absorption reflow test, and the reliability is low.
（実施例８〜１２、比較例７〜１０）
表２に示す組成（表中の数値は質量部である）で、各成分を混合し、実施例・比較例のダイボンディング剤を調製した。固形エポキシ樹脂、液状エポキシ樹脂、カルボン酸ジヒドラジドは、表１に示したものと同様のものを用いた。各ダイボンディング剤の特性を、上記と同様にして測定した。(Examples 8-12, Comparative Examples 7-10)
Each component was mixed with the composition shown in Table 2 (the numerical values in the table are parts by mass) to prepare die bonding agents of Examples and Comparative Examples. As the solid epoxy resin, liquid epoxy resin, and carboxylic acid dihydrazide, those shown in Table 1 were used. The characteristics of each die bonding agent were measured in the same manner as described above.
表２に示すように、７，１１−オクタデカジエン−１，１８−ジカルボヒドラジドを使用した本発明のダイボンディング剤に相当する実施例８〜１２のダイボンディング剤は、Ｂステージ化後、室温でタックフリーであり、保存等の面で有利である。また、Ｂステージ化状態で良好な接着性を示し、シリコンチップをボイドなくマウントすることができた。さらに、Ｂステージ化状態での接着性は安定しており、高温接着強度において優れていた。さらに本硬化後の接着性も良好であり、保存安定性においても優れていた。また、実施例８〜１２のダイボンディング剤は、広がり性が良好であり、吸湿リフロー試験後に剥離の発生もなく、信頼性に優れた半導体装置をもたらすことが確認できた。
（Ａ）に含まれるエポキシ基のモル数に対する、（Ｂ１）ジシアンジアミドに含まれる活性水素のモル数の比が、本発明の範囲を下回る比較例７は、広がり性が大きく、吸湿リフロー試験により剥離が発生し、信頼性が低く、保存安定性に劣り、本硬化後接着強度も劣っていた。
（Ａ）に含まれるエポキシ基のモル数に対する、（Ｂ１）ジシアンジアミドに含まれる活性水素のモル数の比が、本発明の範囲を上回る比較例８は、広がり性が小さく、吸湿リフローにより剥離が発生し、信頼性が低く、保存安定性に劣っていた。
さらに、（Ａ）に含まれるエポキシ基のモル数に対する、（Ｂ２）カルボン酸ジヒドラジドの活性水素のモル数の比が、本発明の範囲を下回る比較例９は、高温接着強度において劣り、吸湿リフロー試験により剥離が発生し、信頼性が低く、保存安定性に劣っていた。
（Ａ）に含まれるエポキシ基のモル数に対する、（Ｂ２）カルボン酸ジヒドラジドの活性水素のモル数の比が、本発明の範囲を上回る比較例１０は、広がり性が小さく、吸湿リフロー試験により剥離が発生し、信頼性が低く、保存安定性に劣っていた。As shown in Table 2, the die bonding agents of Examples 8 to 12 corresponding to the die bonding agent of the present invention using 7,11-octadecadien-1,18-dicarbohydrazide are B-staged. It is tack-free at room temperature, which is advantageous in terms of storage. In addition, it showed good adhesion in the B-stage state, and the silicon chip could be mounted without voids. Furthermore, the adhesiveness in the B-stage state was stable and excellent in high-temperature adhesive strength. Furthermore, the adhesiveness after the main curing was good, and the storage stability was also excellent. In addition, it was confirmed that the die bonding agents of Examples 8 to 12 had good spreadability, and no peeling occurred after the moisture absorption reflow test, resulting in a highly reliable semiconductor device.
Comparative Example 7 in which the ratio of the number of moles of active hydrogen contained in (B1) dicyandiamide to the number of moles of epoxy group contained in (A) is less than the range of the present invention is large in spreadability and peeled off by a moisture absorption reflow test. Occurred, the reliability was low, the storage stability was poor, and the post-curing adhesive strength was also poor.
In Comparative Example 8 in which the ratio of the number of moles of active hydrogen contained in (B1) dicyandiamide to the number of moles of epoxy group contained in (A) exceeds the range of the present invention, the spreadability is small and peeling occurs due to moisture absorption reflow. It was generated, the reliability was low, and the storage stability was poor.
Furthermore, Comparative Example 9 in which the ratio of the number of moles of active hydrogen of (B2) carboxylic acid dihydrazide to the number of moles of epoxy group contained in (A) is lower than the range of the present invention is inferior in the high-temperature adhesive strength, and the moisture absorption reflow Peeling occurred in the test, the reliability was low, and the storage stability was poor.
Comparative Example 10 in which the ratio of the number of moles of active hydrogen of (B2) carboxylic acid dihydrazide to the number of moles of epoxy group contained in (A) exceeds the range of the present invention is small in spreadability, and peeled off by a moisture absorption reflow test Occurred, the reliability was low, and the storage stability was poor.
本発明のダイボンディング剤によれば、簡便な方法で、信頼性に優れた半導体装置をもたらすことができる。詳細には、Ｃステージ化しなくても、Ｂステージ化状態でワイヤボンディングや封止を行うことができ、かつ信頼性の高い半導体装置を製造することができ、産業上の利用性が高い。 According to the die bonding agent of the present invention, a highly reliable semiconductor device can be provided by a simple method. In detail, even if it is not C-staged, wire bonding and sealing can be performed in a B-staged state, and a highly reliable semiconductor device can be manufactured, and industrial applicability is high.
［符号の説明］
１ 基板
２ ダイボンディング剤
３ 半導体素子
４ ワイヤ
５ 封止剤
６ 半導体装置
１１ 基板
１２ ダイボンディング剤
１３ 半導体素子
１４ ワイヤ
１５ 封止剤
１６ 半導体装置[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate 2 Die bonding agent 3 Semiconductor element 4 Wire 5 Sealant 6 Semiconductor device 11 Substrate 12 Die bonding agent 13 Semiconductor element 14 Wire 15 Sealant 16 Semiconductor device
Claims (5)
（２）加熱により、基板に塗布したダイボンディング剤をＢステージ化する工程；
（３）Ｂステージ化したダイボンディング剤に接するようにして、基板上に半導体素子をマウントする工程；及び
（４）半導体素子の電極部と基板の回路パターンとをワイヤボンディングした後、封止剤を用いて封止する工程
を含む、半導体装置の製造方法。 (1) The process of apply | coating the die-bonding agent of Claim 1 or 2 to a board | substrate;
(2) A step of converting the die bonding agent applied to the substrate into a B-stage by heating;
(3) a step of mounting a semiconductor element on a substrate so as to be in contact with the B-staged die bonding agent; and (4) a wire bonding between the electrode portion of the semiconductor element and the circuit pattern of the substrate, and then a sealing agent. The manufacturing method of a semiconductor device including the process sealed using.
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