JP6616201B2 - 半導体接着用樹脂組成物及び半導体装置 - Google Patents

半導体接着用樹脂組成物及び半導体装置 Download PDF

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Description

本発明は、半導体接着用樹脂組成物、及びこれを用いた半導体装置に関する。
半導体装置を製造する上で、リードフレーム上に、ＬＥＤ、ＩＣ、ＬＳＩ等の半導体素子（以下、半導体チップとも称する）を固定する工程は、半導体装置の信頼性に影響を与える重要な工程の一つである。かかる接合技術として、金−シリコン共晶体等の無機材料を接着剤として用いる方法が知られている。しかし、この方法は、コストが高いうえに、熱応力により半導体素子の破壊が起こることがある。一方、ダイアタッチペーストと称する有機材料に充填剤を分散させたペースト状の樹脂組成物を接着剤として使用する方法が知られている。この方法は無機材料を用いる方法に比べ、安価であり熱応力による半導体素子の破壊も起き難いことから、半導体素子とリードフレームとの接合技術として今日主流になってきている。
ところで、半導体装置においては耐半田リフロー性の向上が重要な課題の一つとなっており、このため、上記ダイアタッチペーストにおいても、半導体装置の耐半田リフロー性を向上させるべく、半導体素子とリードフレームとの線膨張率の差を緩和するために低弾性率化が求められている。
このような低弾性率化を図ったダイアタッチペーストとしては、例えば、低応力変性アクリレート及びゴム成分を使用したもの（例えば、特許文献１参照）、イミド拡張型ビスマレイミド化合物を含有させたもの（例えば、特許文献２参照）等が知られている。しかし、前者のダイアタッチペーストは、低弾性率化する一方、接着性が損なわれ、半導体素子とリードフレーム間の接着強度が低下するという問題があった。また、後者のダイアタッチペーストは、酸素により硬化が阻害されるため、窒素雰囲気等で硬化させる必要があり、硬化環境を整えるために作業性が低下するという問題があった。
特開２００２−１２６３７号公報 特開２０１２−１１７０７０号公報
本発明は上記問題を解決するためになされたもので、低弾性率で、接着性に優れ、かつ大気中においても硬化性が良好な半導体接着用樹脂組成物、及びそのような半導体接着用樹脂組成物を用いた耐半田リフロー性に優れる半導体装置を提供することを目的としている。
本発明者らは、上記の課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、特定のビスマレイミド樹脂とアリル化ビスフェノール型エポキシ樹脂とを特定の割合で配合することにより、低応力と高接着を両立させ、かつ大気中での硬化性も高めて、上記の目的を達成し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、以下の［１］〜［６］の構成を有する、半導体接着用樹脂組成物及び半導体装置である。
［１］（Ａ）下記一般式（１）で表されるビスマレイミド樹脂、（Ｂ）アリル化ビスフェノール型エポキシ樹脂、（Ｃ）硬化剤、及び（Ｄ）充填剤を含有し、
前記（Ａ）成分と前記（Ｂ）成分との質量比（Ａ）／（Ｂ）が５０／５０〜９５／５であることを特徴とする半導体接着用樹脂組成物。
Figure 0006616201
 （式中、Ｘは、炭素数が１〜１００の２価の脂肪族炭化水素基を示す。）
［２］（Ａ）成分として、式（１）中、Ｘが脂環式炭化水素基であるビスマレイミド化合物を含むことを特徴とする［１］記載の半導体接着用樹脂組成物。
［３］（Ａ）成分が、下記式（２）で表されるビスマレイミド樹脂を含むことを特徴とする［２］記載の半導体接着用樹脂組成物。
Figure 0006616201
 ［４］（Ｂ）成分が、下記一般式（３）で示されるエポキシ樹脂を含むことを特徴とする［１］乃至［３］のいずれかの半導体接着用樹脂組成物。
Figure 0006616201
 （式中、Ｒ１〜Ｒ８は、それぞれ独立に、水素原子、置換または非置換のアルキル基、及び置換または非置換のアリル基から選ばれる基を示し（但し、Ｒ１〜Ｒ８のうちの少なくとも１つは置換または非置換のアリル基である。）、Ｙは、−ＳＯ−、−ＳＯ２−、−ＣＨ２−、−Ｃ（ＣＨ３）２−、−Ｃ（ＣＦ３）２−、−Ｏ−、−ＣＯ−及び−ＣＯＯ−から選ばれる基を示し、ｎは０または１である。）
［５］（Ｄ）成分が、銀粉を含むことを特徴とする［１］乃至［４］のいずれかの半導体接着用樹脂組成物。
［６］［１］乃至［５］のいずれかの半導体接着用樹脂組成物により、半導体素子が支持部材上に接着されていることを特徴とする半導体装置。
本発明によれば、低弾性率で接着性に優れ、かつ大気中においても硬化性が良好な半導体接着用樹脂組成物、及びそのような半導体接着用樹脂組成物を用いた耐半田リフロー性に優れる半導体装置を提供することができる。
本発明の一実施形態の半導体装置を示す断面図である。
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の半導体接着用樹脂組成物は、（Ａ）ビスマレイミド樹脂、（Ｂ）アリル化ビスフェノール型エポキシ樹脂、（Ｃ）硬化剤、及び（Ｄ）充填剤を含有するものである。
本発明に用いられる（Ａ）成分のビスマレイミド樹脂は、前述の一般式（１）で表されるビスマレイミド樹脂である。式（１）中のＸは、炭素数が１〜１００の２価の脂肪族炭化水素基、好ましくは、炭素数が２８〜４４の２価の脂肪族炭化水素基である。脂肪族炭化水素基は、飽和、不飽和のいずれであってもよく、また、直鎖状、分岐鎖状、環状のいずれであってもよいが、環状の炭化水素基、すなわち環構造を有する脂肪族炭化水素基（脂環式炭化水素基）であることがより好ましい。また、ビスマレイミド樹脂は常温で液状のものが好ましい。
本発明の（Ａ）成分として好適な化合物の一例として、下記式（２）で示される常温で液状のビスマレイミド樹脂が挙げられる。このような式（２）で示されるビスマレイミド樹脂を使用することにより、特に、熱時の接着強度を高めることができる。
Figure 0006616201
 （Ａ）成分は１種を単独で使用してもよく、２種以上を混合して使用してもよい。
（Ａ）成分のビスマレイミド樹脂は、式（２）の化合物のように、常温で液状であることが好ましいが、常温で固体のものであっても、液状のビスマレイミド樹脂、反応性希釈剤、溶剤等の液状成分に希釈分散することにより液状にして用いることができる。
本発明に用いられる（Ｂ）成分のアリル化ビスフェノール型エポキシ樹脂は、アリル化ビスフェノールとエピクロルヒドリンとの重合物であり、例えば、次のように得ることができる。
すなわち、多価フェノール化合物をメタノール、イソプロパノール、ｎ−プロパノール等のアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類等の溶剤に溶解後、水酸化ナトリウムや水酸化カリウム等の塩基を用いて塩化アリルや臭化アリル等のハロゲン化アリルと反応させて多価フェノール化合物のアリルエーテルを得る。次に、得られたアリル化多価フェノール化合物をエピクロルヒドリンと混合し、この混合物に触媒（例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属化合物）を一括、または徐々に添加し、２０〜１２０℃で０．５〜１０時間反応させる。これにより（Ｂ）成分のアリル化ビスフェノール型エポキシ樹脂が得られる。
本発明においては、（Ｂ）成分として、前述の一般式（３）で示されるエポキシ樹脂の使用が好ましい。
一般式（３）中、Ｒ１〜Ｒ８は、それぞれ独立に水素原子、置換または非置換のアルキル基、及び置換または非置換のアリル基から選ばれる基を示す（但し、Ｒ１〜Ｒ８のうちの少なくとも１つは置換または非置換のアリル基である。）。アルキル基としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基等が例示される。
一般式（３）で示されるエポキシ樹脂の具体例としては、例えば、ジアリルビスフェノールＡジグリシジルエーテル型エポキシ樹脂等が挙げられる。（Ｂ）成分は１種を単独で使用してもよく、２種以上を混合して使用してもよい。
このように本発明は、上記（Ａ）成分と（Ｂ）成分という特定の２種類の樹脂成分を併用するもので、その配合比は、質量比（Ａ）／（Ｂ）で５０／５０〜９５／５である。（Ａ）／（Ｂ）が前記範囲未満、すなわち、（Ａ）成分の割合が（Ａ）成分と（Ｂ）成分の合計量の５０質量％に満たないと、接着性が低下するとともに吸水率が増大して、耐リフロー性が不良となる。また（Ａ）／（Ｂ）が前記範囲超、すなわち、（Ａ）成分の割合が９５質量％を超えると、組成物の硬化性が低下する。質量比（Ａ）／（Ｂ）は、５６／４４〜９０／１０の範囲が好ましく、６５／３５〜９０／１０の範囲がより好ましい。
なお、本発明の効果を阻害しない範囲であれば、上記（Ａ）成分及び（Ｂ）成分以外の樹脂成分１種以上を配合してもよい。（Ａ）成分及び（Ｂ）成分以外の樹脂成分としては、（Ａ）成分以外のビスマレイミド樹脂、（Ｂ）成分以外のエポキシ樹脂の他、例えば、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリブタジエン樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂、ポリウレタン樹脂、キシレン樹脂等が挙げられる。
本発明に用いられる（Ｃ）成分の硬化剤としては、従来、ラジカル重合に用いられている重合触媒が挙げられる。このような重合触媒のなかでも、急速加熱試験（試料１ｇを熱板上に載置し、４℃／分で昇温して、試料の分解開始温度を測定する試験）により測定される分解開始温度が４０〜１４０℃となるものが好ましい。分解開始温度が４０℃未満では、組成物の常温における保存性が低下し、１４０℃を超えると硬化時間が極端に長くなるおそれある。ここで、「分解開始温度」は、試料の加熱前の質量に対し１％の質量が減少した時の温度をいう。
上記要件を満たすラジカル重合触媒の具体例としては、例えば、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−ブチルパーオキシネオデカノエート、ジクミルパーオキサイド等が挙げられる。これらは１種を単独で、または２種以上を混合して使用することができる。
この（Ｃ）成分の硬化剤の配合量は、上記（Ａ）成分及び（Ｂ）成分の合計量１００質量部に対して、０．０１〜１０質量部が好ましい。０．０１質量部未満では、硬化性が著しく低下するおそれがある。また１０質量部を越えると、組成物の粘度の経時変化が大きくなり、作業性が低下するおそれがある。より好ましくは、（Ａ）成分及び（Ｂ）成分の合計量１００質量部に対して、０．１〜５質量部である。
なお、組成物の保存性を向上させるために、上記硬化剤に各種重合禁止剤を併用してもよい。重合禁止剤としては、例えば、ヒドロキノン、メチルヒドロキノン、ジブチルヒドロキシトルエン（ＢＨＴ）等が挙げられる。
本発明に用いられる（Ｄ）成分の充填剤は、無機系及び有機系のいずれであってもよい。無機系充填剤としては、例えば、銀粉、金粉、銅粉、アルミニウム粉、ニッケル粉等の金属粉や、ブラックカーボン、溶融シリカ、結晶シリカ、窒化珪素、アルミナ、窒化アルミニウム、炭酸カルシウム、タルク等の無機粉末、これらの無機粉末の表面を金属で被覆したもの等が挙げられる。これらの無機系充填剤のうち、金属粉は主に導電性や熱伝導性を付与するために用いられる。また、有機系充填剤としては、例えば、シリコーン樹脂、ポリテトラフロロエチレン等のフッ素樹脂、ポリメチルメタクリレート等のアクリル樹脂、ベンゾグアナミンやメラミンとホルムアルデヒドとの架橋物等が挙げられる。さらに、シリカとアクリル樹脂との複合材や、有機系充填剤表面に金属コーティングを施したもの等、有機化合物と無機化合物を複合した充填剤等も使用される。これらの充填剤は、分散性等を高めるため、アルコキシシラン、アシロキシシラン、シラザン、オルガノアミノシラン等のシランカップリング材等により表面処理が施されていてもよい。充填剤は１種を単独で使用してもよく、２種以上を混合して使用してもよい。
（Ｄ）成分の充填剤としては、導電性の用途には、特に銀粉が、入手が容易で、取扱いやすい上、形状、粒径の種類が多く、導電性が良好で、加熱しても導電性が変化しないことから好ましい。また、絶縁用途には、特にシリカが、入手及び取り扱いの容易さの観点から好ましい。これらの充填剤は、ハロゲンイオン、アルカリ金属イオン等のイオン性不純物の含有量が１０ｐｐｍ以下であることが好ましい。また、形状は特に限定されず、例えば、フレーク状（鱗片状）、樹枝状、球状のもの等が用いられる。また、粒径も特に限定されず、例えば、粒径が１〜１００ｎｍ程度のナノスケールのものも用いられる。充填剤の平均粒径は、通常０．１〜３０μｍ、好ましくは１〜１５μｍ、より好ましくは１〜１０μｍで、許容される最大粒径は５０μｍ程度である。平均粒径が０．１μｍ以上であれば、組成物は適度な粘度を有することができ、３０μｍ以下であれば、組成物を塗布する際に、例えばシリンジ詰まりが生じたり、硬化後に空隙が生じたりすることはない。また、半導体チップが傾斜するおそれもない。ここで、充填剤の平均粒径は、レーザ回折式粒度分布測定装置により測定した個数積算分布における５０％粒径（Ｄ５０値）である。
この（Ｄ）成分の配合量は、上記（Ａ）成分及び（Ｂ）成分の合計量１００質量部に対して、２０〜１５００質量部が好ましく、５０〜１２００質量部がより好ましい。２０質量部未満では、接着強度、特に熱時の接着強度が低下するおそれがあり、１５００質量部を超えると、組成物の粘度が増大し、作業性が低下するおそれがある。
本発明の半導体接着用樹脂組成物には、以上の各成分の他、本発明の効果を阻害しない範囲で、この種の組成物に一般に配合される、低応力化剤（シリコーン樹脂、ゴム等）、粘度調整剤、反応性希釈剤、カップリング剤等の接着助剤、硬化促進剤、硬化促進助剤、消泡剤、界面活性剤、着色剤（顔料、染料）、難燃剤、チクソ性付与剤その他の各種添加剤を、必要に応じて配合することができる。これらの各添加剤はいずれも１種を単独で使用してもよく、２種以上を混合して使用してもよい。
カップリング剤としては、エポキシ系シランカップリング剤、アクリル系シランカップリング剤、チオール系シランカップリング剤、チオウレタン系シランカップリング剤、複素環型シランカップリング剤、アミン系シランカップリング剤等のシランカップリング剤の他、チタネート系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤、ジルコート系カップリング剤、ジルコアルミネート系カップリング剤等が挙げられる。これらのカップリング剤のなかでも、シランカップリング剤が好ましく、さらにシランカップリング剤のなかでも、エポキシ系シランカップリング剤、チオール系シランカップリング剤、チオウレタン系シランカップリング剤が好ましく、エポキシ系シランカップリング剤がより好ましい。
エポキシ系シランカップリング剤としては、なかでも１分子中にエポキシ基と加水分解性シリル基をともに有する化合物が好ましく、特に下記一般式（４）で示される化合物が好ましい。
Figure 0006616201
式（４）において、Ｒ及びＲ’は、炭素数１〜４のアルキル基であり、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基が挙げられ、互いに同一であっても異なってもよい。Ｒとしてはメチル基、エチル基が好ましく、Ｒ’としてはメチル基が好ましい。
Ａは、炭素数４〜１２の２価の炭化水素基であり、好ましくは７〜１２の２価の炭化水素基である。炭素数が４未満では、組成物の接着強度、特に熱時、及び吸湿後熱時接着強度を低下させるおそれがあり、炭素数が１２を超えると、それ自身粘度が高くなり、分散性が低下する。２価の炭化水素基としては、なかでもアルキレン基が好ましい。このアルキレン基等の２価の炭化水素基は、炭素原子間の酸素原子を介在してもよく、また、炭素原子に結合する水素原子の１個もしくはそれ以上がフッ素原子、塩素原子等のハロゲン原子等で置換されていてもよい。Ａとしては、エポキシ基に結合する側から−ＣＨ２−Ｏ−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２−Ｏ−ＣＨ２−であるものが特に好ましい。
ｍは、１〜３の整数であり、好ましくは２または３であり、３が特に好ましい。
カップリング剤として、一般式（４）で示される化合物を含むことにより、本発明の半導体接着用樹脂組成物の接着強度、特に熱時、及び吸湿後熱時接着強度をより高め、また耐リフロー性をより向上させることができる。
エポキシ系シランカップリング剤として好適な市販品を例示すると、例えば、信越化学工業（株）製のＫＢＭ−４８０３（商品名）等が挙げられる。
希釈剤としては、特に限定されないが、吸湿後の熱時接着強度が良好であることから、シクロアルキル構造を含有する化合物が好ましく、なかでも、下記一般式（５）または（６）で表される化合物が好ましい。
Figure 0006616201
式（５）及び式（６）中、Ｒ9は水素原子、メチル基またはエチル基を示し、Ｒ１０は置換または非置換の炭素数３〜３６のシクロアルキル構造を有するエステル基を示す。炭素数３〜３６のシクロアルキル構造としては、例えば、シクロブチル構造、シクロペンチル構造、シクロヘキシル構造、シクロヘプチル構造、シクロオクチル構造、シクロノニル構造、シクロデシル構造、シクロウンデシル構造、シクロドデシル構造、シクロトリデシル構造、シクロテトラデシル構造、シクロペンタデシル構造、シクロヘキサデシル構造、シクロヘプタデシル構造、シクロオクタデシル構造等が例示される。シクロアルキル構造を有するエステル基は、シクロアルキル構造が−ＣＯＯ−基と直接結合していてもよく、シクロアルキル構造に結合したアルキル基やアルキルオキシ基等を介して間接的に−ＣＯＯ−基に結合していてもよい。間接的に結合する場合のアルキル基及びアルキルオキシ基は、炭素数が１〜６であることが好ましい。Ｒ１０は、一般式（５）においては１価の置換基となり、一般式（６）においては２価の置換基となる。このシクロアルキル構造は置換基を有してもよく、その置換基は特に制限されないが、例えば、炭素数１〜１８の炭化水素基等が例示される。
一般式（５）で表される化合物としては、例えば、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、メチルシクロヘキシル（メタ）アクリレート、ｔｅｒｔ−ブチルシクロヘキシル（メタ）アクリレート、シクロオクチル（メタ）アクリレート、シクロドデシル（メタ）アクリレート、イソボルニルメタクリレート（例えば、共栄社化学（株）製 商品名「ライトエステルＩＢ−Ｘ」等）、イソボルニルアクリレート（例えば、日立化成工業（株）製 商品名「ＦＡ−５４４Ａ」、共栄社化学（株）製 商品名「ライトアクリレートＩＢ−ＸＡ」等）、ジシクロペンタニルメタクリレート（例えば、日立化成工業（株）製 商品名「ＦＡ−５１３Ｍ」等）、ジシクロペンタニルアクリレート（例えば、日立化成工業（株）製 商品名「ＦＡ−５１３Ａ」等）、４−メチロールシクロヘキシルメチルアクリレート（例えば、日本化成（株） 商品名「ＣＨＤＭＭＡ」等）、４−メチルシクロヘキシルメチル（メタ）アクリレート、シクロヘキシルメチル（メタ）アクリレート等が挙げられる。
また、一般式（６）で表される化合物としては、例えば、トリシクロデカンジメタノールジメタクリレート（例えば、新中村化学工業（株）製 商品名「ＤＣＰ」等）、トリシクロデカンジメタノールジアクリレート（例えば、新中村化学工業（株）製 商品名「Ａ−ＤＣＰ」、共栄社化学（株）製 商品名「ライトアクリレートＤＣＰ−Ａ」等）等が挙げられる。
本発明の半導体接着用樹脂組成物は、前記した（Ａ）〜（Ｄ）成分、及び必要に応じて配合されるカップリング剤等の添加剤等を予備混合した後、ディスパース、ニーダー、３本ロールミル等により混練処理を行い、次いで、真空下脱泡することにより、調製することができる。
本発明の半導体接着用樹脂組成物は、低弾性率で、接着性が良好で、かつ大気中での硬化性にも優れている。したがって、これを用いて、特に耐半田リフロー性が従来に比べて向上した半導体装置を得ることができる。
また、本発明の半導体接着用樹脂組成物は、接着性が良好であるため、密着付与剤として一般に使用されている硫黄原子を含む有機化合物を用いる必要がない。したがって、硫黄原子に起因する腐食を防止でき、信頼性の高い半導体装置を得ることができる。
次に、本発明の半導体装置について説明する。
本発明の半導体装置は、本発明の半導体接着用樹脂組成物を用いて公知の方法により製造でき、例えば、半導体素子と半導体素子を支持する支持部材とを本発明の半導体接着用樹脂組成物を介して接着固定することにより行われる。
より具体的には、例えば、本発明の半導体接着用樹脂組成物を介して半導体素子をその支持部材であるリードフレームにマウントし、半導体接着用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、あるいはパッケージに収納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−シリコン等からなるワイヤが例示される。また、半導体接着用樹脂組成物を硬化させる際の温度は、通常、１００〜２３０℃、好ましくは、１００〜２００℃であり、銅製のリードフレームの場合は１９０℃以下が特に好ましい。また、加熱時間は０．５〜２時間程度が好ましい。
図１は、このようにして得られた本発明の半導体装置の一例を示したものであり、銅フレーム、ＰＰＦ（パラジウム プリプレーティング リードフレーム）等のリードフレーム１と半導体素子２の間に、本発明の半導体接着用樹脂組成物の硬化物である接着剤層３が介在されている。また、半導体素子２上の電極４とリードフレーム１のリード部５とがボンディングワイヤ６により接続されており、さらに、これらが封止樹脂７により封止されている。接着剤層３の厚さとしては、１０〜３０μｍ程度が好ましい。
なお、図面では、半導体素子の支持部材としてリードフレームを例示しているが、半導体素子を支持固定する部材であればよく、特に限定されない。例えば、回路基板や放熱部材等に適用することもできる。
本発明の半導体装置は、低弾性率で接着性に優れた半導体接着用樹脂組成物により半導体素子が接着固定されているので、耐半田リフロー性に優れており、高い信頼性を具備している。また、半導体接着用樹脂組成物は大気中での硬化性が良好であるため、本発明の半導体装置は生産性にも優れている。
次に、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。なお、以下の実施例及び比較例において使用した材料は表１に示した通りである。また、「部」は特に断らない限り「質量部」を意味する。
Figure 0006616201
（実施例１）
ビスマレイミド樹脂を８０部、アリル化ビスフェノール型エポキシ樹脂を２０部、硬化剤を１部、カップリング剤を２．０部、希釈剤を４３部、及び充填剤を２５０部十分に混合し、さらに三本ロールで混練して半導体接着用樹脂組成物を調製した。
（実施例２、比較例１，２）
組成を表２に示すように変えた以外は、実施例１と同様にして半導体接着用樹脂組成物を調製した。
上記各実施例及び各比較例で得られた半導体接着用樹脂組成物について、下記に示す方法で各種特性を評価し、その結果を表２に併せ示した。
＜半導体接着用樹脂組成物＞
（１）硬化性（大気中、窒素雰囲気中）
得られた半導体接着用樹脂組成物を銅フレーム上に２０μｍ厚に塗布し、それらの各フレーム上に４ｍｍ×４ｍｍの半導体チップ（シリコンチップ）をマウントし、大気中（実施例１，２、比較例１，２）または窒素雰囲気中（比較例１，２）において、１７０℃で６０分間加熱硬化させた。硬化後、フィレット部の硬化状態を触診し、下記の基準で評価した。
○：タック性（べたつき）なし（良好）
×：タック性（べたつき）あり（不良）
＜硬化物＞
（１）弾性率
得られた半導体接着用樹脂組成物を大気中（実施例１，２、比較例１，２）または窒素雰囲気中（比較例１，２）、１７０℃で６０分間加熱硬化させて作製したフィルム状サンプル（２０ｍｍ×４ｍｍ×０．１ｍｍ）について、セイコーインスツル（株）製の動的粘弾性測定機ＤＭＳ６１００を用いて引張モードにて弾性率を測定した。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：１Ｈｚ
荷重：１００ｍＮ
ここで、２５℃における貯蔵弾性率を弾性率（単位：ＭＰａ)とした。
（２）吸水率
得られた半導体接着用樹脂組成物を大気中（実施例１，２、比較例１，２）または窒素雰囲気中（比較例１，２）、１７０℃で６０分間加熱硬化させて作製したフィルム状サンプル（２０ｍｍ×５０ｍｍ×１．０ｍｍ）に、８５℃、８５％ＲＨ、１６８時間の吸湿処理を行い、処理前後のサンプルの質量から、次式より算出した。
吸水率（％）＝［（Ｗ２−Ｗ１）／Ｗ１］×１００
Ｗ１：吸湿処理前のサンプル質量（ｇ）
Ｗ２：吸湿処理後のサンプル質量（ｇ）
（３）熱時接着強度
大気中（実施例１，２、比較例１，２）または窒素雰囲気中（比較例１，２）で、得られた半導体接着用樹脂組成物を銅フレームに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）をマウントし、１７０℃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）製の接着強度測定装置を用いて２６０℃環境下での接着強度を測定した。
（４）吸湿後接着強度
大気中（実施例１，２、比較例１，２）または窒素雰囲気中（比較例１，２）で、得られた半導体接着用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）をマウントし、１７０℃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、８５℃、８５％ＲＨ、１６８時間の吸湿処理を行った後、（３）の場合と同様にして２６０℃環境下での接着強度を測定した。
＜半導体パッケージ＞
（１）耐半田リフロー性
大気中（実施例１，２、比較例１，２）または窒素雰囲気中（比較例１，２）で、得られた半導体接着用樹脂組成物を銅フレーム上に２０μｍ厚に塗布し、その上に４ｍｍ×４ｍｍの半導体チップ（シリコンチップ、表面アルミ配線のみ）をマウントし、２００℃で６０分間加熱硬化させた。これをエポキシ樹脂封止材（京セラケミカル（株）製 商品名ＫＥ−Ｇ３０００Ｄ（Ｋ））を用いて下記の条件で成形しパッケージを得た。得られたパッケージに、８５℃、６０％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）の発生の有無を光学顕微鏡（倍率：１５倍）で観察し、その発生率（不良数（個）／不良数（個））を調べた（ｎ＝５）。また、パッケージの内部クラックの発生の有無を超音波探傷装置（ＳＡＴ）で観察し、その発生率（不良数（個）／不良数（個））を調べた（ｎ＝５）。
［パッケージ成形］
パッケージ：８０ｐＱＦＰ（１４ｍｍ×２０ｍｍ×２ｍｍ）
硬化条件：１７５℃×１分間＋１７５℃×６時間
Figure 0006616201
表２からも明らかなように、実施例の半導体接着用樹脂組成物は、大気中での硬化性が良好で、また、弾性率が低く低応力化を達成しながら、同時に熱時及び吸湿後熱時接着強度を向上させることができている。さらに、このような樹脂組成物を用いて半導体素子をリードフレームに接着して作製された半導体パッケージは優れた耐半田リフロー性を有している。
したがって、本発明の樹脂組成物は半導体接着用途に有用であり、これを用いて信頼性の高い半導体装置を得ることができる。
１…リードフレーム、２…半導体素子、３…接着剤層、４…電極、５…リード部、６…ボンディングワイヤ、７…封止樹脂。

Claims (5)

  1. （Ａ）下記一般式（１）で表されるビスマレイミド樹脂、（Ｂ）下記一般式（３）で示されるエポキシ樹脂を含むアリル化ビスフェノール型エポキシ樹脂、（Ｃ）硬化剤、及び（Ｄ）充填剤を含有し、
    前記（Ａ）成分と前記（Ｂ）成分との質量比（Ａ）／（Ｂ）が５０／５０〜９５／５であることを特徴とする半導体接着用樹脂組成物。
    Figure 0006616201
     （式中、Ｘは、炭素数が２８〜４４の２価の飽和脂環式炭化水素基を示す。）
    Figure 0006616201
     （式中、Ｒ １ 〜Ｒ ８ は、それぞれ独立に、水素原子、置換または非置換のアルキル基、及び置換または非置換のアリル基から選ばれる基を示し（但し、Ｒ １ 〜Ｒ ８ のうちの少なくとも１つは置換または非置換のアリル基である。）、Ｙは、−ＳＯ−、−ＳＯ ２ −、−ＣＨ ２ −、−Ｃ（ＣＨ ３ ） ２ −、−Ｃ（ＣＦ ３ ） ２ −、−Ｏ−、−ＣＯ−及び−ＣＯＯ−から選ばれる基を示し、ｎは０または１である。）
  2. （Ａ）成分が、下記式（２）で表されるビスマレイミド樹脂を含むことを特徴とする請求項１記載の半導体接着用樹脂組成物。
    Figure 0006616201
  3. 前記（Ｄ）成分が、銀粉を含むことを特徴とする請求項１又は２記載の半導体接着用樹脂組成物。
  4. 前記（Ｂ）成分以外に、硫黄原子を含む有機化合物を含有しない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樹脂組成物。
  5. 請求項１乃至４のいずれか１項記載の半導体接着用樹脂組成物により、半導体素子が支持部材上に接着されていることを特徴とする半導体装置。
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