JPH02266539A - 絶縁性ペースト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、半導体装置のアッセンブリ等に使用される絶
縁性ペーストで、特に、半導体チップの大型化と高絶縁
性に対応した絶縁性、耐加水分解性、接着性に優れた絶
縁性ペーストに関する。

（従来の技術） 半導体装置の製造において、金属薄板（リードフレーム
）上の所定部分にＩＣ，ＬＳＩ等の半導体チップを絶縁
性ペーストによって接着する工程は、半導体素子の長期
信頼性に影響を与える重要な工程の１つである。　従来
からこの接着方法として半導体チップのシリコン面をリ
ードフレーム上の金メツキ面に加圧圧着するというＡｕ
　−３ｉ共晶法が主流であった。　近年、貴金属、特に
金の高騰を契機として、樹脂封止型半導体装置では、Ａ
Ｕ−Ｓｉ共晶法から、半田を使用する方法、接着剤を使
用する方法等に急速に移行しつつある。

しかし、半田を使用する方法は、一部実用化されている
が半田や半田ボールが飛散して電極等に付着し、腐食断
線の原因となることが指摘されている。　一方、接着剤
を使用する方法では、通常、シリカ粉末等を配合したエ
ポキシ樹脂が用いられ、約１０年前から一部実用化され
てきたが、信頼性面でＡｕ−３ｉ共晶法に比較して満足
すべきものが得られなかった。

れてきたが、信頼性面でＡｕ−３ｉ共晶法に比較して満
足すべきものが得られなかった。

（発明が解決しようとする課題） 接着剤を使用する場合は、半田法に比べて耐熱性に優れ
る等の長所を有しているが、その反面、使用される樹脂
や硬化剤が半導体素子の接着用として作られたものでな
いため、ボイドの発生や、耐湿性、耐加水分解性に劣り
、アルミニウム電極の腐食を促進し、断線不良の原因と
なることが多く、素子の信頼性はＡｕ−３ｉ共晶法に比
較して劣っていた。　また、最近、ＩＣ／ＬＳＩやＬＥ
Ｄ等の半導体チップの大型化に伴い、接着力の低下やチ
ップクラックが発生し、問題となってきていた。

本発明は、上記の事情・欠点に鑑みてなされたもので、
半導体チップの大型化に対応して絶縁性、耐加水分解性
、接着性に優れるとともに大型チップの反りを低減する
、信頼性の高い絶縁性ペーストを提供することを目的と
している。

［発明の構成コ （課題を解決するための手段） 本発明者らは、上記の目的を達成するために鋭意研究を
重ねた結果、特定の組成の絶縁性ペーストを用いること
によって、目的が達成されることを見いだし、本発明を
完成したらのである。

すなわち、本発明は、 （Ａ＞ウレタンプレポリマー及び／又はウレタンオリゴ
マー （Ｂ）多価アルコール化合物及び （Ｃ）絶縁性粉末 を必須成分とすることを特徴とする絶縁性ペーストであ
る。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明に用いる（Ａ）成分としては、ウレタンを形成す
るプレポリマーおよびオリゴマーのすべての６のが使用
できる。　これらの中でも末端活性イソシアネート基を
活性水素化合物でブロック化したブロックインシアネー
トプレポリマーが好適である。　その代表的なものとし
ては、末端活性イソシアネートを有するポリエステル又
はポリブタジェンを、アセト酢酸エステルオキシム、フ
ェノール等のブロッキング剤でブロック化したものであ
る。　具体的な化合物としては、デスモジュールＡＰス
テーブル（バイエル社製、商品名）、ニーロックＱ−９
０６２＜出光石油化学社製、商品名）等が挙げられ、単
独又は２種以上混合して使用することができる。　これ
らのブロック化されたウレタンのプレポリマーおよびオ
リゴマーは室温で安定であるが、１２０’Ｃ以上に加熱
するとブロック化がはずれる性質をもっているものであ
る。

本発明に用いる（Ｂ）多価アルコール化合物としては、
可撓性、柔軟性を考慮して長鎖のアルキル基を有するも
のや、ポリエステル系、ポリブタジェン系およびシリコ
ーン系の多価アルコール類が使用できる。　具体的な化
合物としては、ポリエチレングリコール、ポリプロピレ
ングリコール（三洋化成社製）、Ｒ−４５ＨＴ（出光石
油化学社製、商品名）、アルコール変性シリコーンＢＹ
シリーズ（トーレ・シリコーン社製、商品名）等が挙げ
られ、これらは単独又は２種以上混合して使用される。

これらの多価アルコール化合物の水酸基は、前述したウ
レタン形成化合物から解離したインシアネート基と反応
する。　ウレタンプレポリマー・オリゴマーと多価アル
コール化合物の配合割合は、解離イソシアネート基（Ｎ
ＧＯ）と多価アルコール化合物の水酸基（ＯＨ）の比（
ＮＧＯｌｏＨ）が１．０〜１．２当量の範囲内であるこ
とが望ましい。

この配合割合が１．０当量未満または１．２当量を超え
ると所定の特性が得られない、　このインシアネート基
と水酸基との反応系を促進する触媒として、−ｉ的にジ
アルキルチンジラウレート等が使用される。

本発明に用いる（Ｃ）絶縁性粉末としては、アルカリ金
属イオン、ハロゲンイオン等の不純物イオンを含まない
ことが必要である。　このため、必要があればイオン交
換水あるいはイオン交換樹脂等で洗浄して不純物を取り
除く、　このようなものとしてはカーボランダム、炭化
はう素、窒化はう素、窒化アルミニウム、窒化チタンな
どの非酸化物のセラミック粉末、ベリラム、マグネシウ
ム、アルミニウム、チタン、シリコンなどの酸化物粉末
等が挙げられ、これらは単独又は２種以上混合して使用
することができる。　これらの絶縁性粉末は、いずれも
平均粒径て１０μｍ以下であることが好ましい。　平均
粒径が１０μ［を超えると、樹脂組成物の性状がペース
ト状にならず塗布性能が低下して好ましくない、　　（
Ｃ）絶縁性粉末と、（Ａ）ウレタン形成化合物および（
Ｂ）多価アルコール化合物の樹脂成分との配合割合［Ｃ
／　（Ａ＋Ｂ）］は、重量比で６０／　４０〜９０／１
０であることが望ましい、　絶縁性粉末が６０重量部未
満であると満足なペースト性状が得られず、また９０重
量部を超えると作業性や密着性が低下し好ましくないか
らである。

本発明の絶縁性ペーストは、その粘度調整のため、必要
に応じて有機溶剤を使用することができる。　その有機
溶剤としては、ジオキサン、ヘキサン、酢酸セロソルブ
、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、ブチルセロソ
ルブアセテート、プチルカルビｌ−−ルアセテート、イ
ソホロン等が挙げられ、これらは単独又は２種以上混合
して使用することができる。

本発明の絶縁性ペーストの製造方法は、常法に従い各原
料成分を十分混合した後、さらに例えば三本ロールによ
る混練処理をし、その後、減圧脱泡して製造することが
できる。　こうして製造した絶縁性ペーストは、シリン
ジに充填し、デイスペンサーを用いてリードフレーム上
に吐出し、リードフレームと半導体チップの接着に使用
される。

次いでワイヤボンディングを行い、その後樹脂で封止し
て樹脂封止型半導体装置を製造する。　この半導体装置
は２８０℃で加熱しても、大型チップの反り変形が極め
て少なく、優れた接着力を存するものである。

（実施例） 次に本発明を実施例によって説明するが本発明はこれら
の実施例によって限定されるものではない、　実施例及
び比較例において「部」とは特に説明のない限り「重量
部」を意味する。

実施例　１〜３ 第１表の実施例１〜３に示した各成分を三木ロールによ
り３回混練して、各実施例の一液性の絶縁性接着剤を製
造した。

比較例 市販のエポキシ樹脂ベースの溶剤型半導体用接着剤を入
手して比較例とした。

実施例１〜３および比較例の樹脂組成物を用い、第１表
に示した半導体チップ接着条件により、半導体チップと
リードフレームとを接着固定して、半導体装置を製造し
た。　これらの半導体装置について接着強度、半導体チ
ップの反り、加水分解性イオン、絶縁抵抗の試験を行っ
た。　その結果を第１表に示したがいずれも本発明の顕
著な効果が認められた。

本発明の絶縁性ペーストの接着強度の試験は、２００μ
ｒａｌｉのリードフレーム上に４Ｘ１２１１ｎの・シリ
コンチップを接着し、３５０℃における接着強度をプッ
シュプルゲージを用いて測定した。　半導体チップの反
り試験は、硬化後のチップ表面を表面粗さ計で測定し、
チップ中央部と端部との距離の差で示した。　加水分解
性イオンの試験は、ペーストを半導体チップの接着条件
で硬化させた後、１００メツシユに粉砕して、１８０’
Ｃで２時間加熱抽出を行ったＣＩイオンの量をイオンク
ロマトグラフィーで測定した。　絶縁抵抗の試験は、Ｊ
ｒＳ−Ｃ−２１０３による浸水後の絶縁抵抗の値を測定
した。

［発明の効果］ 以上の説明および第１表から明らかなように、本発明の
絶縁性ペーストは、絶縁性、耐加水分解性、接着性に優
れており、大型チップの反りを低減するとともに不純物
イオンが低く、信頼性の高い製品を得ることができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １（Ａ）ウレタンプレポリマー及び／又はウレタンオリ
   ゴマー、 （Ｂ）多価アルコール化合物及び （Ｃ）絶縁性粉末 を必須成分とすることを特徴とする絶縁性ペースト。