JPH02278609A - 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１ （産業上の利用分野） 本発明は、半導体装置のアッセンブリー等に使用するウ
レタン系絶縁性ペース１〜で、大型半導体チップの接着
と高絶縁性の要請に対応し、接着性、耐加水分解性、絶
縁性に優れた、またチップの反りの少ない絶縁性ペース
ｌ〜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
）」二の所定部分にＩＣ，ＬＳＩ等の半導体チップを接
合する］１稈は、半導体素子の長Ｊｕｌ　（８頼性に影
響を与える重要な工程の１っである。

従来からこの接合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共品法が主流てあった。

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、Ａｕ−８ｉ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ＩＢや半日１ポールが飛散して電極等に１寸
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ては、通常、シリカ粉末等
を配合したエボＡ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、信頼性向てＡｕ−８ｉ共晶法に
比較して満足ず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
る等の長所を存しているが、その反面、使用される樹脂
や硬化剤か半導体素子の接着用として作られたものてな
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−８ｉ共晶法に比
較して劣っていた。　また、最近、丁Ｃ／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接着性、耐加水分解性
、絶縁性に優れるとともに大型チップの反りを低減させ
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］ （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、特定の樹脂組成物を用い′ることによって
、目的か達成されることを見いたし、本発明を完成した
ものである。

すなわち、本発明は、 （Ａ＞分子内にベンゾフェノン基を有するウレタンプレ
ポリマー （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）分子内にベンゾフェノン基を有す
るウレタンプレポリマーとしては、分子内にベンゾフェ
ノン基を有しウレタンを形成するプレポリマーおよびオ
リゴマーのずべてのものが使用できる。　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ホー１ヘプレボリマーが望ま
しい。

ベンゾフェノン基を導入することについては、末端活性
インシアネー１〜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Ａ−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に、ペンゾフェ
ノンテｌ−ラカルポン酸二無水物などを加熱反応させる
ことが挙げられ、これらは単独又は２種以−Ｌ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ベ
ンゾフェノン基を含むウレタン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
ンクリコール（三洋化成社製）、Ｒ−４５１１’ｌ’　
（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）
等か挙げられ、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
レタンプレポリマーから解離したイソシアネート基と反
応する。　ウレタンプレポリマーと多価アルコールの配
合割合は、解離イソシアネーＩ〜基（ＮＧＯ）と多価ア
ルコール化合物の水酸基（ＯＨ）の比（ＮＧＯｌｏｌ−
Ｉ）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。　このイソシアネ
ート基と水酸基との反応系を促進する触媒として、一般
的にジアルキルチンジラウレー１−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
ことが望ましい。　このため必要で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収り除く
。　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
挙けられ、これらは単独又は２種以上混合して使用する
ことがてきる。　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印を超えると、樹脂組成物の性状がペース１〜
状にならす塗布性能が低下して好ましくない。　　（Ｃ
）絶縁性粉末と、（Ａ）ウレタンプレポリマーおよび゛
（Ｂ）多価アルコール化合物の樹脂成分との配合割合［
Ｃ／＜Ａ十Ｂ）］は、重合比て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
溝であると満足なペース１へ性状が得られず、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１〜は、その粘度調整のため、必
要に応し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、ブチルカルピトールアセテート、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てきる。　また必要に応じて消泡剤
やカップリング剤その他の添加剤を加えることができる
。

本発明にかかる樹脂組成物の製造方法は、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。　こうして製造した樹脂組成物は、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等の接着に使用
される。

次いでワイヤポンディングを行い、その後樹脂て封止し
て樹脂封止型半導体装置を製造する。　この半導体装置
を２８０°Ｃで加熱しても、大型チップの反り変形が極
めて少なく、優れた接着力を有するものである。

（実施例） 次に本発明を実施例によって説明するか、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 合成例Ｘ〜Ｚ 第１表に示した各成分を加熱反応させて、分子内にベン
ゾフェノン基を存するウレタンプレポリマーｘ、ｙ＝　
ｚを合成した。

第１表 第２表に示した各樹脂組成分を三本ロールにより　３回
混練して、−液性の樹脂組成物をそれぞれ製造した。

比較例 市販のエポキシ樹脂ペ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の樹脂組成物および比較例の接着剤を用い
て、半導体チップとリードフレームとを第２表の゛ｒ導
体チップ接着条件で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、加水分解イオンおよび絶縁抵抗の試験を行った。

　その結果を第２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。

なお、接着強度の試験は、２００μｍｎ厚の銅系のリー
ドフレーム上に４ｘ１２ｍｌ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。　反り試験は、硬化後のチップ表面を表
面１■さ語て測定し、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１へを
２１′導体チップ接Ｃ条件て硬化させた後、　１００メ
ツシユに粉砕して、１８０°Ｃで２時間加熱抽出を行い
、抽出されたＣ１イオンの量をイオンクロマＩ−グラフ
ィーて測定した。

絶縁抵抗試験は、Ｊ　Ｉ　５−Ｃ−２１０３により測定
した。

［発明の効果］ 以上の説明および第２表から明らかなように、本発明の
絶縁性ベースｌ〜は、接着性、耐加水分解性、絶縁性に
優れ、また大型半導体チップの接着反りを低減てきて信
頼性の高いものである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　（Ａ）分子内にベンゾフェノン基を有するウレタン
   プレポリマー、 （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。