JPH03188180A - 導電性フイルム状接着剤，接着法，半導体装置および半導体装置の製造法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ＩＣやＬＳＩのリードフレームへの接合用材
料、すなわち、ダイボンディング用材料として用いられ
る導電性フィルム状接着剤、接着法、半導体装置及び半
導体装置の製造法に関する。

〔従来の技術〕

従来、ＩＣ，ＬＳＩのリードフレームへの接合には、Ａ
ｕ−３ｔ共晶合金、半田及び銀ペーストなどが用いられ
ている。Ａｕ−５ｔ共晶合金は、耐熱性、半導体に対す
る耐湿信鎖性は高いが、高価であり、且つ弾性率が高い
ため大チップへ適用した場合に割れるという問題がある
。半田は安価であるが、半田の融点温度以上には耐えら
れず、また、弾性率に関しては、Ａｕ−３ｉ共晶合金と
同様に高く、大チップへ適用が困難である。また、銀ペ
ーストは安価であり、半導体素子に対する耐湿信転性も
高く、弾性率も王者の中では最も低く、耐熱性において
も３５０°Ｃの熱圧着型ワイヤボンダーに適用できるな
どの利点があり、現在のＩＣ１ＬＳＩのリードフレーム
への接合用材料の主流となってきている。

しかし、近年、ＩＣ，ＬＳＩの高集積化が進み、それに
伴ってチップが大型化してきており、このようなＩＣ，
ＬＳＩを銀ペーストを用いてリードフレームに接合させ
ると、銀ペーストをチップ全面に均一に拡げ、塗布する
ことが困難となってくる。そこで、接着剤をフィルム状
とし、チップ全面に接着剤層を拡げようとする要求が高
まっている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、ダイボンド用導電性フィルム状接着剤と
して開示されている方法（ＭＩＣＲＯＥＬＥＣＴＲＯＮ
ＩＣＭＡＮＵＦＡＣＴＵＲＩＮＧ　ＡＮＤ　ＴＥＳＴＩ
ＮＧ、　１９８８年６月、９真参照）は、熱可塑性樹脂
に導電性フィラーを充填するものであり、熱可塑性樹脂
の融点付近まで温度を上げて加圧して接合させるもので
ある。熱可塑性樹脂の融点が低いと、接合時の温度が低
いためリードフレームの酸化による変色やチップに与え
るダメージは少なくてすむが、ダイボンド後の熱処理、
例えばワイヤボンド、封止工程、実装工程での半田付け
などで加えられる熱に耐えられないという欠点がある。

また、逆に、グイボンド後の熱処理に耐えられるような
高融点の熱可塑性の樹脂を用いると、ダイボンド時の温
度が非常に高温であることが必要となり、チップに与え
るダメージ、リードフレームの酸化、変色が起こりやす
くなる。

本発明は、グイボンド時の熱処理は、通常の銀ペースト
と同じような条件で比較的低温で行うことができ、ワイ
ヤボンドの熱処理に耐えられるよう、熱硬化性樹脂をベ
ースとしたグイボンド用導電性フィルム状接着剤、これ
を用いた接着法、半導体装置及び半導体装置の製造法を
得ることを目的としてなされたものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、（Ａ）エポキシ樹脂　１００重量部（Ｂ）フ
ェノール樹脂　　　　２〜１００重量部（Ｃ）フェノキ
シ樹脂　　　　５〜２００重量部（Ｄ）導電性フィラー
　　６０〜３６００重量部及び（Ｅ）硬化促進剤　　　
　　１〜５０重量部を含有してなる導電性フィルム状接
着剤、この接着剤を用いた接着法、これを用いた半導体
装置及びこれを用いた半導体装置の製造法に関する。

本発明に（Ａ）成分として用いるエポキシ樹脂は、特に
制限はないが、硬化性や硬化物特性の点からフェノール
のグリシジルエーテル型のエポキシ樹脂が好ましい。

このようなエポキシ樹脂の例としては、ビスフェノール
Ａ、ＡＤ、Ｓ、Ｆ又はハロゲン化ビスフェノールＡとエ
ビクロロヒドリンとの縮合物（例えば、シェル化学製エ
ピコート８２８．１００１．１００４．１００７、東部
化成製ＹＤＦ−１７０、ＹＤＢ−３４０、三井石油化学
製Ｒ−７１０等）、フェノールノボラック樹脂のグリシ
ジルエーテル（例えば、ダウケミカル製ＤＥＮ−４３８
）、タレゾールノボラック樹脂のグリシジルエーテル（
例えば、東部化成製ＹＤＣＮ−７０２）等の他、ポリグ
リシジルエーテル（例えば、シェル化学製エピコート１
０３１）などが挙げられる。

本発明にＣＢ）成分として用いられるフェノール樹脂は
、エポキシ樹脂の硬化剤として用いられるものであり、
特に制限はなく、例えば、明相化成製ノボラック型フェ
ノール樹脂Ｈ−１、丸善石油化学製ｐ−ビニルフェノー
ル樹脂レジンＭ、日立化成製ビスフェノールＡノボラッ
ク樹脂ＰＺ６０００などが挙げられる。

フェノール樹脂の添加量としては、エポキシ樹脂１００
重量部に対して２〜１００重量部とされ、これよりも多
くても少なくても硬化性が不充分となる。

本発明に（Ｃ）成分として用いられるフェノキシ樹脂は
、接着剤にフィルム成型性を付与するために添加される
もので、例えば、東部化成製ＹＰ−５０などが挙げられ
る。

フェノキシ樹脂の添加量はエポキシ樹脂１００重量部に
対して５〜２００重量部とされ、これよりも少ないとフ
ィルム成型性が劣り、これよりも多いと接着性、特に熱
時接着性が劣る。

本発明で（Ｄ）成分として用いる導電性フィラ−は、接
着性に導電性を付与する目的で添加されるものであり、
銀粉、金粉、銅粉などの導電性金属粉体を単独、又は２
種以上の導電性フィラーを混合して用いることも可能で
あり、更にこれらの導電性フィラーに導電性を損なわな
い範囲でシリカ、アルミナ、チタニア、ガラス、酸化鉄
などの無機絶縁体を混合して使用することも可能である
。

これらの導電性フィラーの中では、耐酸化性、コスト、
導電性、熱伝導性の面で、銀粉をその主成分として用い
ることが好ましい。

これらの導電性フィラーの使用量は、エポキシ樹脂１０
０重量部に対して６０〜３６００重量部とされ、これよ
りも少ない場合は充分な導電性が得られにくく、これよ
りも多いと接着性が劣る。

本発明で（Ｅ）成分として用いられる硬化促進剤として
は、イミダゾール類（例えば、四国化成製２Ｅ４ＭＺ−
ＣＮ、２Ｐ４Ｍ１（Ｚ、２ＰＨ２゜２Ｅ４ＭＺ−ＡＺＩ
ＮＥ、２ＭＡ−ＯＫ、２Ｐ４ＭＺなど）、ジシアンジア
ミド、ジカルボン酸ジヒドラジド（例えば、日本ヒドラ
ジン製アジピン酸ジヒドラジド、フタル酸ジヒドラジド
）、トリフェニルホスフィン、テトラフェニルホスホニ
ウムテトラフェニルボレート塩、２−エチル−４−メチ
ルイミダゾール−テトラフェニルボレート塩、１．８−
ジアザビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７−テトラ
フェニルボレート塩などを用いることができる。

これらの硬化促進剤は、２種以上を併用してもよく、そ
の添加量はエポキシ樹脂１００重量部に対し１〜５０重
量部とされる。これよりも少ない時は、促進効果が認め
られず、これよりも多いと経日安定性が劣る。

また、本発明の導電性フィルム状接着剤に、必要に応じ
てシランカップリング荊、チタン系カップリング剤など
の接着力向上剤、ノニオン系界面活性剤、フッ素系界面
活性剤、シリコーン系添加剤などのぬれ性改良剤を適宜
加えることも可能である。

上述の材料を用いて導電性フィルム接着剤を調製する工
程としては、まず、比較的低沸点の溶剤（例えば、メチ
ルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、エチルセロ
ソルブ、エチルセロソルブアセテート、ブチルセロソル
ブ、ブチルセロソルブアセテートなど）を用いて、エポ
キシ樹脂、フェノール樹脂、フェノキシ樹脂を加熱撹拌
して溶解し、この溶解物と導電性フィラー、硬化促進剤
及び必要に応じて添加される添加剤を混ぜ合わせる。こ
の場合、通常の撹拌器、らいかい機、三本ロール、ボー
ルミルなどの分散機を適宜組み合わせて、混練を行って
もよい。

こうして得たペースト状混合物を、例えばポリエステル
製シート上に均一に塗布し、所定条件で乾燥させること
により導電性フィルム状接着剤が得られる。

なお、導電性フィルム状接着剤の調製方法は、この方法
に限られるものではない。

本発明になる導電性フィルム状接着剤は、ＩＣ１ＬＳＩ
等の半導体素子とリードフレーム、セラミックス配線板
、ガラスエポキシ系配線板等の支持部材との接着に用い
られる。

本発明になる導電性フィルム状接着剤を半導体素子と支
持部材との間に挟み、加熱圧着して半導体素子と支持部
材とは接着される。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例により説明する。

実施例１〜８ エポキシ樹脂ＹＤＣＮ−７０２（東部化成製、エポキシ
当量２２０）１００重量部、ノボラック型フェノール樹
脂Ｈ−１（明相化成製、ＯＨ当量１０６）４８重量部及
びブチルセロソルブ１００重量部を１００°Ｃで６０分
間加熱撹拌してワニスＡを得た。

フェノキシ樹脂ＹＰ−５０（東部化成製、数平均分子量
１２０００）４０重量部及びブチルセロソルブアセテー
ト６０重量部を１２０°Ｃで６０分間加熱撹拌してワニ
スＢを得た。

得られたワニスＡ及びワニスＢに硬化促進剤としてイミ
ダゾール２ＰＨｚ、銀粉ＴＣＧ−１（徳力化学製）を第
１表に示す量で添加し、実施例１〜８のペーストを得た
。このペーストを５０μｍ厚さに、ポリエステルフィル
ム（表面に離型剤処理を施したもの）上に塗布し、７０
°Ｃで５時間乾燥させ、導電性フィルム状接着剤を得た
。

この導電性フィルム状接着剤のフィルム成型性、フィル
ム折り曲げ性を指触にて判定し、さらに２×２ｍｍの大
きさに切り、２×２−のシリコンチップと銀メツキ付き
リードフレームとの間にはさみ５０ｇの荷重をかけて１
８０°Ｃで１時間硬化させたときの接着強さを測定した
。第１表に評価結果を示すが、フェノキシ樹脂の割合が
多くなる程、また、銀粉の割合が少なくなる程、３５０
°Ｃの熱時接着強さが劣る。

比較例 実施例１においてワニスＢの添加量Ｏの場合を比較例と
して第１表に示す。フェノキシ樹脂が添加されないと、
フィルム成型性が悪く、フィルム歇〃ア ＊フィルム接着性 Ｏ：ベトッキがなく、ポリエステルフィルムから容易に
はがすことができる。

×：ベトッキがあり、ポリエステルフィルムからはがす
ことができない。

＊＊フィルム折り曲げ性 Ｏ：直径１０ｍｍのガラス管に巻きつけたとき折れない
。

×：直径１０鵬のガラス管に巻きつけたとき折れる。

接着強さの評価方法 ２Ｘ２ｍｏ＋のシリコンチップをＡｇメツキ付リードフ
レームに導電性フィルム状接着剤を用いて接合させた時
の剪断接着力をプッシュプルゲージを用いて、室温及び
３５０“Ｃ／２０秒後の熱時において測定した。

〔発明の効果〕

本発明の導電性フィルム状接着剤を用いれば、ＩＣ，Ｌ
ＳＩの大型のチップに均一に接着剤層を設けることが可
能となり、また、熱硬化性のため、接着後の耐熱性に優
れ、半導体装置の製造を安価に高生産性で、しかも高信
頬性で遂行することができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、（Ａ）エポキシ樹脂１００重量部 （Ｂ）フェノール樹脂２〜１００重量部 （Ｃ）フェノキシ樹脂５〜２００重量部 （Ｄ）導電性フィラー６０〜３６００重量部及び（Ｅ）
   硬化促進剤１〜５０重量部 を含有してなる導電性フィルム状接着剤。 ２、請求項１記載の導電性フィルム状接着剤を半導体素
   子と支持部材との間に挟み、加熱圧着する半導体素子と
   支持部材との接着法。 ３、請求項１記載の導電性フィルム状接着剤により半導
   体素子と支持部材とを接着した半導体装置。 ４、請求項１記載の導電性フィルム状接着剤により半導
   体素子と支持部材とを接着する半導体装置の製造法。