JPH03192178A - ダイボンディング用接着シート - 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】 １１上二皿里玉１ 本発明はグイボンディング用接着シート、より詳細には
半導体素子をステムやリードフレームの如き基板上に固
定するためのいわゆるグイボンディング用接着シートに
関する。

１來辺韮術 ダンボンディングとはステムやリードフレームの如き基
板上に半導体素子を接着固定することであり、従来この
接着固定のためのグイボンディング用材料として、前記
基板と前記半導体素子との間の電気的な接続機能を兼ね
備えたＡｕ−３ｉ共晶や導電性銀ペースト組成物が知ら
れている。

上記Ａｕ−５ｔ共品とは基板上に予めＡｕメッキを施し
、この上に半導体素子としてのシリコンチップを高温下
（約４００℃〜５００℃）で圧着してＡｕ−５ｉ共晶合
金からなる金属接着層を形成するものであり、また導電
性銀ペースト組成物はエポキシ樹脂やポリイミド系樹脂
の前駆体の溶液に導電性材料としての銀粉を混線してペ
ースト化し、これを基板と半導体素子との間に介装塗着
したのち加熱硬化させるものである。

しかし上記Ａｕ−５ｉ共品による接着では、短時間で信
頼性の高い接着が可能であるが高価なＡｕを必要とする
、又非常に高温を要するため経済的に又作業性の面で不
利である。

一方、導電性銀ペースト組成物にあっては、低コストで
はあるが銀粉のバインダとしてエポキシ樹脂やポリイミ
ド系樹脂の前駆体を用いているため、本来その硬化に長
時間を要し、Ａｕ−３ｉ共品に比しグイボンディングの
作業性に劣る欠点があるほか、特にエポキシ樹脂では高
温での耐湿特性に欠け、半導体素子の配線パターンが経
時的に腐食する欠点があった。また、この種のペースト
組成物では基板上に均一厚みに塗工しにくく、これが半
導体素子を傾斜させる原因となってワイヤボンディング
に支障をきたしたり、半導体素子に不均一な歪みを生じ
させたりしていた。

これらの欠点はいずれもバインダ樹脂の特性および液状
（ペースト状）塗工方式を採用していることに基づくも
のである。

が　　しよ　と　る 最近、上記した課題を解決する方法として、熱可塑性の
シート、あるいは熱硬化性與脂のＢステージ化したシー
トを用いる方式が提案されている。しかし熱可塑性のシ
ートを用いる方式では、次のワイヤーボンド工程で必要
とされる温度（２００〜３５０℃）に耐える必要がある
ためＴｇ（ガラス転移温度）及び融点が高いものが必要
となり、そ９ためグイボンディング時にはさらに高温が
必要となる課題があった。

又、Ｂステージ化した熱硬化性樹脂シートを用いる方式
では、やはり硬化のために高温、長時間の加熱が必要と
なる課題があった。

課題を”するための　Ｆ このような状況に鑑み、本発明者らは鋭意検討を重ねた
結果、本発明を完成するに至った。

すなわち本発明にかかるグイボンディング用接着シート
は、 半導体チップとチップキャリアを接着固定するシート状
接着材料で、その構成材料の成分において少なくとも ■アクリロニトリルーブタジェン共重合体又は、少なく
とも一種以上の他のモノマーを用いたアクリロニトリル
−ブタジェン系多元共重合体又は、それらの水添ポリマ
ー ■ノボラック型フェノール樹脂 を含んでいることを特徴とし、 また、前記グイボンディング用接着シートにおいて、水
抽出可能なナトリウムイオン、塩素イオン、アンモニウ
ムイオン等の不純物イオンが各々（、Ｏｐｐｍ以下であ
ることを特徴とし、ざらに、前記ノボラック型フェノー
ル樹脂が、下記構造式［１１で示され、ることを特徴と
している。

上記本発明にかかるグイボンディング用接着シートの必
須成分の一つとして、アクリロニトリル−ブタジェン共
重合体（以下、ＮＢＲと略記する）が挙げられる。

これは吸湿性が小さく、金属、ウェハ（シリコン）等と
の接着力にも優れている。又、アクリロニトリル−ブタ
ジェンに他の共重合成分が含まれていてもかまわず、例
えば、アクリル酸、アクリル酸エステル類、スチレン、
メタクリル酸等が挙げられる。これら他の共重合成分と
しては、仕込時のｍｏ１％ととして、１〜５０％程度が
好ましい。

又、これらの一部に水添したタイプを用いてもよく、水
添することにより分子中の二重結合部分を減少させて耐
熱性の向上を図ることができる。

水添の方法は、例えば原料のＮＢＲ等を溶媒中にて、水
素及び触媒を用い、水素付加反応を行なうことによって
得られる。水添の量は特に限定しないが、通常のＮＢＲ
において、ヨウ素価（ｇ／１００ｇ）が３〜３０程度の
ものが好ましい。

通常、アクリロニトリルの含有量は、約１０〜５０重量
％の範囲が好ましく、これらのＮＢＲ１ＮＢＲ誘導体は
、接着シートの有機成分中の２０〜９０重量％、より好
ましくは３０〜８０重量％の範囲である。

第二の必須成分としては、ノボラック型フェノール樹脂
が挙げられ、これは接着性に優れ、かつ耐熱性に優れて
いる。

ノボラック型フェノール樹脂としては、フェノールノボ
ラック、クレゾールノボラック、アルキル化フェノール
ノボラック等の一般的なノボラック型のフェノール樹脂
、その他 ビスフェノールＡ％Ｆ、Ｓ型ノボラックフェノール樹脂
。

変性キシレン樹脂。

あるいは 等が挙げられる。

そして特に好ましいものとして、構造式［１］で示され
るノボラック型フェノール樹脂があり、この樹脂は耐熱
分解性に優れ、又、吸湿性も低く優れている。

さらに、ノボラック型フェノール樹脂の硬化剤成分とし
て、ヘキサミン、エポキシ樹脂が用いられるが、信頼性
の点からエポキシ樹脂が好ましい。

エポキシ樹脂としては、どのようなタイプを用いても良
いが、通常ビスフェノールＡ型、Ｆ型、Ｓ型のエポキシ
樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂等が用いられる。エポ
キシ樹脂の使用量は、ノボラックフェノール樹脂中のフ
ェノール性水酸基１当量に対し、エポキシ基０．０１〜
１当量、好ましくは０．０２〜０．５当量の範囲が好ま
しい。

エポキシ樹脂は、接着性の維持のためにはある程度必要
であるが、−Ｍにフェノール樹脂より耐熱分解性に劣り
、特に耐熱分解性が必要とされる場合には、エポキシ樹
脂は少ない方が好ましい。

その他の添加剤として、銀粉、ニッケル粉、アルミニウ
ム粉、カーボン等の導電性粉体を添加し、導電性、熱伝
導性を付与したり、アルミナ、シリカ、炭化ケイ素等の
粒子を添加し、絶縁性、熱伝導性を付与しても良い。そ
の他、耐水性の向上のためにシランカップリング剤を添
加し、前記銀粉、ニッケル粉等の分散性を良（するため
にチタンカップリング剤を添加し、また、耐水性の向上
のためにアルミ系カップリング剤等のカップリング剤を
添加してもかまわない、又、上記樹脂の他に目的、用途
に応じて、他の樹脂、ポリマーを添加することももちろ
ん可能である。

又、硬化促進剤としては、三級アミン、イミダゾール類
、トリフェニルホスフィン等の三級リン化合物、テトラ
フェニルホスホニウムテトラフエニルボレート等の塩、
トリフェニルホスフィントリフェニルボラン等の錯体、
ジシアンジアミド、酸無水物等が使用できる。

又、アルミ配線等の腐食を阻止して半導体素子としての
信頼性を確保するためには、材料中の不純物イオンを減
少させる必要が有り、熱水での抽出可能イオン量、特に
ナトリウムイオン、塩素イオン、アンモニウムイオンが
各々１０ｐｐｍ以下であることが望ましく、その為、各
材料を洗浄等によって精製しておくことが必要である。

及豆公激１ 本発明にかかるグイボンディング用接着シートによれば
、グイボンディング時に高温を必要とすることもなく、
また硬化に長時間を要することもなく、短時間での硬化
を実現できる。

また半導体素子中のアルミ配線等を腐食する不純物イオ
ンが軽減されているので、上記効果と相まってグイボン
ディング用の接着シートとして高い信頼性を確保するこ
とができる。

以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明する。

Ｋ血ｊ 表１に示す配合のメチルエチルケトンの２０重量％のも
のを剥離処理済のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ
）上に塗工し、１５０℃×２０分間乾燥し、接着シート
厚５０ｕｍの接着シートを得た。この接着シートを用い
て３ｍｍ口の電食素子を鉄ニツケル合金である４２７０
イのリードフレームに接着した。接着条件２００℃、荷
重５０ｇで接着させ、硬化は２００℃Ｘ３０秒間行ない
、プッシュプルゲージにて接着力を測定した。

又、２５０℃で超音波−熱併用によるワイヤーボンド後
、汎用のエポキシ封止材料でトランスファー成形し半導
体装置を得た。この半導体装置について、電圧印加状態
におけるプレッシャー釜による信頼性テスト（ＰＣＢＴ
）を行ない、アルミ配線の腐食による断線個数を測定し
た。

又、イオン性不純物は、１２１℃で純水にて２４時間抽
出し、イオンクロマトグラフィーあるいは原子吸光法に
よって測定した。

これらの結果を表１に示す。

表１ 実施例 以上の結果より明らかなように、本発明にかかるグイボ
ンディング用接着シートは非常に短時間のうちに接着が
完了し、十分な接着力を示し、半導体素子中のアルミ配
線に断線を生じさせず、グイボンディング用接着シート
として信頼性も高くなり、非常に有効なものであること
が立証された。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）半導体チップとチップキャリアを接着固定するシ
   ート状接着材料で、その構成材料の成分において少なく
   とも （ａ）アクリロニトリル−ブタジエン共重合体又は、少
   なくとも一種以上の他のモノマーを用いたアクリロニト
   リル−ブタジエン系多元共重合体又は、それらの水添ポ
   リマー （ｂ）ノボラック型フェノール樹脂を含んでいることを
   特徴とするダイボンディング用接着シート。
2. （２）水抽出可能なナトリウムイオン、塩素イオン、ア
   ンモニウムイオン等の不純物イオンが各々１０ｐｐｍ以
   下である請求項１記載のダイボンディング用接着シート
   。
3. （３）ノボラック型フェノール樹脂が、下記構造式［１
   ］で示される請求項１記載のダイボンディング用接着シ
   ート。 ［１］ ▲数式、化学式、表等があります▼