JPH06232189A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPH06232189A
JPH06232189A JP3615193A JP3615193A JPH06232189A JP H06232189 A JPH06232189 A JP H06232189A JP 3615193 A JP3615193 A JP 3615193A JP 3615193 A JP3615193 A JP 3615193A JP H06232189 A JPH06232189 A JP H06232189A
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JP
Japan
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diamine
resistance
polyimide resin
acid
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JP3615193A
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English (en)
Inventor
Teru Okunoyama
輝 奥野山
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Kyocera Chemical Corp
Original Assignee
Toshiba Chemical Corp
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/26Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/28Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
    • H01L24/29Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector

Abstract

(57)【要約】 【構成】 本発明は、(A)ビフェニルエーテルテトラ
カルボン酸成分を50mol %以上用いた4 価有機酸成分
と、2,2-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]プ
ロパンのようなジアミン化合物を 50 〜99 mol%、ビス
(γ−アミノプロピル)テトラメチルジシロキサンのよ
うなジアミノシロキサンを 50 〜1 mol%で構成したジ
アミン成分を縮合したポリイミド樹脂て、(B)導電性
粉末を必須成分とする導電性ペーストを用いてダイボン
ディングした半導体装置である。 【効果】 本発明の半導体装置は、チップの大型化に対
応して、特にチップの反りが低減され、信頼性の高いも
のである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、耐湿性、耐熱性、低応
力性等に優れた半導体装置に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体装置において、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
プを接続する工程は、素子の長期信頼性に影響を与える
重要な工程の一つである。従来からこの接続方法の一つ
としてチップのシリコン面をリードフレーム上の金メッ
キ面に加圧圧着するというAu −Si 共晶法が主流であ
った。しかし、近年の貴金属、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 −Si 共晶法から半
田を使用する方法、導電性ペースト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、腐蝕断線の原因となることが指摘され
ている。一方、導電性ペーストを使用する方法では、通
常銀粉末を配合したエポキシ樹脂が用いられて一部実用
化されてきたが、信頼性面でAu −Si 共晶法に比較し
て満足すべきものが得られなかった。導電性ペーストを
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、樹脂や硬化剤が半導体素
子用接着剤としてつく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
の腐蝕を促進し、断線不良の原因となることが多く、素
子の信頼性はAu −Si 共晶法に比較して劣っていた。
また、近年IC/LSIやLED等の半導体チップの大
型化に伴い、チップクラックの発生や接着力の低下が起
こり問題となっていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の事情
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、チップクラックやボイドの発生がなく、耐湿性、
耐熱性、耐加水分解性、接着性に優れ、特に大型チップ
の反りを低減した信頼性の高い半導体装置を提供しよう
とするものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記の目的
を達成しようと鋭意研究を重ねた結果、ダイボンディン
グ用導電性ペーストとして後述するポリイミド樹脂を用
いることによって、耐湿性、耐熱性、耐加水分解性、接
着性等に優れ、半導体チップの大型化に対応した半導体
装置が得られることを見いだし、本発明を完成したもの
である。
【0005】即ち、本発明は、 (A)次の一般式で示されるポリイミド樹脂であって、
【0006】
【化5】 (a)上記ポリイミド樹脂の一般式中におけるR1 は4
価の有機酸残基を示して、R1 を構成する全酸成分のう
ちの 50 mol %以上が、次の一般式で示されるビフェニ
ルエーテルテトラカルボン酸成分であり、
【0007】
【化6】 (b)上記ポリイミド樹脂の一般式中におけるR2 は2
価のジアミン残基を示し、(b-1 )R2 を構成する全ジ
アミン成分のうちの 50 〜99 mol%が、次の一般式で示
されるジアミン化合物であり、
【0008】
【化7】 (但し、式中Xは−CH2 −、−O−、−C(CH3
2 −、−SO2 −、−C(CF3 2 −を表す) (b-2 )R2 を構成する全ジアミン成分のうちの 50 〜
1 mol %が、次の一般式で示されるジアミノシロキサン
であるもの、および
【0009】
【化8】 (但し、式中R3 及びR4 は 2価の有機基を、R5 〜R
8 炭素数 1〜6 の炭化水素を表し、n は 0又は12以下の
正の整数を表す) (B)導電性粉末 を必須成分とする導電性ペーストを用いて半導体チップ
とリードフレームとを接着固定してなることを特徴とす
る半導体装置である。
【0010】以下、本発明を詳細に説明する。
【0011】本発明に用いる(A)ポリイミド樹脂は、
前記の一般式化5を有したポリイミド樹脂であって、
(a)酸成分と(b)ジアミン成分とを反応させて得ら
れるものである。ここで用いる(a)酸成分としては前
記の一般式化6で示したビフェニルエーテルテトラカル
ボン酸成分を使用することができる。ビフェニルエーテ
ルテトラカルボン酸成分の具体的な化合物としては、
3,4,3′,4′−ビフェニルエーテルテトラカルボン酸、
2,3,3′,4′−フェニルエーテルテトラカルボン酸、又
はそれらの酸無水物若しくは低級アルキルエステル等が
挙げられ、これらは単独又は混合して使用することがで
きる。ビフェニルエーテルテトラカルボン酸成分は、全
酸成分の 50 mol %以上使用することが望ましい。50 m
ol%未満では耐酸性に劣り好ましくない。
【0012】ビフェニルエーテルテトラカルボン酸以外
の酸成分としては、例えば、ピロメリット酸、 3,4,
3′,4′−ビフェニルテトラカルボン酸、 2,3,3′,4′
−ビフェニルテトラカルボン酸、 3,3′,4,4′−ベンゾ
フェノンテトラカルボン酸、 2,3,3′,4′−ベンゾフェ
ノンテトラカルボン酸、1,4,5,8-ナフタレンテトラカル
ボン酸、2,3,6,7-ナフタレンテトラカルボン酸、1,2,5,
6-ナフタレンテトラカルボン酸、 3,4,9,10-テトラカル
ボキシフェニレン、 3,3′,4,4′−ジフェニルメタンテ
トラカルボン酸、2,2-ビス( 3,4−ジカルボキシフェニ
ル)プロパン、2,2-ビス( 3,4−ジカルボキシフェニ
ル)ヘキサフルオロプロパン、 3,3′,4,4′−ジフェニ
ルスルホンテトラカルボン酸、2,2-ビス([4-(3,4-ジ
カルボキシフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロ
パン等と、それらの無水物又は低級アルキルエステル等
が挙げられ、これらは単独又は混合して前記ビフェニル
エーテルテトラカルボン酸と併用することができる。
【0013】ポリイミド樹脂の他の成分である(b)ジ
アミン成分としては、(b-1 )ジアミン化合物と(b-2
)ジアミノシロキサンとを一定の割合で併用する。 (b-1 )ジアミン化合物は、次の一般式で示されるもの
である。
【0014】
【化9】 (但し、式中Xは−CH2 −、−O−、−C(CH3
2 −、−SO2 −、−C(CF3 2 −を表す)具体的
な化合物として例えば、2,2-ビス[4-(4-アミノフェノ
キシ)フェニル]プロパン、2,2-ビス[4-(4-アミノフ
ェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン、ビス
[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]エーテル、ビス
[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]メタン、ビス
[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]スルフォン等が
挙げられ、これらは単独または混合して使用することが
できる。このジアミン化合物と後述のジアミノシロキサ
ンとを一定の割合で併用する。
【0015】(b-2 )ジアミノシロキサンとしては、次
の一般式を有するものを使用する。
【0016】
【化10】 (但し、式中R3 及びR4 は 2基の有機基を、R5 〜R
8 は炭素数 1〜6 の炭化水素を表し、n は 0又は12以下
の正の整数を表す)この具体的な化合物としては、ビス
(γ−アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン、ビ
ス(4-アミノブチル)テトラメチルジシロキサン、ビス
(γ−アミノプロピル)テトラフェニルジシロキサン、
1,4-ビス(γ−アミノプロピルジメチルシリル)ベンゼ
ン等が挙げられ、これらは単独または混合して使用する
ことができる。
【0017】上述した(b-1 )ジアミン化合物と(b-2
)ジアミノシロキサンとを一定の割合で併用すること
が重要である。これらの配合割合は、全ジアミン成分に
対して(b-1 )のジアミン化合物が 50 〜 99 mol %、
(b-2 )ジアミノシロキサンが50 〜 1 mol%の割合と
なるように配合することが望ましい。(b-1 )ジアミン
化合物が 50 mol %未満では、耐酸性が低下し、また
(b-2 )ジアミノシロキサンが 1 mol%未満では接着性
が低下し好ましくない。
【0018】本発明に用いるポリイミド樹脂は、その前
駆体であるポリアミック酸樹脂 0.5g /N−メチル−2-
ピロリドン10 ml の濃度溶液として、30℃における対数
粘度が 0.2〜 4.0の範囲であることが好ましく、より好
ましくは 0.3〜 2.0の範囲である。ポリアミック酸樹脂
は、ほぼ等モルの酸成分とジアミン成分とを有機溶媒中
で30℃以下、好ましくは20℃以下の反応温度下に 3〜12
時間、付加重合反応させて得られる。この重合反応にお
ける有機溶媒としては、例えばN,N′−ジメチルスル
ホオキシド、N,N′−ジメチルホルムアミド、N,
N′−ジエチルホルムアミド、N,N′−ジメチルアセ
トアミド、N,N′−ジエチルメチルアセトアミド、N
−メチル−2-ピロリドン、ヘキサメチレンホスホアミド
等が挙げられ、これらは単独または混合して使用するこ
とができる。
【0019】本発明に用いる(B)導電性粉末として
は、銀粉末、銅粉末、ニッケル粉末、アルミニウム粉
末、表面に金属層を有する粉末等が挙げられこれらは単
独または混合して使用することができる。これらの導電
性粉末は、いずれも平均粒径が10μm 以下であることが
望ましい。平均粒径が10μm を超えると、組成物の性状
がペースト状にならず塗布性能が低下し好ましくない。
導電性粉末とポリイミド樹脂との配合割合は、重量比で
70/30〜90/10であることが望ましい。導電性粉末が70
重量部未満では満足な導電性が得られず、また、90重量
部を超えると作業性および接着性が低下し、好ましくな
い。
【0020】本発明に用いる導電性ペーストは、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。それらの溶剤としては、前述のポリアミック酸反応
に使用した溶剤が使用可能である。
【0021】本発明に用いる導電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、更に例
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。こうして製造された導電性
ペーストをシリンジに充填し、ディスペンサーを用いて
リードフレームに吐出させ、半導体素子を接着固定した
後、ワイヤボンディングを行い樹脂で封止して、半導体
装置を製造することができる。
【0022】
【作用】本発明の半導体装置は、特定のポリイミド樹脂
を含む導電性ペーストを用いることによって、耐湿性、
耐熱性、耐加水分解性、接着性等に優れ、チップクラッ
クやボイドの発生がなく信頼性の高いものとすることが
できた。
【0023】
【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。以下実施例および比較例において「部」とは「重量
部」を意味する。
【0024】合成例1 攪拌機、冷却器および窒素導入管を設けたフラスコに、
2,2-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]プロパ
ン36.9g ( 0.09mol)と、ビス(γ−アミノプロピル)
テトラメチルジシロキサン 2.49g( 0.01mol)と、N−
メチル-2−ピロリドン 268.3g を投入し、室温で窒素雰
囲気下に 3,3′,4,4′−ビフェニルエーテルテトラカル
ボン酸二無水物30.38 g ( 0.098mol )を溶液温度の上
昇に注意しながら分割して加え、室温で12時間攪拌して
ポリアミック酸樹脂(A)溶液を製造した。このポリア
ミック酸樹脂溶液の一部をメタノールで再沈澱し、得ら
れたポリアミック酸樹脂粉末をN−メチル-2−ピロリド
ンで溶解し、0.5g/100 ml濃度とし、30℃で対数粘度を
測定したところ、0.95dl/g であった。
【0025】合成例2 攪拌機、冷却器および窒素導入管を設けたフラスコに、
2,2-[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]ヘキサフル
オロプロパン46.6g ( 0.09mol)と、ビス(γ−アミノ
プロピル)テトラフェニルジシロキサン 4.97g( 0.01m
ol)と、N−メチル−2-ピロリドン 268.3g を投入し、
室温で窒素雰囲気下に 3,3′,4,4′−ビフェニルエーテ
ルテトラカルボン酸二無水物15.50g( 0.050mol )とピ
ロメリット酸二無水物10.46g( 0.048mol )を溶液温度
の上昇に注意しながら分割して加え、室温で10時間攪拌
してポリアミック酸樹脂(B)溶液を製造した。このポ
リアミック酸樹脂溶液の一部をメタノールで再沈澱し、
得られたポリアミック酸樹脂粉末をN−メチル-2−ピロ
リドンで溶解し、0.5g/100 ml濃度とし、30℃で対数粘
度を測定したところ、0.88dl/g であった。
【0026】実施例1 表1に示したポリアミック酸樹脂(A)、N−メチル−
2-ピロリドン、フレーク状銀粉の各成分を三本ロールに
より3 回混練して導電性ペーストを製造し、厚さ200 μ
m のリードフレーム(銅系)上にデイスペンサーにより
吐出して4 ×12mmのシリコンチップを表1の接着条件で
接着して樹脂封止型半導体装置を製造した。
【0027】実施例2 表1に示したポリアミック酸樹脂(B)、N−メチル−
2-ピロリドン、アルミニウム粉末の各成分を三本ロール
により3回混練して導電性ペーストを製造し、実施例1
と同様に樹脂封止型半導体装置を製造した。
【0028】比較例 市販のエポキシ樹脂ベースの溶剤型導電性ペーストを入
手し、実施例1と同様にして樹脂封止型半導体装置を製
造した。
【0029】実施例1〜2および比較例の半導体装置、
導電性ペーストを用いて、接着性、加水分解性イオン、
耐湿性の試験を行ったので、その結果を表1に示した。
いずれも本発明の特性が優れており、本発明の効果を確
認することができた。これらの試験は次のようにして行
った。
【0030】接着強度は、厚さ200 μm のリードフレー
ム(銅系)上に4 ×12mmのシリコンチップを接着し、そ
れぞれの温度でプッシュプルゲージを用いて測定した。
加水分解性イオンは、半導体素子接着条件で硬化させた
後、100 メッシュに粉砕して、180 ℃で2 時間加熱抽出
を行ったCl イオンの量をイオンクロマトグラフィーで
測定した。吸湿試験は、温度121 ℃,圧力2 気圧の水蒸
気中における耐湿試験(PCT)および温度120 ℃,圧
力2 気圧の水蒸気中印加電圧15Vを通電して耐湿試験
(バイアスPCT)を各半導体装置について行い評価し
た。この試験に供した半導体装置は各々60個で時間の経
過に伴う不良発生数を表1に示した。なお、評価の方法
は、半導体装置を構成するアルミニウム電極の腐蝕によ
るオープン又はリーク電流が許容値の50%以上への上昇
をもって不良と判定した。反り試験は、硬化後のチップ
表面を表面粗さ計で測定し、チップ中央部との距離で示
した。
【0031】
【表1】
【0032】
【発明の効果】以上の説明および表1から明らかなよう
に、本発明の半導体装置は、半導体チップの大型化に対
応した、チップクラックやボイドの発生がなく、耐湿
性、耐加水分解性、耐熱性、接着性に優れ、特にチップ
の反りを低減した信頼性の高いものである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (A)次の一般式で示されるポリイミド
    樹脂であって、 【化1】 (a )上記ポリイミド樹脂の一般式中におけるR1 は4
    価の有機酸残基を示して、R1 を構成する全酸成分のう
    ちの 50 mol %以上が、次の一般式で示されるビフェニ
    ルエーテルテトラカルボン酸成分であり、 【化2】 (b )上記ポリイミド樹脂の一般式中におけるR2 は2
    価のジアミン残基を示し、(b-1 )R2 を構成する全ジ
    アミン成分のうちの 50 〜99 mol%が、次の一般式で示
    されるジアミン化合物であり、 【化3】 (但し、式中Xは−CH2 −、−O−、−C(CH3
    2 −、−SO2 −、−C(CF3 2 −を表す) (b-2 )R2 を構成する全ジアミン成分のうちの 50 〜
    1 mol %が、次の一般式で示されるジアミノシロキサン
    であるもの、および 【化4】 (但し、式中R3 及びR4 は 2価の有機基を、R5 〜R
    8 は炭素数 1〜6 の炭化水素を表し、n は 0又は12以下
    の正の整数を表す) (B)導電性粉末 を必須成分とする導電性ペーストを用いて半導体チップ
    とリードフレームとを接着固定してなることを特徴とす
    る半導体装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5767569A (en) * 1995-08-07 1998-06-16 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Tab tape and semiconductor chip mounted on tab tape
JP2005327973A (ja) * 2004-05-17 2005-11-24 Sumitomo Bakelite Co Ltd 樹脂組成物及び樹脂組成物を使用して作製した半導体装置
JP2005330356A (ja) * 2004-05-19 2005-12-02 Sumitomo Bakelite Co Ltd 樹脂組成物及び樹脂組成物を使用して作製した半導体装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5767569A (en) * 1995-08-07 1998-06-16 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Tab tape and semiconductor chip mounted on tab tape
JP2005327973A (ja) * 2004-05-17 2005-11-24 Sumitomo Bakelite Co Ltd 樹脂組成物及び樹脂組成物を使用して作製した半導体装置
JP2005330356A (ja) * 2004-05-19 2005-12-02 Sumitomo Bakelite Co Ltd 樹脂組成物及び樹脂組成物を使用して作製した半導体装置
JP4547988B2 (ja) * 2004-05-19 2010-09-22 住友ベークライト株式会社 樹脂組成物及び樹脂組成物を使用して作製した半導体装置

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