JPH06322349A - 接着剤及び半導体装置 - Google Patents

接着剤及び半導体装置

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JPH06322349A
JPH06322349A JP11040793A JP11040793A JPH06322349A JP H06322349 A JPH06322349 A JP H06322349A JP 11040793 A JP11040793 A JP 11040793A JP 11040793 A JP11040793 A JP 11040793A JP H06322349 A JPH06322349 A JP H06322349A
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JP
Japan
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adhesive
manufactured
semiconductor device
resin
trade name
Prior art date
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JP11040793A
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English (en)
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Nobuo Ichimura
信雄 市村
Jun Taketazu
潤 竹田津
Kimihide Fujita
公英 藤田
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Showa Denko Materials Co Ltd
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Hitachi Chemical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 半導体装置のダイボンディング剤として使用
した場合に、半田リフロー時のリフロークラックの発生
を低減し、半導体装置としての信頼性を向上させること
ができる接着剤を提供する。 【構成】 (1)エポキシ基を2個以上有するエポキシ
樹脂および(2)シリコーン変性フェノールアラルキル
樹脂を含有してなる接着剤ならびにこの接着剤を用いて
半導体素子を支持部材に接合してなる半導体装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は接着剤及び半導体装置に
関し、さらに詳しくはリフローソルダリング時にリフロ
ークラックの無い高信頼性の半導体装置を得ることがで
きる接着剤及びこれを用いた半導体装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、半導体装置を製造する際の半導体
素子とリードフレーム(支持部材)の接合方法として、
(1)金−シリコン共晶体等の無機材料を接着剤として
用いる方法、(2)エポキシ樹脂系、ポリイミド樹脂系
等の有機材料に銀粉等を分散させてペースト状態とし、
これを接着剤として用いる方法などがある。しかしなが
ら、前者の方法ではコストが高く、350℃から400
℃程度の高い熱処理が必要であり、また接着剤が硬く、
熱応力によってチップの破壊が起こるため、最近では銀
分を含んだ銀ペーストを用いる後者の方法が主流となっ
ている。この方法は、一般に銀ペーストをディスペンサ
ーやスタンピングマシンを用いてリードフレームに塗布
した後、半導体素子をダイボンディングし、加熱硬化さ
せて接合するものである。加熱硬化の方法としては、オ
ーブン中で硬化させるバッチ方式と、加熱されたプレー
ト上で硬化させるインライン方式とがある。さらにこの
半導体装置は、外部を封止材により封止後、基板上に半
田付けされ実装される。現在、高密度、高効率実装のた
め、半田実装は半導体装置のリードを基板に直接半田付
けする面付け実装が主流となっている。半田実装には、
基板全体を赤外線などで加熱するリフローソルダリング
が用いられ、半導体装置は200℃以上の高温に加熱さ
れる。このため、半導体装置内部、特に接着層中または
封止材中に含まれる水分が気化してダイパットと封止材
の間に回り込み、半導体装置にクラック(リフロークラ
ック)が生じ、半導体装置の信頼性が低下する欠点があ
った。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記の従来
技術の欠点を除去し、リフロークラックの無い接着剤及
びこれを用いた半導体装置を提供するものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、(1)エポキ
シ基を2個以上有するエポキシ樹脂及び(2)シリコー
ン変性フェノールアラルキル樹脂を含有してなる接着剤
及びこの接着剤を用いて半導体素子を支持部材に接合し
てなる半導体装置に関する。
【0005】本発明に用いられるエポキシ基を2個以上
有するエポキシ樹脂としては、例えばビスフェノール
A、ビスフェノールF、ビスフェノールADなどとエピ
クロロヒドリンとから誘導されるエポキシ樹脂、例えば
AER−X8501(旭化成工業社製)、YDF−17
0(東都化成社製)、R−710(三井石油化学社製)
ノボラック型エポキシ樹脂N−730S(大日本インキ
社製)、フェノールノボラック型エポキシ樹脂Quat
rex−2010(ダウ・ケミカル社製)、クレゾール
ノボラック型エポキシ樹脂YDCN−702S(東都化
成社製)、EOCN−100(日本化薬社製)、ビスフ
ェノールA型エポキシ樹脂R−301、YL−980
(油化シェルエポキシ社製)、多官能エポキシ樹脂EP
PN−501(日本化薬社製)、TACTIX−742
(ダウ・ケミカル社製)、VG−3010(三井石油化
学社製)、1032S(油化シェルエポキシ社製)、ナ
フタレン骨格を有するエポキシ樹脂HP−4032(大
日本インキ社製)、脂環式エポキシ樹脂EHPE−31
50(ダイセル化学社製)などが挙げられる。これらの
エポキシ樹脂を適宜組み合わせて用いても良い。さらに
目的に応じて、フェニルグリシジルエーテル、クレジル
グリシジルエーテル、パラターシャリブチルフェニルグ
リシジルエーテル、パラセカンダリフェニルグリシジル
エーテル、アミン型エポキシ樹脂ELM−100(住友
化学社製)などの反応性希釈剤を用いても良い。
【0006】本発明に用いられるシリコーン変性フェノ
ールアラルキル樹脂は硬化剤として作用し、例えばXL
−3210(三井東圧化学社製)などが挙げられる。
【0007】本発明に必要に応じて用いられる充填剤と
しては、シリカ粉、アルミナ粉、銀粉等が用いられ、そ
の粒径、形状等に制限はないが、銀粉が好ましく、フレ
ーク状、樹枝状、球状、不定形等の銀粉が使用可能であ
る。例えば、シルベストTCG−1(徳力化学研究所
製)、シルフレークAgc−A(福田金属箔粉工業社
製)などが挙げられる。
【0008】さらに、本発明になる接着剤は、硬化性を
向上させるために硬化促進剤を含有することができ、そ
の例としては有機ボロン塩EMZ・K、TPP・K(北
興化学社製)、三級アミン類及びその塩DBU、U−C
AT102、106、830、340、5002(サン
アプロ社製)、キュアゾールC11Z−CNS、C11Z、
2P4MHZ、2PHZなどのイミダゾール類(四国化
成社製)などが挙げられる。これらの硬化促進剤は単独
で用いてもよく、数種類の硬化剤及び硬化促進剤を適宜
組み合わせても良い。
【0009】本発明になる接着剤は、その作製時の作業
性及び使用時の塗布作業性をより良好にするため、必要
に応じて希釈剤を添加することができる。これらの希釈
剤としては、ブチルセロソルブ、カルビトール、酢酸ブ
チルセロソルブ、酢酸カルビトール、エチレングリコー
ルジエチルエーテル、α−テルピネオールなどの比較的
沸点の高い有機溶剤、PGE(日本火薬社製)、PP−
101(東都化成社製)、ED−502、503(旭電
化社製)、YED−122(油化シェルエポキシ社製)
KBM−403、LS−7970(信越化学工業社
製)、TSL−8350、8355、9905(東芝シ
リコーン社製)などの1分子中に1〜2個のエポキシ基
を有する希釈剤などが挙げられる。
【0010】本発明になる接着剤には、さらに必要に応
じてKBM−573(信越化学社製)などのシランカッ
プリング剤、チタンカップリング剤などの接着力向上
剤、アニオン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤等の塗
れ性向上剤、シリコーン油等の消泡剤を適宜添加するこ
とができる。
【0011】本発明になる接着剤は、例えば前記のエポ
キシ樹脂と前記の希釈剤とをフラスコ内で80〜120
℃の温度で溶解混合してワニスとし、このワニスに硬化
剤及び必要により充填剤、硬化促進剤を例えば3本ロー
ル、プラネタリミキサ、らいかい機、ボールミル等によ
り混合して得られる。本発明になる接着剤は、半導体素
子をリードフレーム等の支持部材に接着させる際に用い
られる半導体素子用接着剤として用いられることが好ま
しい。
【0012】本発明になる接着剤を用いた半導体装置
は、リードフレーム等の支持部材に本発明の接着剤を注
射筒を用いたディスペンス法、スタンピング法、スクリ
ーン印刷法等により塗布した後、半導体素子を圧着し、
その後熱風循環式乾燥器、ヒートブロックなどの加熱装
置を用いて加熱硬化して半導体素子を支持部材に接合
し、その後通常のワイヤボンディング工程、封止工程を
経て製造される。
【0013】
【実施例】以下、本発明を実施例により説明する。 実施例1 YDCN−702S(クレゾールノボラック樹脂、東都
化成製商品名)10重量部にXL−3210(シリコー
ン変性フェノールアラルキル樹脂、三井東圧化学社製商
品名)8重量部及び酢酸ブチルセロソルブ13重量部を
加え、80℃に加熱して1時間撹拌してワニスを得た。
これを23℃〜25℃まで冷却した後、キュアゾール2
P4MHZ(イミダゾール、四国化成社製商品名)、銀
粉TCG−1(徳力化学研究所製商品名)を表1に示す
配合比(重量部、以下同じ)でらいかい機により混合し
接着剤を得た。この接着剤を用い、下記の半田リフロー
クラック試験を行った。試験結果を表1に示す。
【0014】実施例2 エピコート1001(ビスA型エポキシ樹脂、油化シェ
ル化学社製商品名)10重量部にXL−3210(シリ
コーン変性フェノールアラルキル樹脂、三井東圧化学社
製商品名)7重量部及び酢酸ブチルセロソルブ13重量
部を加え、80℃に加熱して1時間撹拌してワニスを得
た。これを23℃〜25℃まで冷却した後、キュアゾー
ル2P4MHZ(イミダゾール、四国化成社製)、銀粉
TCG−1(徳力化学研究所製商品名)を表1に示す配
合比でらいかい機により混合し接着剤を得た。この接着
剤を用い、下記の半田リフロークラック試験を行った。
試験結果を表1に示す。
【0015】実施例3 エピコート1007(ビスA型エポキシ樹脂、油化シェ
ル化学社製商品名)10重量部にXL−3210(シリ
コーン変性フェノールアラルキル樹脂、三井東圧化学社
製商品名)2重量部及び酢酸ブチルセロソルブ13重量
部を加え、80℃に加熱して1時間撹拌してワニスを得
た。これを23℃〜25℃まで冷却した後、キュアゾー
ル2P4MHZ(イミダゾール、四国化成社製商品
名)、銀粉TCG−1(徳力化学研究所製)を表1に示
す配合比でらいかい機により混合し接着剤を得た。この
接着剤を用い、下記の半田リフロークラック試験を行っ
た。試験結果を表1に示す。
【0016】比較例1 YDCN−702S(クレゾールノボラック樹脂、東都
化成製商品名)10重量部にH−1(フェノールノボラ
ック樹脂、明和化成製商品名)4重量部及び酢酸ブチル
セロソルブ13重量部を加え、80℃に加熱して1時間
撹拌してワニスを得た。これを23℃〜25℃まで冷却
した後、キュアゾール2P4MHZ(イミダゾール、四
国化成社製商品名)、銀粉TCG−1(徳力化学研究所
製商品名)を表1に示す配合比でらいかい機により混合
し接着剤を得た。この接着剤を用い、下記の半田リフロ
ークラック試験を行った。試験結果を表1に示す。
【0017】比較例2 YDCN−702S(クレゾールノボラック樹脂、東都
化成製商品名)10重量部にXL−225(フェノール
アラルキル樹脂、三井東圧製商品名)10重量部及び酢
酸ブチルセロソルブ13重量部を加え、80℃に加熱し
て1時間撹拌してワニスを得た。これを23℃〜25℃
まで冷却した後、キュアゾール2P4MHZ(イミダゾ
ール、四国化成社製商品名)、銀粉TCG−1(徳力化
学研究所製商品名)を表1に示す配合比でらいかい機に
より混合し接着剤を得た。この接着剤を用い、下記の半
田リフロークラック試験を行った。試験結果を表1に示
す。
【0018】半田リフロークラック試験方法 実施例及び比較例により得た接着剤を用い、下記フレー
ムとシリコンチップを、下記硬化条件により硬化し接着
した。その後、日立化成製エポキシ封止材(商品名CE
L−4620)により封止し、半田リフロークラック試
験用パッケージを得た。そのパッケージを温度及び湿度
がそれぞれ85℃、85%の条件に設定された恒温恒湿
槽中で48時間吸湿させた。その後215℃/90秒の
リフロー条件で半田リフローを行い、パッケージの外部
クラックの発生数を顕微鏡(倍率:15倍)で観察し
た。5個のサンプルについてクラックの発生したサンプ
ル数を示す。 チップサイズ:8mm×10mm パッケージ :QFP、14mm×20mm×2mm フレーム :42アロイ 硬化条件 :180℃まで30分で昇温、180℃1
時間硬化
【0019】
【表1】
【0020】表1より、比較例では全部のパッケージに
外部クラックが発生し、半導体装置の信頼性低下につな
がるが、本発明の接着剤によれば、パッケージの外部ク
ラックの発生が抑制されることが示される。
【0021】
【発明の効果】本発明になる接着剤は、半導体装置のダ
イボンディング剤として使用した場合に、半田リフロー
時のペースト層の剥離を抑えることができ、リフローク
ラックの発生を低減し、半導体装置としての信頼性を向
上させることができる。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (1)エポキシ基を2個以上有するエポ
    キシ樹脂及び(2)シリコーン変性フェノールアラルキ
    ル樹脂を含有してなる接着剤。
  2. 【請求項2】 さらに充填剤を含有する請求項1記載の
    接着剤。
  3. 【請求項3】 充填剤が、銀粉である請求項2記載の接
    着剤。
  4. 【請求項4】 請求項1〜3のいずれかに記載の接着剤
    を用いて半導体素子を支持部材に接合してなる半導体装
    置。
JP11040793A 1993-05-12 1993-05-12 接着剤及び半導体装置 Pending JPH06322349A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009132828A (ja) * 2007-11-30 2009-06-18 Shin Etsu Chem Co Ltd ダイボンド剤組成物及びそれを用いた半導体装置
JP2009161619A (ja) * 2007-12-28 2009-07-23 Shin Etsu Chem Co Ltd 接着剤組成物

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009132828A (ja) * 2007-11-30 2009-06-18 Shin Etsu Chem Co Ltd ダイボンド剤組成物及びそれを用いた半導体装置
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