JPH06326139A - 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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JPH06326139A
JPH06326139A JP10866893A JP10866893A JPH06326139A JP H06326139 A JPH06326139 A JP H06326139A JP 10866893 A JP10866893 A JP 10866893A JP 10866893 A JP10866893 A JP 10866893A JP H06326139 A JPH06326139 A JP H06326139A
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JP
Japan
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adhesive
semiconductor device
manufactured
weight
epoxy resin
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JP10866893A
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English (en)
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Jun Taketazu
潤 竹田津
Nobuo Ichimura
信雄 市村
Kimihide Fujita
公英 藤田
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Showa Denko Materials Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Chemical Co Ltd
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Publication date
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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)末端にカルボキシル基を有するアクリ
ロニトリルブタジエン共重合体とエポキシ基を2個以上
有するエポキシ樹脂との反応生成物および(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
粉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
けする面付け実装法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、パッケージは200℃以上の高温に加
熱される。このため、パッケージ内部、特に接着剤層中
または封止材中に含まれる水分が気化してダイパッドと
封止材の間に回り込み、パッケージにクラック(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)末端に
カルボキシル基を有するアクリロニトリルブタジエン共
重合体とエポキシ基を2個以上有するエポキシ樹脂との
反応生成物および(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およびこの接着剤を用
いて半導体素子を支持部材に結合してなる半導体装置に
関する。
【0005】本発明に用いられる末端にカルボキシル基
を有するアクリロニトリルブタジエン共重合体として
は、例えば液状ポリブタジエンCTBN−1300×3
1、CTBNX−1300×9(いずれも宇部興産
製)、NISSO−PB−C−2000(日本曹達製)
などが挙げられる。
【0006】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
クロクヒドリド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−1
70(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Q
uatrex−2010(ダウ・ケミカル社製)、クレ
ゾールノボラツク型エポキシ樹脂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、Y
L−980(油化シェルエポキシ社製)、多官能エポキ
シ樹脂EPPN−501(日本化薬社製)、TACTI
X−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E
HPE−3150(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
よい。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
よい。
【0007】本発明における反応生成物は、前記のエポ
キシ樹脂と、前記の末端にカルボキシル基を有するアク
リロニトリルブタジエン共重合体とを10/90〜90
/10(重量部)の比率で、80℃〜120℃で30分
〜6時間程度反応させて得られる。反応時に必要に応じ
て下記の希釈剤を使用してもよい。
【0008】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X
L−3210(三井東圧化学社製)などが挙げられる。
【0009】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、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、球形、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)等が
挙げられる。
【0010】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、2
P4MHZ、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
み合わせて用いてもよい。
【0011】本発明になる接着剤は、その作成時の作業
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(日本化薬社製)、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
基を有する希釈剤等が挙げられる。
【0012】本発明になる接着剤には、更に必要に応じ
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等の接着力向上剤、ア
ニオン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤等の濡れ性向
上剤、シリコーン油などの消泡剤等を適宜添加すること
ができる。
【0013】本発明になる接着剤は、例えば前記のエポ
キシ樹脂と前記の末端にカルボキシル基を有するアクリ
ロニトリルブタジエン共重合体及び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、このワニスにシリコーン変性フェノールアラルキ
ル樹脂及び必要により充填剤、硬化促進剤を例えば三本
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。溶媒の存在下に前記のエポキ
シ樹脂、アクリロニトリルブタジエン共重合体およびシ
リコーン変性フェノールアラルキル樹脂を同時に混合し
て反応させてもよい。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ることが好まし
い。
【0014】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のち、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。
【0015】
【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)30重量部にCTBN−1009(液状
ポリブタジエン、宇部興産製商品名)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。この温度でこのワニス
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)14重量部を加え1
時間後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。
【0016】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)35重量部にCTBN−1009
(液状ポリブタジエン、宇部興産製商品名)5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。この温度でこのワ
ニスに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)12重量部を加
え1時間後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】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)20重量部にCTBN−1009
(液状ポリブタジエン、宇部興産製商品名)20重量
部、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)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。
【0018】比較例1 YDCN−702S(クレゾールノボラツク樹脂、東都
化成製商品名)30重量部にCTBN−1009(液状
ポリブタジエン、宇部興産製商品名)10重量部、H−
1(フェノールノボラツク樹脂、明和化成製商品名)8
重量部及び酢酸ブチルセロソルブ12.5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2P
4MHZ(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。
【0019】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)30重量部にCTBN−1009(液状
ポリブタジエン、宇部興産製商品名)10重量部、XL
−225(フェノールアラルキル樹脂、三井東圧製商品
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2P
4MHZ(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。
【0020】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CEL
−4620)により封止し、半田リフロー試験用パッケ
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
【0021】
【表1】
【0022】表1により、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。
【0023】
【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)末端にカルボキシル基を有するア
    クリロニトリルブタジエン共重合体とエポキシ基を2個
    以上有するエポキシ樹脂との反応生成物および(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。
  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。
JP10866893A 1993-05-11 1993-05-11 接着剤及び半導体装置 Pending JPH06326139A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100409082B1 (ko) * 2001-05-08 2003-12-11 주식회사 엘지화학 테이프용 접착제 조성물
KR100625054B1 (ko) * 2000-05-04 2006-09-18 주식회사 코오롱 내열성 접착테이프

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100625054B1 (ko) * 2000-05-04 2006-09-18 주식회사 코오롱 내열성 접착테이프
KR100409082B1 (ko) * 2001-05-08 2003-12-11 주식회사 엘지화학 테이프용 접착제 조성물

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