JPH07238268A - 接着剤及び半導体装置 - Google Patents
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Abstract
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)エポキシ基を有するポリブタジエン化
合物、(2)硬化剤、(3)アクリル基又はメタクリル
基を有する有機化合物及び(4)遊離ラジカル重合開始
剤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
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。
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
等の有機材料等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℃〜40
0℃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の
ダイパッドに塗布した後、半導体素子をダイボンディン
グし、加熱硬化させて接着するものである。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、高効率の実装のため、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20
0℃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。
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。
シ基を有するポリブタジエン化合物、(2)硬化剤、
(3)アクリル基又はメタクリル基を有する有機化合物
及び(4)遊離ラジカル重合開始剤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
接着してなる半導体装置に関する。
リブタジエン化合物は既に公知の化合物であり、例えば
エポキシ化ポリブタジエンBF−1000(アデカアー
ガス化学社製)、R−15EPI、R−45EPI、末
端エポキシ化ポリブタジエンR−15EPT、R−45
EPT(いずれも出光化学社製)、EP−1054(日
本曹達社製)などが挙げられる。エポキシ基を有するポ
リブタジエン化合物は組み合わせて用いてもよい。
はないが、例えばフェノールノボラック樹脂H−1(明
和化成工業社製)、フェノールアラルキル樹脂XL−2
25(三井東圧化学社製)、ジシアンジアミドSP−1
0(日本カーバイド社製)、二塩酸ジヒドラジドAD
H、PDH、SDH(四国化成工業社製)、マイクロカ
プセル型硬化剤ノバキュア(旭化成工業社製)などが挙
げられる。
リル基を有する有機化合物も既に公知の化合物であり、
例えば脂環式アクリレートFA−513A、脂環式メタ
クリレートFA−513M(日立化成工業社製)、脂環
式ジアクリレートR−684(日本化薬社製)、脂肪族
ジアクリレートHDDA(日本化薬社製)、脂肪族ジメ
タクリレートNPG、1.3BG、4G、10G(新中
村化学社製)、芳香族ジメタクリレートBPE−10
0、BPE−200、BPE−500、BPE−130
0(新中村化学社製)などが挙げられる。これらのアク
リル基又はメタクリル基を有する有機化合物は組み合わ
せて用いてもよい。
に制限はないが、例えばパークミルD、ナイパーD(い
ずれも日本油脂社製)などが挙げられる。
の点からエポキシ基を有するポリブタジエン化合物のエ
ポキシ基1当量に対して、硬化剤を0.5〜1.5当量
とすることが好ましく、また、当該ポリブタジエン化合
物100重量部に対してアクリル基又はメタクリル基を
有する有機化合物を50〜200重量部および遊離ラジ
カル重合開始剤を0.1〜10重量部の範囲で用いるこ
とが好ましい。
るエポキシ樹脂を上記のポリブタジエン化合物100重
量部に対して、500重量部以下として併用することが
できる。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−170(東都化成工業社
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Quatrex−20
10(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(東都化成工業社
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EPPN−
501(日本化薬社製)、TACTIX−742(ダウ
・ケミカル社製)、VG−3101(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−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。さらに必要
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)、ED−502、503(旭電化社製)、YED
−122(油化シェルエポキシ社製)、KBM−40
3、LS−7970(信越化学社製)、TSL−835
0、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反応性希釈剤
などを用いてもよい。反応性希釈剤は、接着剤に対し
て、通常15重量%以下の量で用いられる。
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)など
が挙げられる。充填剤は通常接着剤に対して50〜85
重量%の範囲で用いられる。
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)、三級アミン類およびその塩DBU、U−
CAT102、106、830、340、5002(サ
ンアプロ社製)、キュアゾールC11Z−CNS、C
11Z、2P4MHZ、2PHZなどのイミダゾール類
(四国化成工業社製)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、数種類の硬化促進剤を適
宜組み合わせてもよく、使用量は通常用いられる量とさ
れる。
布作業性をより良好にするため、必要に応じて有機溶
剤、例えば、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−テルピネオール等の比較的沸
点の高い有機溶剤を含有することができる。有機溶剤の
使用量は通常接着剤の20重量%以内の量とされる。
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などの濡れ性
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。
キシ基を有するポリブタジエン化合物、前記の硬化剤、
前記のアクリル基又はメタクリル基を有する有機化合物
及び必要に応じて前記のエポキシ樹脂、前記の反応性希
釈剤、前記の溶剤とをフラスコ内で溶解させ、これに遊
離ラジカル重合開始剤を加えて製造される。溶解は必要
により60〜80℃に加熱して行うことができる。さら
に、必要により充填剤、硬化促進剤、シランカップリン
グ剤などの添加剤が混合される。充填剤を混合する装置
としては、例えば三本ロール、プラネタリミキサ、らい
かい機、ボールミルなどが挙げられる。本発明になる接
着剤は、半導体素子をリードフレームなどの支持部材に
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。
は、以下の製造工程を経て製造される。すなわち、リー
ドフレームなど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
刷などにより塗布した後、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、封止工程を経て半導
体装置とされる。
化成工業社製商品名)30重量部にR−15EPT(エ
ポキシ化ポリブタジエン、出光化学社製商品名)20重
量部、フェノール樹脂H−1(フェノールノボラック樹
脂、明和化成工業社製商品名)10重量部及び酢酸ブチ
ルセロソルブ20重量部を加え、80℃に加熱して1時
間撹拌しワニスを得た。その後23℃〜25℃まで冷却
し、R−684(脂環式ジアクリレート、日本化薬社製
商品名)、パークミルD(ラジカル重合開始剤、日本油
脂社製商品名)、キュアゾール2P4MHZ(イミダゾ
ール、四国化成工業社製商品名)、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。
ルエポキシ社製商品名)30重量部にR−15EPT
(エポキシ化ポリブタジエン、出光化学社製商品名)1
8重量部、フェノール樹脂H−1(フェノールノボラッ
ク樹脂、明和化成工業社製商品名)6重量部及び酢酸ブ
チルセロソルブ20重量部を加え、80℃に加熱して1
時間撹拌しワニスを得た。その後23℃〜25℃まで冷
却し、R−684(脂環式ジアクリレート、日本化薬社
製商品名)、パークミルD(ラジカル重合開始剤、日本
油脂社製商品名)、キュアゾール2P4MHZ(イミダ
ゾール、四国化成工業社製商品名)、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。
化成工業社製商品名)30重量部にR−45EPT(エ
ポキシ化ポリブタジエン、出光化学社製商品名)10重
量部、フェノール樹脂H−1(フェノールノボラック樹
脂、明和化成工業社製商品名)10重量部及び酢酸ブチ
ルセロソルブ15重量部を加え、80℃に加熱して1時
間撹拌しワニスを得た。その後23℃〜25℃まで冷却
し、FA−513A(脂環式アクリレート、日立化成工
業社製商品名)、パークミルD(ラジカル重合開始剤、
日本油脂社製商品名)、キュアゾール2P4MHZ(イ
ミダゾール、四国化成工業社製商品名)、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。
社製商品名)30重量部、フェノール樹脂H−1(フェ
ノールノボラック樹脂、明和化成工業社製商品名)5重
量部及び酢酸ブチルセロサルブ13重量部を加え、80
℃に加熱して1時間撹拌しワニスを得た。その後23℃
〜25℃まで冷却し、R−684(脂環式ジアクリレー
ト、日本化薬社製商品名)、パークミルD(ラジカル重
合開始剤、日本油脂社製商品名)、キュアゾール2P4
MHZ(イミダゾール、四国化成工業社製商品名)、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。
化成工業社製商品名)30重量部及び酢酸ブチルセロソ
ルブ13重量部、及びフェノール樹脂H−1(フェノー
ルノボラック樹脂、明和化成工業社製商品名)6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。その後23℃〜25℃まで冷却し、キュアゾール2
P4MHZ(イミダゾール、四国化成工業社製商品名)
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。
ルエポキシ社製商品名)30重量部、フェノール樹脂H
−1(フェノールノボラック樹脂、明和化成工業社製商
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。
その後23℃〜25℃まで冷却し、キュアゾール2P4
MHZ(イミダゾール、四国化成工業社製商品名)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。
フレームとシリコンチップを、下記の硬化条件により硬
化し接着した。その後日立化成工業製エポキシ封止材
(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℃で6時
間硬化
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、信頼性の高いパッケージが
得られることが示される。
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)
- 【請求項1】 (1)エポキシ基を有するポリブタジエ
ン化合物、(2)硬化剤、(3)アクリル基又はメタク
リル基を有する有機化合物及び(4)遊離ラジカル重合
開始剤を含有してなる接着剤。 - 【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。 - 【請求項3】 充填剤が銀粉である請求項2記載の接着
剤。 - 【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着してなる半導体装
置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP02866794A JP3506185B2 (ja) | 1994-02-28 | 1994-02-28 | 接着剤及び半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP02866794A JP3506185B2 (ja) | 1994-02-28 | 1994-02-28 | 接着剤及び半導体装置 |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07238268A true JPH07238268A (ja) | 1995-09-12 |
JP3506185B2 JP3506185B2 (ja) | 2004-03-15 |
Family
ID=12254872
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
JP02866794A Expired - Lifetime JP3506185B2 (ja) | 1994-02-28 | 1994-02-28 | 接着剤及び半導体装置 |
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- 1994-02-28 JP JP02866794A patent/JP3506185B2/ja not_active Expired - Lifetime
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