JPH0793331B2 - 半導体素子 - Google Patents

半導体素子

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JPH0793331B2
JPH0793331B2 JP27785786A JP27785786A JPH0793331B2 JP H0793331 B2 JPH0793331 B2 JP H0793331B2 JP 27785786 A JP27785786 A JP 27785786A JP 27785786 A JP27785786 A JP 27785786A JP H0793331 B2 JPH0793331 B2 JP H0793331B2
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洋志 稲葉
輝 奥野山
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東芝ケミカル株式会社
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
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    • 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
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/321Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by conductive adhesives

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、ハイブリッドIC等、コンデンサチップが接着
されている半導体素子であって、不良となったチップ等
を250℃程度の熱で簡単に取りはずし、良品チップと交
換することが可能な半導体素子に関する。
(従来の技術) ハイブリッドICは、1枚の基板上にICチップやコンデン
サチップ等が、数個から多いもので数十個搭載されてお
り、これらチップのうち1個でも不良になると、基板そ
のものを不良としなければならず、大変に不経済であっ
た。不良チップのみを交換し、基板不良をなくすことが
必要となっている。
従来のハイブリッドICでチップを接着するに用いられて
いるIC/LSIダイボンディング用の導電性接着剤は、ボン
ディング温度を250〜350℃に設計しているため、一度チ
ップを接着固定すると、不良チップとなったチップを再
度加熱除去することが困難であった。また、1個の不良
チップを除去するために基板全体を300℃程度に加熱長
時間さらすことは、他の半導体素子等の信頼性に少なか
らず影響を与えるので問題となっていた。
(発明が解決しようとする問題点) 本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもの
で、ICチップやコンデンサチップを低温、かつ短時間に
接着・固定ができ、200℃のボンディングに耐える接着
強度を有し、また接着したチップが不良であるとわかっ
た場合に250℃程度の加熱で簡単に不良チップを除去す
ることが可能な半導体素子を提供しようとするものであ
る。
[発明の構成] (問題点を解決するための手段) 本発明者らは、上記の目的を達成しようと鋭意研究を重
ねた結果、後述する組成の導電性接着剤を使用すれば、
ICチップやコンデンサチップの接着固定が低温、短時間
で簡単にでき、かつ接着したチップを容易に除去するこ
とが可能であることを見いだし、本発明を完成させたも
のである。
すなわち、本発明は、 (A)次の一般式で示されるテトラグリシジルアミン (但し、式中Rは2価の脂肪族基、芳香族基、脂環族基
を表す) (B)導電性粉末、又は必要により(C)エポキシ樹脂
を含む導電性接着剤を用いてなる半導体素子である。
本発明に用いる(A)テトラグリシジルアミンは、次の
一般式、 (但し、式中Rは2価の脂肪族基、芳香族基、脂環族基
を表す) で示されるものであればよく、耐熱性や作業性等導電性
接着剤の要求特性の必要に応じてRは種々のものが使用
できる。具体的な化合物としては、例えば、TETRAD−C,
TETRAD−D,TETRAD−X,TETRAD−Y(三菱化成社製、商品
名)、EP604(油化シェルエポキシ社製、商品名)等が
挙げられ、これらは単独又は2種以上混合して使用す
る。
本発明に用いる(C)エポキシ樹脂としては、すべての
種類のエポキシ樹脂を使用することが可能であるが、そ
の主体は、1分子中に2個以上のエポキシ基を有するポ
リエポキシ樹脂である。具体的にはビスフェノールA
型、ハロゲン化ビスフェノール型、レゾルシン型、ビス
フェノールF型、ポリアルコール・ポリグリコール型、
ノボラック型、テトラヒドロキシフェニルエタン型、グ
リセリントリエーテル型、ポリオレフィン型、エポキシ
化大豆油、ジシクロペンタジエンオキシド、ビニルシク
ロヘキセンジオキシド等が挙げられ、これらは単独又は
2種以上混合して用いる。
本発明に用いる接着剤では、(A)のテトラグリシジル
アミン(第一発明)、又は(A)テトラグリシジルアミ
ンと(C)エポキシ樹脂(第二発明)をもって結合剤と
する。通常の場合には(A)のテトラグリシジルアミン
のみで十分であるが、必要によって例えば導電性接着剤
としてそれほど耐熱性を要求されない場合には(A)テ
トラグリシジルアミンに(C)エポキシ樹脂を配合して
結合剤とする。(A)テトラグリシジルアミンと(C)
エポキシ樹脂との配合割合[(A):(C)]は、重量
比で90:10〜10:90の範囲が好ましく、より好ましくは7
0:30〜40:60の範囲内である。テトラグリシジルアミン
の配合割合が10重量部未満では十分な熱時接着強度およ
び耐熱性が得られず好ましくなく、また90重量部を越え
ると余りにも反応が進み過ぎ、硬くてもろくなる場合が
ある。よって上記の範囲内に限定するのがよい。
本発明に用いる(B)導電性粉末としては、フレーク
状、鱗片状などのものも使用されるが、特に球状あるい
は樹脂被覆された平均粒径10μm以下の銀、銅、ニッケ
ル等の金属粉末が好ましく使用される。導電性粉末の配
合割合は、(A)テトラグリシジルアミン、又は(A)
テトラグリシジルアミンと(C)エポキシ樹脂とからな
る結合剤との比で決められる。導電性粉末と結合剤の割
合は、重量比で70:30〜90:10の範囲内であることが好ま
しい。導電性粉末が70未満では十分な導電性が得られ
ず、また90を超えると作業性や接着強度が低下し、いず
れの場合も好ましくない。
本発明に用いる導電性接着剤には、硬化触媒として、通
常の一液型エポキシ樹脂接着剤に用いるものをそのまま
使用することができ、例えばイミダゾール系、ジシアン
ジアミド−イミダゾール系等の触媒が使用される。
また粘度調整用として各種の溶剤を使用することがで
き、例えばブチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチ
ルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテー
ト、ブチルカルビトールアセテート、ブチルカルビトー
ル等が挙げられ、単独又は2種以上混合して使用する。
また無溶剤型にするには、液状低粘度のエポキシ樹脂を
使用するか或いはエポキシモノマーを使用することがで
きる。
本発明に用いる導電性接着剤は、以上の各成分を配合
し、それを3本ロール等により均一に混練して容易に製
造することができる。こうして得られた導電性接着剤を
所定の場所にディスペンサー、スクリーン印刷、ピン転
写法等によって塗布した後、数秒から数時間後、コンデ
ンサチップ等を載せ、加熱硬化させて半導体素子をつく
ることができる。この導電性接着剤は種々の硬化条件で
硬化させることが可能であるが、150℃で30分間あるい
は120℃で90分間のオーブン硬化、又は200℃以上で数十
秒のヒータブロック硬化が好ましい。
(実施例) 次に本発明を実施例によって説明するが、本発明は以下
の実施例によって限定されるものではない。
実施例 1〜5 第1表に示した各成分を3本ロールにより3回混練して
導電性接着剤を得た。得られた導電性接着剤を、アルミ
ニウム基板上に金メッキされたパッド部にディスペンス
塗布した後、4.5×6.5mmのICチップと1.8×1.9mmのコン
デンサチップをマウントし、150℃の温度で30分間加熱
硬化させて半導体素子を製造した。この半導体素子に関
してボンディングテスト、250℃でのチップ剥離性、接
着強度、耐湿性についてについて試験し、その結果を第
1表に示したが、いずれも本発明の顕著な効果が認めら
れた。
比較例 1 実施例2において、テトラグリシジルアミン(TETRAD−
C)を除いた以外は、すべて実施例2と同一にして導電
性接着剤、半導体素子を得て、実施例と同様な試験を行
ったので、その結果を第1表に示した。
比較例 2 市販のIC/LSIダイボンディング用導電性接着剤を用いて
実施例と同様な試験を行ったので、その結果を第1表に
示した。
*1:油化シェルエポキシ社製、商品名 *2:三菱化成社製、商品名 *3:油化シェルエポキシ社製、商品名 *4:200℃におけるICチップ300個のボンディングテスト
でチップハガレを起こしたチップの個数 *5:250℃のヒート盤上で20秒間放置後、4kg/cm2の力で
チップが剥離できるかを試験した。(チップスサイズは
4.5×6.5mm) *6:4.5×6.5mmICチップの側面をプッシュプルゲージで
水平に押した時の剪断強度を測定した(実施例1〜5,比
較例の硬化条件は150℃×30分間、比較例2の硬化条件
は200℃×60分間である)。
*7: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気圧の水蒸気中で
印加電圧直流15Vを通電しての耐湿試験(バイアス−PC
T)を各半導体素子について行い、評価した。この試験
に供した半導体素子数は、各々60個である。評価の方法
は、半導体素子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。
[発明の効果] 以上の説明および第1表の結果からも明らかなように、
本発明の半導体素子によれば、ICチップやコンデンサチ
ップを低温、短時間で簡単に接着でき、接着されたチッ
プは200℃のワイヤボンディングに耐える接着強度を有
し、一方不良チップの交換時には250℃程度の熱で容易
に不良チップを除去できるものであるので、半導体素子
の歩留りおよび信頼性も高く、本発明は工業的価値の大
きいものである。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(A)次の一般式で示されるテトラグリシ
    ジルアミン、および (但し、式中Rは2価の脂肪族基、芳香族基、脂環族基
    を表す) (B)導電性粉末 を含む導電性接着剤を用いてなる半導体素子。
  2. 【請求項2】(A)次の一般式で示されるテトラグリシ
    ジルアミン及び (但し、式中Rは2価の脂肪族基、芳香族基、脂環族基
    を表す) (B)導電性粉末、および (C)エポキシ樹脂 を含む導電性接着剤を用いてなる半導体素子。
  3. 【請求項3】(A)テトラグリシジルアミンと(C)エ
    ポキシ樹脂との配合割合[(A)/(C)]が、重量比
    で90/10〜10/90の範囲内である特許請求の範囲第2項記
    載の半導体素子。
JP27785786A 1986-11-22 1986-11-22 半導体素子 Expired - Fee Related JPH0793331B2 (ja)

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